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文化

从巫术、针灸到基因编辑,这是一部图文并茂的医学史

曾梦龙2019-12-05 15:02:53

“本书更像一册逸事趣闻录,而非一部百科全书,旨在用非技术性的眼光,去解读这个虽然令人偶尔心生惧意,但在本质上始终充满魅力的学科。”

《DK医学史:从巫术、针灸到基因编辑》

内容简介

医学的历史,一直是人类为生存和健康而战的历史。从古代到今天的医生们,在治愈疾病、保持身体健康的道路上,留下了无数充满惊奇趣味的冒险故事、荒诞不经却又鼓舞人心的伟大尝试。

史前时代的巫医将疾病视作对灵魂的诅咒,东方的古老医学则用针灸和艾草,调节体内的“行气”平衡。中世纪医生曾把水蛭吸血当成万能的良方,而科学的血液循环理论,要等到 17 世纪的人体解剖之后才确立。在消毒、止血和抗生素等基础知识问世之前,外科手术曾是一门行走在死亡边缘的“理发”手艺,伴随着科学观念的发展,未来的基因编辑、组织工程,将带来全面改善人体健康的新浪潮。

DK 经典图文书以时间为线索,用几百幅插图、年表和专业解说,呈现从史前时代到 21 世纪的世界医学历史进程。从古代文明中医疗之神的传说、中世纪医学的怪异器械,到现代医学中细胞、病毒、基因图谱……文献资料与实物照片,构筑起一座袖珍的私人医学博物馆。

作者简介

史蒂夫·帕克(Steve Parker),英国科普作家、编辑和咨询顾问,专注于科普通识和生命科学创作。他也是伦敦动物学会资深会员。他参与创作 250 多本书籍,涉及人体、医学和药物,曾获得 2014 年英国医学协会颁发的公众理解科学促进奖。

书籍摘录

引言

医生是什么?在古埃及,治疗是巫师们的特权,而在古希腊,医生们被视为四处游历的怪人,他们更有可能令病情雪上加霜,而非助人康复。到了 16 世纪,富有革新精神的医生们尝试了药物、炼丹术、占星术、草药学、矿物学、心理疗法和信仰疗法的广泛混合;而在现代世界,医学已经发展到能够让医生远隔重洋为病人进行远程手术的地步。

现在,要想检查身体内部情况,可选择一系列复杂的扫描和影像设备;但是在古埃及,这类做法会被认为与治病完全无关:当时,人们认为疾病是神灵所为,检查病患是闻所未闻的。在古希腊行医的希波克拉底(Hippocrates)被众人尊为“ 西方医学之父”,他因为否认疾病是神明的心血来潮,而被监禁多年。但到他去世的时候,他已经改革了医疗实践,为医生这一角色打下了初步基础。自然,另外有许多人也做出了贡献—古代有埃及的伊姆霍特普(Imhotep)、印度的遮罗迦(Charaka)、罗马的盖仑(Galen)、中国的张仲景,伊斯兰中世纪的黄金时代有拉齐(al-Rhazi)、伊本·西拿[ibn Sina,又称阿维森纳(Avicenna)],文艺复兴时代有解剖学家安德烈亚斯·维萨里(Andreas Vesalius)和肇建许多现代医学准则、具有开创性贡献的帕拉塞尔苏斯(Paracelsus)。这些伟人通常都挑战了当时的传统观念,为医学做出了贡献。

当然,当时也存在许多极不准确的医学理论和一些在我们看来十分古怪的偏方—从煮熟的幼犬到焚烧燕子得到的骨灰(用来“ 治愈”多毛症)。用水蛭放血的疗法一度十分流行,以至于医生们当时实际上作为“ 蛭者”(leeches)而为人所知。盖仑的人体解剖学说根深蒂固,以至于千百年来无人质疑其研究结果事实上皆来自解剖狗和猴子的尸体,而非人体本身。无论如何,与这些匪夷所思的“ 灵丹妙药”同列的,还有为今日检之有效的药物疗法打下基础的草药和矿物药;与许多江湖郎中和骗子为伍的,还有许多不辞劳苦的勤奋开创者。

缜密观察和细微探究工作,在医学发展中发挥了巨大作用。比如,英国医生威廉·哈维(William Harvey) 1628 年出版其关于心血循环的巨著之前,花了 20 多年时间,解剖了分属 60 多个物种的,上千只动物的搏动的心脏,进行实验。在可追溯到古代的概念和发现的基础上,哈维将理论结合实践,给循环系统以科学可信的、基于实证的描述。有了这些知识,医生可以在诊断和治疗疾病的方法上做出巨大改进。当然有时运气也极为重要。举个例子,如果在苏格兰医学研究员亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming)离开他乱糟糟的实验室去度假时,天气没有反季节地降温,那他可能就不会发现后来救苦救难、惠及无数生命的青霉素。不过,是第二次世界大战才唤醒人们去充分认识这第一个抗生素的潜能。

战争和冲突,作为创新和学术的催化剂,推动了医学许多分支的发展。最早的医学文献之一是古埃及的有 3600 年历史的史密斯纸莎草纸(Smith Papyrus),很可能描述了战场创伤的治疗;在古罗马禁止人体解剖之时,角斗士们的受伤提供了宝贵的医学观察机会。 16 世纪,法国外科军医安布鲁瓦兹·帕雷(Ambroise Paré)采用了药膏、绷带等创新性医疗用品,这些又从战场上传播到了普通外科中。另一位法国外科医生,多米尼克·让·拉雷男爵(Baron Dominique Jean Larrey)在 19 世纪率先使用了救护车和治疗类选法(根据紧迫性和救活的可能性等,在战场上决定优先治疗哪些人)。第一次世界大战期间,医生们发现芥子气会影响身体中快速增殖的细胞,医学界据此研发出了抗癌化疗药物。就连最致命的武器原子弹,也令医学受益:其作用间接带来了骨髓移植和医学最新研究领域之一——干细胞疗法——的诞生。

医学科学的发展历程十分惊人。现在,我们理所当然地认为,现代手术室应该具有严格的无菌环境和消毒设备。但是,要记住,晚至 19 世纪,方才出现病菌是传染病的传播者这一概念。同样令我们难以想象的是,数千年前的人们就进行了数量惊人的外科手术,比如从史前时代到 18 世纪一直存在对病人开展的钻颅术。故意切开皮肤的情况在古希腊十分罕见,但是古罗马的外科医生已经发展出了和现在十分相似的工具、设备、程序。当然,现代外科手术还使用机器人、激光和令人难以置信的技术。就像我们难以想象史前时代的颅脑手术一样,我们同样难以想象现代医学已取得多大的成就。现代医学向霍乱、天花和结核病等古老杀手开战,解码了我们的 DNA ,绘制了人类基因组,发掘了纳米技术和组织工程学操作的潜能。医学的未来雄心勃勃,但面临的挑战也不容小觑。

最近一百年,营养摄入增加、公共卫生条件改善、安全意识和健康教育的出现,伴随着医学发展,带来了人类生活质量和寿命方面的巨大进步。突出的医学进步包括疫苗接种、抗生素、新的药剂药品、更安全的手术、得到改进的孕期和产后护理,还有对致病因素的认知,如致癌物质、污染物、职业问题,以及导致心脏病、中风和其他主要致死疾病的危险因素。然而,目前医疗是一个巨大的产业,经济差异阻碍了患者平等地享受技术的进步,千百万人很少有机会(甚至没有机会)获得医疗保健。

本书安排的章节意在阐明医学的发展经过:从过去天才而专注但往往孤军奋战的个人,演变到现在配备了最先进技术的专家团队。本书更像一册逸事趣闻录,而非一部百科全书,旨在用非技术性的眼光,去解读这个虽然令人偶尔心生惧意,但在本质上始终充满魅力的学科。

第三个千年的医学

回顾历史,我们会发现:预测未来的挑战是多么棘手。直到 20 世纪后期,人们才知道埃博拉病毒(1976 年)、引发消化道溃疡的微生物幽门螺杆菌(1982 年)、艾滋病(1983 年)、SARS(2002 年)。直到 1977 年,阿尔茨海默病还被诊断为一种早发性痴呆症,这也是大多数民众都不熟悉的一个术语。 1978 年实现的体外受精,对某些研究人员来说恍如昨日。 1958 年扫描成像设备出现之前,唯一的体内成像方法是标准X射线。肾脏移植 1950 年才刚刚起步,当时在处方中开抗生素,几乎不会考虑微生物可能产生的耐药性。无论好坏,下个世纪又会发生什么呢?

抗生素耐药性增强,是医学的“ 定时炸弹”之一。抗生素不仅使感染性疾病的治疗方式彻底革新,也使外科手术和其他医学领域发生了变革。然而,微生物变异得十分迅速,以至于第一个“设计出的抗生素”甲氧西林(methicillin)于 1959 年首次推出之后,三年内就出现了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。后来又有许多新菌株加入了“超级细菌”的行列。在欧洲,对曾用于对付它的主要抗生素具有耐药性的淋病奈瑟球菌(Neisseria gonorrhoeae,性传播淋病的罪魁祸首)菌株数量,在 2009 — 2010 年翻了一倍。一种导致腹泻的肠道细菌—艰难梭状芽胞杆菌(Clostridium diffcile)是另一个愈加危险的恶魔,其在 21 世纪第一个十年中期出现的菌株,对氟喹诺酮(fluoroquinolone)类抗生素体现出耐药性。

全球范围内,具有耐药性的微生物菌株日益频繁地出现—这是一场灾难,因为抗生素已完全融入我们的医疗系统。有害微生物的另一个新的潜在来源是基因操作技术、基因工程技术,以及为农业、畜牧业,甚至分解油污而创造的转基因生物(GMO)。新闻里偶尔会出现能够抵抗任何已知的抗生素,或其他药物的人造“ 超级细菌”的骇人消息。

应对抗生素耐药性的危机需要在几个方面采取行动。 2001 年,世界卫生组织(WHO)发布了《控制抗菌剂耐药性全球战略》,其中写道:“许多国家日益关注抗生素耐药性问题……尽管有大量文献……但令人沮丧的是,几乎没有真正的投资用于应对耐药性,也基本上没有有效的干预措施。鉴于这种数据的缺乏……需要现在就采取行动,以避免未来的灾难。”发明新的、更强效的抗生素,似乎是明摆着的解决办法,但开发任何新药都是一项大工程。近期而言,如将失败情况考虑在内,生产新抗生素总成本估计接近 50 亿美元,而一些人估计,真实成本是这个数字的两倍。即使这种策略短期内成功,它也只是延迟了必然发生的结果而已,因为微生物会变异,会变得对新抗生素也产生耐药性。医生经常收到新的处方指南,其中会考虑到抗生素耐药性增强的情况。世界卫生组织强调:对未来至关重要的,是进行更好的患者教育。患者须严格遵照医嘱服用抗生素或其他药物,不得随便更改剂量;即使已经感觉好多了,也要完成疗程;不要共享处方药物,也不要留存剩余药物以备后用;至关重要的是:在医生认为不必要时不要要求用药,并遵循最卫生、最具预防性的措施,如洗手、小心准备食物,及使用蚊帐、驱虫剂。这种基本建议,我们已经听了半个世纪,但不知何故,仍未达到入脑入心、根深蒂固的效果。

在过去的几十年里,信息技术和通信网络的发展,继续为医疗决策带来巨大变化。循证医学(EBM)系统评估现有临床研究,据此为病人提供最佳治疗。这些证据源自临床医生及其同事的个人经验,源自明智的推理和直觉,特别是源自在医学和临床数据库里发布的信息。这些数据库不仅包含了研究、试验、诊断、治疗和结果各方面的数据,而且还在不断扩大、更新,以提供最新信息。循证医学使医生能在一个健全、科学的体系下,权衡风险和益处,然后采取最适合病人的措施。循证医学依据的信息,不仅有(各种疾病的)发病率、死亡率这些比较容易量化的统计数字,还有更复杂的测量,如对生活质量的测量。其基本原则是:用总体上能证明有益的方式治疗一个病人,而不要用缺乏这种证据的方式治疗。

中国工人在制药生产线上包装药品。中国是世界第三大处方药市场。来自:《DK医学史》

就未来的高科技硬件而言,最普及的设备——智能手机——一定会发挥主要作用。2012 年开始,已经有用来记录心率和心律(一个简单的心电图)的应用程序,并能把数据传给医疗中心,以供专家评估。智能手机的医疗功能,预计在未来几十年将以指数形式增加,智能手机上的传感器和应用程序,将可以用来分析呼吸、血压和血氧饱和度、拍摄可能的皮肤癌的图像,且通过对语声的详细分析,甚至能提醒用户如帕金森病、运动神经元病和阿尔茨海默病等情况。

不过,最大的进步预计会来自纳米技术,这将改变医学的许多领域。“纳米”级要比人体细胞的“ 微米”级小得多,其尺度是一毫米的几百万分之一,达到单个分子甚至原子的级别。在纳米医学的奇妙新世界里,“量子点”(quantum dot)纳米粒子已经能被设计为可由特定的组织(如肿瘤组织)吸收,然后在相应波长的扫描检查下,可以清晰显示出惊人的细节。现在能生产出有一个覆盖层的纳米胶囊,当它们到达受损身体部位内部的适当环境时,覆盖层会分解,释放出其中的药物。有朝一日,我们可能会设计出可以导向体内特定位置的纳米壳,在特定位置,可以用特殊的调谐波击打它们,在壳上制造出微孔,使其能够吸出致病物质,从而进行安全处置。这项技术的顶峰,也许将是纳米机器人,它能执行重建受损组织、去除脂肪沉积等简单的机械动作。

组织工程,存在于生物和非生物之间的交界处。人们把活细胞和人造的生物友好型材料放在一起,通过组织工程制造新组织,甚至制造完整的新器官。细胞对其环境中的许多因素都能做出反应,不仅包括温度、化学物质、营养物浓度,还有物理因素,如相互接触、接触一个合适表面或某种形状的框架。结合适宜的化学和物理条件、特定的生长因子和激素,以及一个合适的、它们可以在上面蔓延并形成细胞层和形状的生物支架,就能使它们按照要求增殖和生长,变成具有三维结构的一个或几个组织,甚至整个器官。移植患者遭受缺乏供体的困扰,而器官工程,尤其是诱导多能干细胞的使用,可以弥补供需上的失衡。

一个像眼睛一样复杂的器官是如何形成的?相关细胞胚层研究表明,如果对细胞进行适当处理,那它们就知道该做什么:它们能增殖、移动、特化或分化,并自行排列。也许人们可以引导诱导多能干细胞在生物支架上,生长成整个器官(如肾脏、肝脏、心脏),然后重新将其引入它们所来自的身体,从而避免异体移植中遇到的排斥问题。

最近的技术进步,已经带来了革命性的产品,用手机控制的优卓仿生手(i-LIMB)—让人们有可能创造一个灵活性无与伦比的假手。来自:《DK医学史》

另一项发展中的技术是 3D 打印。目前,工程师使用这项技术来制作 3D 模型和原型,但总有一天,它将发展为可以用活细胞打印,而非无机复合材料。成型的细胞层可以被构建成组织,最终形成一个完整器官。目前,研究人员正在探索在烧伤或创伤的部位上制造细胞层,以促进其更快愈合的可能性。有朝一日, 3D 打印设备甚至可能随内窥镜进入人体内部,并从其尖端打印出细胞层,在原位形成组织。

同新技术相比,医学的前沿进步更多是关于扩展现有医疗实践的。例如在免疫研究领域,研究人员正致力于开发疟疾、艾滋病和其他疾病的疫苗,而克隆可能有更多的用途。人类基因图谱是另一个巨大的进步,可能会带来个性化医疗。譬如,一个人的基因组可能被鉴定出携带了一个使他更容易罹患某种癌症的基因序列,这种信息可以让人采取预防措施,如改变饮食、避免接触特定致癌物等。如果出现了恶性肿瘤,就可以针对这种病情,选择已知最有效的抗癌药物。超声波技术也已经应用在手术过程中,而非简单地用于做出诊断。超声波被聚焦在一个特定目标上,用来分裂或破坏肿瘤等组织。无须制造切口,因为声波可自体外传导至体内,且被设定为在某一精确的点以最大能量汇集在一起。这种技术被称为高强度聚焦超声(HIFU),是目前医学界正在探索的利用集中能量作用替代传统手术的几个领域之一。

医学与时俱进,随着社会需求的不断变化而做出改变。尖端研究标志着可能性,之后,这些可能性会演变成实用性。新的目标和技术创新不断出现,医学的发展速度一年比一年快。在每一个阶段,政治家、利益集团和社会会发表他们的种种意见;医学也总是无法摆脱伦理问题、立法和诉讼的磨难。这是一个长期、艰苦、成本高昂的事业,而目前的创新浪潮(包括基因治疗、组织工程、个性化医疗、不流血的快速愈合手术、器官培养,以及治疗肥胖、脱发和几乎所有其他状况的良药)会产生惊人的影响,这种影响之大,堪比免疫、麻醉、抗生素、电子成像、生育控制影响的总和。只要坚持不懈,我们可能就会发现那些最佳的良药。


题图为日剧《白色巨塔》,来自:豆瓣

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