2005年10月3日,瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔奖委员会把今年的诺贝尔生理学或医学奖授予了澳大利亚科学家巴里 · J · 马歇尔(Barry J. Marshall)和J · 罗宾 · 沃伦(J. Robin Warren),因为他们发现了幽门螺旋杆菌和其在胃炎和消化性溃疡疾病中的作用。马歇尔和沃伦将分享130万美元的奖金。

获奖原因

今年的诺贝尔生理学或医学奖授予的是一个重大而又意外的发现,即胃部炎症(胃炎)和胃或十二指肠溃疡(溃疡性疾病)是由于幽门螺旋杆菌感染所引起的。发现这种致病菌的是澳大利亚佩思的病理学家沃伦(生于1937年),他发现约50%接受生物活检的病人的胃下部(窦部)寄居着一种卷曲的细菌;沃伦进一步的观察发现,一些炎症的指征总是出现在紧靠着发现细菌的胃黏膜部位。

巴里·J·马歇尔(左)与罗宾·沃伦(摄于1997年)

作为同行,马歇尔(生于1951年)也对沃伦的发现产生了兴趣,于是他们开始了对100名病人生物活检的研究。经过尝试后,马歇尔成功地从几个生物活检组织中培养出了当时尚不知晓的细菌菌株,即后来命名的幽门螺旋杆菌,并发现这种细菌几乎出现在所有胃炎、十二指溃疡或胃溃疡病人体内。基于这些结果,他们提出幽门螺旋杆菌涉及这些疾病的病因学。

后来,即使消化性溃疡可以通过阻止胃酸的产物来治愈,他们也一直沉迷于自己的研究,因为胃部的细菌和慢性炎症仍然存在。在治疗研究中,马歇尔和沃伦以及其他人证明,清除了病人胃内的细菌就可以治愈他们的消化性溃疡。由于马歇尔和沃伦的探索性发现,溃疡性疾病再也不是一种慢性的常常使人们失去工作能力的疾病,可以通过短期的抗生素和抑制胃酸分泌的方法予以治愈。

此外,他们还发现幽门螺旋杆菌会导致终生的感染。幽门螺旋杆菌是一种螺旋状的格雷姆染色阴性细菌,寄居在约50%的人群的胃中。在社会经济水平较高的国家,幽门螺旋杆菌大大少于发展中国家,而且在发展中国家几乎每个人都可能染上幽门螺旋杆菌。这种感染在幼儿时就形成了,通常是母亲传递给孩子,而且细菌可能留存于胃中直至其余生。这种慢性感染起始于胃下部(窦部)。

消化性溃疡与幽门螺旋杆菌

虽然幽门螺旋杆菌的感染通常没有症状,但它可以引起溃疡。尽管在大多数人中幽门螺旋杆菌的感染没有症状,但是在10%~15%的感染者中却会在一段时间后出现溃疡性疾病,这种溃疡十二指肠在胃部更常见,而且还会出现严重的并发症,如出血和穿孔。

现在的观点是,由幽门螺旋杆菌感染导致的胃末端的慢性炎症会引起未受到感染的胃上部胃酸的增多,这就易于使溃疡向更为脆弱的十二指肠发展。当然,与幽门螺旋杆菌相关联的还有更为严重的感染。幽门螺旋杆菌还会感染一些人的胃体,这就导致了更广泛的炎症,不仅易于形成胃体的溃疡,还会导致胃癌。过去50年胃癌在许多国家的发病率已经下降,但在癌症的死亡率上仍在世界排名第二。

胃黏膜中的炎症对于胃部特殊类型的淋巴瘤(MALT瘤,即黏膜相关淋巴组织瘤)也是一个危险因素(当抗生素消灭了幽门螺旋杆菌时,淋巴瘤可能会缓解),幽门螺旋杆菌在这种肿瘤的长期存在中起到了重要作用。疾病或幽门螺旋杆菌与人类宿主之间的相互作用使其适应了胃部环境,比如只有少数感染了幽门螺旋杆菌的人才会发展成胃病。

不过,幽门螺旋杆菌是变化多端的,不同的菌株在各个方面,如粘附在胃黏膜上和引发炎症的能力有明显的不同。最为引人注目的是,即使在同一个单独受感染的个人身上所有的细菌也不是同一的,而且在慢性炎症时期细菌也适应了随时间而改变的胃部环境。同样地,人群中的遗传变异也会影响到他们对幽门螺旋杆菌的敏感性。直到最近,才建立起这样的动物模式──蒙古沙土鼠模型。对这种动物的消化性溃疡疾病和恶化转移的研究,可以给予我们理解这类疾病机理更详细的信息。

今天,用抗体实验、内窥镜获取活组织进行生物活检或非侵害性呼吸检查,都可以确诊是否感染幽门螺旋杆菌。虽然抗生素可以治疗感染,但是如果不分清红皂白地使用抗生素,如对健康的携带幽门螺旋杆菌者,则可能导致严重的问题,使这些细菌对抗生素产生耐药性。因此,对于没有胃病或十二指肠溃疡的人进行抗生素治疗应有限制。

人类的其他慢性炎症疾病,如节段性回肠炎、溃疡性结肠炎、类风湿性关节炎和动脉粥样硬化也是起因于慢性炎症。沃伦和马歇尔发现人类最普通的一种疾病──消化性溃疡疾病具有微生物致病的因素——会激励人们对其他上述疾病探索有无微生物在起作用,或是可能的病因。即使目前还没有确切的答案,但最近的一些资料已清楚地提示,人类免疫系统无法识别微生物的产物将导致疾病的发展和恶化。幽门螺旋杆菌的发现已经引起对慢性感染、炎症和癌症之间联系的更深入的认识。这也是沃伦和马歇尔研究结果的重要意义之一。

执着和勇于挑战

2005年的诺贝尔生理学或医学奖授予马歇尔和沃伦,也在于他们具有坚韧的精神和一种有准备的挑战正统教条的心态。通过使用一般性的技术(纤维内窥镜、组织切片银染色剂和培养基技术研究微量需氧细菌),他们创立了一个无可辨驳的的理论,幽门螺旋杆菌是这些疾病的病源;而通过对细菌的培养,他们也让自己的理论经得起科学的检验。

时光追溯到1982年,马歇尔和沃伦发现幽门螺旋杆菌时,当时普遍认为精神压力和生活方式是溃疡性疾病的主要原因。但是,今天已经可以确认幽门螺旋杆菌导致了90%以上的十二指肠溃疡和80%以上的胃溃疡。幽门螺旋杆菌感染与后来的胃炎及消化性溃疡疾病之间的关系,也已通过志愿者的实验、抗生素治疗和流行病学的研究得以证实。

但是,在过去的岁月,沃伦和马歇尔的研究结果并不为人所重视,甚至被认为有点离经叛道。1979年4月,当时在澳大利亚佩思皇家医院工作的42岁的沃伦在一份胃黏膜活体标本中,意外地发现一条奇怪的蓝线。用高倍显微镜观察的结果是有无数细菌紧粘着胃黏膜上皮。以后沃伦又在其他活体标本中发现了这种细菌。由于这种细菌总是出现在慢性胃炎标本中,沃伦认为这种细菌和慢性胃炎等疾病可能有密切关系。

当然,沃伦的这种看法并不符合“正统”的医学理论。当时的医学界除了认为压力和生活方式是溃疡性疾病的主要原因外,还认为人的胃内环境是强酸性的,无论什么细菌进入胃中都会被杀死。受到这些正统的医学理论和质疑的影响,后来与沃伦合作的马歇尔在开始时也对沃伦的假说没有什么兴趣。后来,同在佩思皇家医院的马歇尔碍于情面为沃伦提供了一些胃黏膜活体样本,并进行了相关试验。他惊讶地发现,沃伦的观点是正确的。而沃伦的妻子也是坚定支持他的人之一,沃伦在他的回忆录中写道,他特别感谢当年妻子给他的支持和帮助:“当没人相信我的时候,她坚定地支持我。”

为了获得更多的证据证明这种细菌致病的作用,马歇尔和一位名叫莫里斯的医生还自愿进行了人体试验。他们服用经培养的细菌后,都患上了胃炎。马歇尔很快就痊愈了,而莫里斯则费了好几年时间才治愈。

沃伦和马歇尔的研究结果相继发表后,尤其是发表在权威医学期刊《柳叶刀》后,才引起了全世界的关注和信服。同时,也是在马歇尔和沃伦的发现之后,对幽门螺旋杆菌的研究才加强了,隐藏于疾病之后的病理机制持续地得到揭示。世界各大药厂也陆续投巨资开发相关药物,也就为后来治疗人类最普通的疾病之一──消化性溃疡疾病奠定了基础。因此,沃伦和马歇尔的获奖是当之无愧的。