科赫原則是鑒定傳染病病原體的永存法則

科赫原則是鑒定傳染病病原體的永存法則從當(dāng)前疫情嚴(yán)重的情況下來(lái)看，傳染病對(duì)人類(lèi)的生命影響永遠(yuǎn)是首要的，因?yàn)閭魅静【哂袀魅拘院土餍行蕴攸c(diǎn)，同時(shí)新型的病原體也在不斷的涌現(xiàn)，盡管人類(lèi)對(duì)付傳染病的技術(shù)也在不斷改進(jìn)。在人類(lèi)歷史發(fā)展進(jìn)程中，人類(lèi)為了征服自然，遇到過(guò)各種各樣的挑戰(zhàn)。高中生物教材中的傳染病知識(shí)相當(dāng)匱乏，除了必修3中的艾滋病，選修1中的微生物培養(yǎng)和應(yīng)用知識(shí)，大多是一些尖端技術(shù)，如基因工程技術(shù)和克隆技術(shù)等。不管科技進(jìn)步如何，有些傳統(tǒng)的規(guī)律仍然是永恒存在的，如科赫原則就是鑒定傳染病病原體的永存法則。問(wèn)題：科赫原則是什么？科赫的主要成就有哪些？在當(dāng)今科技發(fā)展情形下，我們?nèi)绾窝永m(xù)和發(fā)展科赫原則？01科赫和科赫原則羅伯特?科赫（RobertKoch,1843?1910年），偉大的德國(guó)細(xì)菌學(xué)家，諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)獲得者，主要是為了表彰他在肺結(jié)核研究方面的貢獻(xiàn)。他為病原微生物學(xué)系統(tǒng)研究方法的建立奠定了基礎(chǔ)，使其成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。他的研究方法，可能多少已經(jīng)受到現(xiàn)代研究方法的沖擊而顯得意義不再；但是作為一種研究思路，對(duì)人們建立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎剂?xí)慣還是極有意義的。科赫首創(chuàng)的顯微攝影留下的照片在今天也是高水平的。這些技術(shù)包括分離和純培養(yǎng)技術(shù)、培養(yǎng)基技術(shù)、染色技術(shù)等?？坪赵瓌t是科赫提出的一套科學(xué)驗(yàn)證方法，用以驗(yàn)證了細(xì)菌與病害的關(guān)系?？坪赵瓌t(Koch'sprinciple)包括：1．共存性觀(guān)察：在每一病例中都出現(xiàn)相同的微生物，且在健康者體內(nèi)不存在。2．分離：要從宿主分離出這樣的微生物并在培養(yǎng)基中得到純培養(yǎng)。3．接種：用這種微生物的純培養(yǎng)物接種健康而敏感的宿主，同樣的疾病會(huì)重復(fù)發(fā)生。4．再分離：從試驗(yàn)發(fā)病的宿主中能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來(lái)。如果進(jìn)行了上述4個(gè)步驟，并得到確實(shí)的證明，就可以確認(rèn)該生物即為該病害的病原物。

純培養(yǎng)鞠（影續(xù)和樹(shù)両的儼生軸招間）圖科赫法則示意圖從杲病舸健礦的動(dòng)塌休內(nèi)取禪，在蠟養(yǎng)就上劃蠟純培養(yǎng)鞠（影續(xù)和樹(shù)両的儼生軸招間）圖科赫法則示意圖養(yǎng)橄生物條康創(chuàng)#02條康創(chuàng)#科赫的主要成就在人類(lèi)和各種疾病作斗爭(zhēng)時(shí)，羅伯特科赫無(wú)疑是表現(xiàn)最為突出的科學(xué)家之一?？坪肇暙I(xiàn)不僅局限于對(duì)肺結(jié)核、鼠疫、霍亂等傳染性疾病的研究，同時(shí)他還找到了抑制這些傳染性疾病的方法?；诳坪肇暙I(xiàn)，人們將科赫稱(chēng)為“瘟疫的克星”。1905年，科赫憑借在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域杰出的貢獻(xiàn)，成功摘下諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

1．第一個(gè)發(fā)現(xiàn)傳染病是由病原細(xì)菌感染造成的－炭疽桿菌剛剛大學(xué)畢業(yè)后，1866年的某一天，小鎮(zhèn)的牛卻大批患上了炭疽病，白天還活蹦活跳，經(jīng)過(guò)一個(gè)夜晚卻是一具死牛。甚至連同放牧人都會(huì)染上這種惡疾，長(zhǎng)滿(mǎn)膿包，痛苦地死去。出于醫(yī)生的職業(yè)敏感，他把死牛的血放在了顯微鏡下，發(fā)現(xiàn)滿(mǎn)視野的桿狀物?！斑@是什么生物，會(huì)不會(huì)就是它引起的炭疽?。俊?，為了證明自己的猜想，他在豚鼠身上開(kāi)了個(gè)小口，刮進(jìn)了用沾了一點(diǎn)病死動(dòng)物的黑血，然后把豚鼠扔進(jìn)單獨(dú)的籠子。炭疽桿菌第二天，豚鼠已經(jīng)死亡。他取出一小片發(fā)黑的脾臟放在顯微鏡下觀(guān)察，他又發(fā)現(xiàn)了哪些桿狀物，就和前一天在牛血里面發(fā)現(xiàn)的桿狀物一樣。這些桿狀物，就是炭疽桿菌，是炭疽病的罪魁禍?zhǔn)住?．科赫發(fā)現(xiàn)了引起肺結(jié)核的病原菌－結(jié)核桿菌隨著時(shí)間的流逝，科赫在發(fā)現(xiàn)炭疽桿菌、霍亂弧菌的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了結(jié)核桿菌。從1881年開(kāi)始，科赫利用有利條件，開(kāi)始了探究肺結(jié)核病因的實(shí)驗(yàn)。每當(dāng)醫(yī)院進(jìn)行結(jié)核病人尸解時(shí)，科赫必定到場(chǎng)，帶走一些結(jié)核病的結(jié)節(jié)?；氐窖芯渴?，弄碎這些結(jié)節(jié)，涂在玻璃片上，然后放在高倍顯微鏡下仔細(xì)觀(guān)察。每次和以前看到的一樣，涂片上并沒(méi)有什么異常的微生物?！八鼤?huì)不會(huì)和周?chē)镔|(zhì)同樣顏色，以至于我們無(wú)法發(fā)現(xiàn)？”科赫和他的助手決定用染色法試試看。他們動(dòng)手準(zhǔn)備了各種顏色的化學(xué)染料，并且制成許多結(jié)核節(jié)涂片，對(duì)不同顏色的染料進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)?？坪漳托募?xì)致地逐片觀(guān)察，果然在顯微鏡中發(fā)現(xiàn)了顆粒狀的亮點(diǎn)，這些亮點(diǎn)有的單個(gè)分散著，有的相互排列著。隨后，他和助手找來(lái)柏林市內(nèi)所有能找到的各種結(jié)核結(jié)節(jié)——包括人類(lèi)的和動(dòng)物的。然后，再用染色法制成（用的次甲基藍(lán)）的涂片進(jìn)行觀(guān)察。結(jié)核桿菌大量觀(guān)察的結(jié)果都顯示，這些顆粒狀的亮點(diǎn)都是同一種結(jié)核菌?？坪諡榘l(fā)現(xiàn)了結(jié)核菌而欣喜異常。他馬不停蹄地繼續(xù)研究，16天后，終于用血清培養(yǎng)基（他也開(kāi)創(chuàng)了體外培養(yǎng)法）獲得了對(duì)結(jié)核桿菌的純培養(yǎng)。他把這種純培養(yǎng)接種到動(dòng)物身上，動(dòng)物也感染了結(jié)核菌病。1882年3月，科赫發(fā)表了一篇關(guān)于結(jié)核桿菌的論文，科赫認(rèn)為結(jié)核桿菌是引起結(jié)核病病發(fā)的原因。另外，1883年科赫還在印度發(fā)現(xiàn)了霍亂弧菌，在1897年以后他又研究了鼠疫和昏睡病，發(fā)現(xiàn)了這兩種病的傳播媒介，前者是虱子，而后者是一種采采蠅。這項(xiàng)研究成果綜合其他科學(xué)家關(guān)于瘧疾的研究成果，便得出昆蟲(chóng)媒介是傳播瘧疾的主要媒介。這就意味著只要消滅了昆蟲(chóng)媒介，便可以防止瘧疾的發(fā)生和擴(kuò)大。3．發(fā)明了固體培養(yǎng)基面對(duì)桌子上擺著的洋菜膠（瓊脂）中，科赫忽然想起可以用它來(lái)培養(yǎng)細(xì)菌。因?yàn)檠蟛四z一碰到熱就溶化了，而當(dāng)一冷下來(lái)，就凝固成膠凍，是一種固體。他想，如果把肉湯加到洋菜膠里，這樣做出來(lái)的肉湯樣菜膠，既有肉汁的高營(yíng)養(yǎng)料，又是一種固態(tài)的洋菜膠，這豈不是兼有二者的優(yōu)點(diǎn)嗎。當(dāng)天，他們就把含肉汁的洋菜膠做出來(lái)了?？坪瞻阉谷胍环N圓形的玻璃皿里，等到冷了以后，玻璃皿里就凝出一片平滑的洋菜膠。科赫用自己設(shè)計(jì)的一種接種的器具，從肉湯中取出一點(diǎn)細(xì)菌，輕輕地把它劃在洋菜膠平面上，并蓋上玻璃蓋。過(guò)幾天，洋菜膠的表面產(chǎn)生一些小的點(diǎn)子，這每一個(gè)小點(diǎn)，就是一群細(xì)菌。由于洋菜膠是固體，細(xì)菌沒(méi)法亂跑，繁殖起來(lái)都積集在一堆，成為一個(gè)細(xì)菌的菌落。科赫從一個(gè)菌落取出一點(diǎn)東西，放在顯微鏡下面看看，是純凈的一個(gè)品種的細(xì)菌?？坪盏倪@種培養(yǎng)細(xì)菌的方法，獲得純凈品種的細(xì)菌，這種方法，后來(lái)不僅成為研究細(xì)菌的重要方法之一，而且還一直沿用到今，人們把它叫“固體培養(yǎng)基”。固體培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌拓展：基因時(shí)代的科赫原則新發(fā)傳染病的出現(xiàn)頻率在過(guò)去20年里快速升高，原因包括全球化、人口爆炸、氣候變暖等。如何快速而準(zhǔn)確地鑒別新發(fā)傳染病的病原體？這是公眾最關(guān)注的問(wèn)題之一。100多年來(lái)的大量事實(shí)證明，科赫法則有絕對(duì)化之嫌?？坪债?dāng)年也已認(rèn)識(shí)到，某些病原體確實(shí)引發(fā)了傳染病，但它們并不完全滿(mǎn)足該法則的所有條件。同種病原體感染對(duì)不同的人癥狀不一樣?，F(xiàn)在我們知道，宿主的敏感性取決于其遺傳、年齡、營(yíng)養(yǎng)狀況、免疫狀況等許多因素；某些人天生對(duì)瘧疾有免疫力，還有些人天生對(duì)HIV有抵抗力。對(duì)傳染病病原體的確認(rèn)，科赫法則規(guī)定的是充分條件，不是必要條件。科赫法則代表了一套在理論上十分完美的判定標(biāo)準(zhǔn)。目前，雖然科赫法則的應(yīng)用有一定靈活性，但對(duì)不能符合的條件，科學(xué)家必須作出合理的解釋?zhuān)豢坪辗▌t的基本原則是不能違背的?；蚪M時(shí)代的生物技術(shù)，包括聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)、微芯片、高通量測(cè)序等，可以提供更加快速、靈敏、簡(jiǎn)便、廉價(jià)的方法直接進(jìn)行微生物病原的檢測(cè)。這些檢測(cè)主要借助于儀器自動(dòng)完成，往往能在1－2天的時(shí)間內(nèi)，得到檢測(cè)樣品中所有核酸的序列資料，即得到所有可能含有的微生物基因序列的遺傳信息?；诤怂岬臋z測(cè)方法極其靈敏，甚至可在疾病尚未發(fā)生時(shí)檢測(cè)出極少量的病毒。目前微生物病原快速鑒定的首選方法均以核酸序列測(cè)定為基礎(chǔ)，通常不再依賴(lài)于細(xì)胞培養(yǎng)或動(dòng)物模型。這使科赫法則更難直接套用，因此有必要對(duì)該法則進(jìn)行修訂。美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)及微生物學(xué)與免疫學(xué)教授戴維?雷爾曼(DavidRelman)和同事提出了基因組時(shí)代的科赫法則：屬于假定病原體的核酸序列應(yīng)該出現(xiàn)在特定傳染病的大多數(shù)病例中。在已知的患病器官或明顯的解剖學(xué)部位，應(yīng)能發(fā)現(xiàn)該微生物的核酸，而在與相應(yīng)疾病無(wú)關(guān)的器官中則不會(huì)發(fā)現(xiàn)。在未患病的宿主或組織中，與病原體相關(guān)的核酸序列的拷貝數(shù)應(yīng)當(dāng)較少或完全檢測(cè)不到。隨著疾病的緩解，與病原體相關(guān)的核酸序列的拷貝數(shù)應(yīng)減少或檢測(cè)不到。如果臨床上有復(fù)發(fā)，則應(yīng)該發(fā)生相反的情況。當(dāng)序列檢測(cè)預(yù)示疾病將發(fā)生，或序列拷貝數(shù)與疾病的嚴(yán)重程度有相關(guān)性，則序列與疾病的聯(lián)系極可能構(gòu)成因果關(guān)系。5.從現(xiàn)有序列推斷出的微生物特性應(yīng)符合該生物類(lèi)群的已知生物學(xué)特性。應(yīng)在細(xì)胞水平探求患病組織與微生物的關(guān)系：用原位雜交（進(jìn)一步了解可參閱：熒光原位雜交技術(shù)原理和應(yīng)用）來(lái)顯示發(fā)生了組織病理變化的特定區(qū)域，以證明微生物的存在，或顯示微生物應(yīng)該存在的區(qū)域。這些以序列分析為基礎(chǔ)獲得的上述證據(jù)應(yīng)當(dāng)是可重復(fù)獲得的。（參考嚴(yán)家新科學(xué)博客圈）原位雜交示意圖悴卄4爲(wèi)木親交*樣本預(yù)處即，扎纖，桿本菱JIMt!習(xí)世原位雜交示意圖悴卄4爲(wèi)木親交*樣本預(yù)處即，扎纖，桿本菱JIMt!習(xí)世?Ja*i1E>frt?t￥t￥…注：根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，將特定的DNA序列與細(xì)胞內(nèi)的目標(biāo)序列互補(bǔ)結(jié)合，探針帶有熒光，在合適的激發(fā)光照射下，雜交探針與目標(biāo)DNA能夠在熒光顯微鏡下被清楚的觀(guān)察到。該技術(shù)在臨床應(yīng)用中具有快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，并且操作相對(duì)簡(jiǎn)單。04典型試題解析試題1：3月24日是世界結(jié)核病防治日。下列關(guān)于結(jié)核桿菌的描述正確的是（）高倍鏡下可觀(guān)察到該菌的遺傳物質(zhì)分布于具核膜的細(xì)胞核內(nèi)該菌是好氧菌，其生命活動(dòng)所需要能量主要由線(xiàn)粒體提供該菌感染機(jī)體后能快速繁殖，表明其可抵抗宿主細(xì)胞的溶酶體的消化降解該菌的蛋白質(zhì)在核糖體合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工后由高爾基體分泌運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)部位答案：C解析：結(jié)核桿菌是原核生物，沒(méi)有核膜包被的細(xì)胞核，其遺傳物質(zhì)位于擬核內(nèi)，故A錯(cuò)誤；原核細(xì)胞只有核糖體一種細(xì)胞器，沒(méi)有其他線(xiàn)粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等多種細(xì)胞器，故B錯(cuò)誤；機(jī)體內(nèi)的溶酶體屬于人體免疫系統(tǒng)的第二道防線(xiàn).能夠通過(guò)消化降解作用殺死部分侵入機(jī)體的病菌，該菌能快速繁殖，說(shuō)明能抵抗宿主細(xì)胞溶酶體的消化，故C正確；原核細(xì)胞中沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，故D錯(cuò)誤。試題2：炭疽病是由炭疽桿菌引起的一種傳染病，下列有關(guān)炭疽桿菌的說(shuō)法正確的是（）炭疽桿菌屬于細(xì)菌，其DN