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医药学发展史(现代)

    文艺复兴时代是个发现迭出的时代。继15~16世纪之交的地理大发现之后,在1543年这一年里出版了两部划时代的著作:一部是波兰人哥白尼的《天体运行论》,它冲击了教会支持的地心说的宇宙观;另一部是佛兰德斯人维萨里的《人体构造论》,它首次比较精确地描绘了人体结构。
     在那个没有麻醉手段的时代,手术必须做得快,安全而成功的手术依赖于对人体局部结构的精确了解。法国外科医生帕雷在1564年出版的《外科学教程》中大量引用了维萨里的著作。帕雷使用的是通俗的法文,这就使维萨里的成果为法国不懂拉丁文的一般手术师所掌握。维萨里的主要功绩在于,他指出了解剖学应建立在科学观察的基础上。
     过了八十几年,1628年又出现一部划时代的著作:哈维的《心脏运动论》。这部书被后人视为现代生理学的开端。哈维是英国人,19岁赴巴杜阿大学求学,深受维萨里后继者的影响。他的老师法布里齐教授发现了静脉瓣,给他留下深刻的印象。
     哈维回到英国后曾用多种动物作了大量活体解剖,明确了静脉瓣和心内膜瓣都是控制血液单向流动的结构。他计算出每天自心脏流出的血量超过体重的几十倍,从而得出结论:只有封闭循环才能保持血液环流不息。
     维萨里和哈维的工作指出了研究人体的正确途径:科学的观察和实验。事实证明,不仅研究正常人体要用科学方法,就是研究异常人体也是这样。人们深入理解疾病本质所依靠的正是科学的观察和实验。
     临床观察也在进展。就在1761年,奥地利人奥恩希鲁格著书介绍了叩诊法。半个世纪后,1816年法国人拉埃内克又著文阐述了听诊法。不过这些方法基本上是定性的。
     到19世纪,随着生理学的进展,身体功能的动态变化更受到重视。在18世纪发明的华氏水银温度计,这时在临床上得到了广泛的应用。1868年,温德利希出版了《病中的体温》一书,总结了近两万五千病人的检测记录,奠定了体温检查在临床工作中的地位。
     这时临床化验也已萌芽。1827年,英国人布赖特发现水肿病人(现知是肾病病人)的尿加热后可出现蛋白沉淀。19世纪的显微镜也有很大的改进,细胞学说和细胞病理学都是在这个时期建立的。但病理学家并不满足于静态地观测疾病的最终结果,而要探索疾病发生和发展的动态过程。事实上,正常生理研究和病理生理研究是不可分的。
     19世纪医学上重大的进展之一就是细菌学的建立。过去也曾有不少人推测疫病是一种看不见的致病因子造成的,它可经过各种途径在人群中传播。疫情发生时的隔离检疫措施就反映了这种认识。但直到19世纪才明确找出这推想的病因。
     到了19世纪的下半叶,法国人巴斯德和德国人柯赫终于奠立了细菌学和免疫学的基础。特别是柯赫利用固体培养基可以分离出一个菌的纯培养。他将纯培养再注射于实验动物身上复制出同一疾病,最后由动物身上再分离出纯培养,这样就明确肯定了细菌的致病作用。
 在这些进展的基础上接着又研制出一系列特异性血清,用于诊断和防治疾病。到20世纪30~40年代又研制出磺胺药和抗生素。这些特异性血清和药物的惊人效果,也反过来更加证实了细菌致病的学说。
     在临床上,原发病因的消除并不意味着疾病的必然痊愈。继发的功能素乱和结构的病态改变可持续存在,甚至导致死亡。而且慢性疾病常是多因素作用的结果。近年来随着病理生理学的进展,许多病理生理状态引起了普遍重视,例如器官系统的功能衰竭,内环境的素乱,内分泌及代谢素乱和免疫系统障碍等。
     同一病况可来源于多种疾病,如肾功能衰竭就是多种肾脏病的共同结局。另一方面,同一疾病可并发多种病况,如革兰氏阴性杆苗败血症可同时并发休克、呼吸衰竭、肾功能衰竭和弥漫性血管内凝血。针对这些病理生理状态,目前已研究出种种特异性的对策和疗法。作为临床诊断单元,这些病理生理状态的重要性决不弱于上述的疾病,这说明我们对疾病的认识还有待于不断地深入。
     英语中,edicine一词,作医学解,也作药物解,特别是指植物药。几千年来,植物药一直是主要的治疗手段。许多植物药可能是古人在寻食的过程中偶然发现的。时至今日,植物仍是新药的重要来源,不过现在是结合成分提取和动物实验来定向筛选。
     与动物不同,植物在长期进化过程中,演化出数以万计的次生代谢产物,包括生物碱、黄酮和萜类。植物利用这些对自身生命活动无直接关系的产物的毒理作用来驱避食草的昆虫鸟兽,人们则利用它们的药理作用来医治人类疾病。
     采用药物作为治疗手段的这一部分医务工作一直被视为是医学的“正宗”,从业者在社会上地位较高,但也最受传统束缚,进步缓慢。采用手法操作作为治疗手段的医疗工作则长期被轻视,从业者社会地位低下,以至由理发、搓澡、修脚的手艺人兼事。
     手法操作治疗业务包括由放血、拔罐、导泻等简单操作,直到助产、拔牙、正骨、拔障(白内障)、取石(膀胱结石)等专业。这部分人的文化不高,为了谋生,技术不轻易传人,但一些有价值的医疗手段(如产钳),也是他们创造出来的。
     18世纪时,防治疾病的有效方法还很缺乏。当时用的药物大都来自民间,有效的不多,而且大都是对症的,如吗啡镇痛、毛地黄缓解心力衰竭等。真正针对病因的药极少,如喹宁最初还只是当作一般退热药,后来才发现它能杀灭疟原虫。
     18世纪末发生了一件预防医学上的大事,就是英国人詹纳在中国的人痘接种法的启示下,研究出牛痘接种法。不过总的说来,人们对当时最猖撅的感染性疾病还是束手无策。这时还流行基于体液学说的放血疗法,对于肺炎和结核病人一次可以放掉一二百毫升的血,结果只能给病人带来危害。
     在手术治疗方面情况也不高明,手术范围只限于四肢和体表。因为没有麻醉手段,因此手术时疼痛难当。较大手术如截肢,常需数人束缚才能仓促施术,止血草率,组织创伤大,感染在所难免,死亡率相当高。因而手术治疗常是情况危急时万不得已之策。
 到19世纪情况起了变化。最突出的表现是在群体医学方面,环境卫生的改善大大地降低了传染病的发病率。在临床医学方面,手术治疗也出现了突破。
     手术方面的突破应归功于基础学科的成就。早在16世纪,化学家便已合成乙醚,人们发现它有镇静作用。18世纪末制出笑气(氧化亚氮)后不久,就有人注意到它能止痛。19世纪初,医学校学生常吸用这两种气体引发一种欣醉感作为娱乐。
     就是在这种背景下,在19世纪40年代中连续有几位医生试用乙醚和笑气全身麻醉,进行拔牙和切除表面肿物的手术。试验成功的消息传开,麻醉方法很快就被广泛接受。止痛的问题解决之后,抗感染的问题上升为主要矛盾,但它的解决却费了较长的时间。
 19世纪中叶,巴斯德的细菌学研究成果传出,英国人利斯特受到启发,乃着手研究手术抗感染问题。他先是采用石炭酸清洁伤口,再敷以浸泡石炭酸的纱布以隔绝可能入侵的微生物,结果他所处理的复杂骨折大部分未出现感染。继而他又在石炭酸喷雾的情况下为一老人摘除上臂肿物,老人顺利康复。于是他的抗菌方法名声远扬。
     不过有人根本不相信细菌学说,有的效法者未严格遵循操作要求,造成失败却归咎于抗菌方法,再加上方法本身也未臻完善。此后许多人对此作出改进,石炭酸消毒逐渐让位于器械和敷料的加热灭菌,手术人员开始重视清洁并穿戴灭菌的手术衣、手套和口罩,过去手术室内的大量围观者也被禁止入内。抗感染的效果越来越好,到19世纪末终于确立了无菌术的地位。
     解决了止痛和抗感染问题之后,手术范围由四肢和体表逐步深入到体腔。在这方面,麻醉技术的进展也起了重要作用。加深麻醉使病人腹壁放松,便利了腹腔内操作。气管内插管正压维持呼吸,保证了开胸后肺脏不致塌陷,才得以对肺脏进行手术。
     对比之下,内科方面的进展却缓慢得多,仅仅否定一些传统的错误疗法就费了很长的时间。1840年法国人路易用统计资料证明,放血治疗对肺炎毫无好处,再加以此后生理学的进展和细菌学说的出现,人们才逐渐放弃放血疗法。不过除了以休息、营养促进自然愈复力之外,当时还提不出多少有效的对策。
     这种情况到了19世纪末有了转机。先是细菌学家研制出一些疫苗,如狂犬疫苗、白喉和破伤风抗毒素、百日咳疫苗等,解决了一些感染性疾病的防治问题。20世纪初又相继发现了一系列维生素,到20年代还提取出胰岛素,于是一些特异营养素和内分泌的缺乏症也开始有了特效药物。
     不过最大的突破还是化学疗法的创立和抗生素的发现。首先是1908年德国人埃尔利希合成抗梅毒药物606,开创了化学疗法;1928年英国人弗莱明发现抗生现象;1935年德国人多马克发现磺胺药的抑菌作用,解决了一些常见感染的特效治疗问题。
     由1940年起,人们又相继提取出青霉素、链霉素等抗生素,扩大了治疗范围。到今天,大部分细菌病的治疗都有了特效药。剩下的病毒病,虽然还缺乏杀灭病原体的药物,但也相继研制出一些有效的疫苗,如小儿麻痹症疫苗、麻疹疫苗、风疹疫苗和乙型肝炎疫苗。
 在治疗医学取得辉煌成就的同时,也曾出现偏差。一段时间内,以医院为基础的现代化医疗成为时尚,因而占用了社会医疗费用的绝大部分,预防工作受到相对的忽视。幸好这种偏差很快便被发觉纠正,特别是因为在广大的发展中国家里疫病和饥馑时有发生,这些国家大多数居民根本负担不起现代化医疗的高昂费用,保健预防远比发病后再治疗更为有效。
     古代的医疗方法的发现多带有偶然性,当时的理论或者出于比附臆测,或者是思辨哲学的简单移植。主观臆断和教条的盲目遵循曾造成许多错误的实践(如放血疗法),直到近代才逐渐被纠正。现代医学重视经验的系统积累、在经验基础上的理论总结和在理论指导下的技术发展。
     从19世纪初叶开始,基础医学就大力寻求疾病的原因和有效的疗法,探究疾病发生和药物作用的机理。这些基础研究取得越来越大的成果,到20世纪带动了医学的全面发展。
     19世纪,在法国马让迪、贝尔纳和德国弥勒等人的努力下,生理科学取得很大的进展。特别是贝氏提出内环境概念,指出生物体内各脏器都活动于同一个内环境(细胞外液)中,内环境的稳定与否决定了各脏器能否发挥其正常功能。他还在1865年出版的《实验医学研究导论》一书中,阐述了医学研究中的对照实验研究方法,这对后世学者产生很大影响。19世纪有机化学的发展也为随后的生物化学的发展打下基础。
     到了20世纪,医学的发展日益加速。各国政府的卫生保健支出和医药企业的投资规模越来越大,医学科研人员持续增加,物理、化学和工程部门也不断为医学研究提供现代化的基础理论、技术和工具,特别是出现了学科间的交融并进和多学科协作研究专题的局面,因而医学重大成果层出不穷。
     20世纪医学研究的一个特点是,分析和综合并重。古代医学也多标榜整体论,但在当时的条件下无法窥知人体奥秘,推断只能出于臆测。现代科学整体论是建立在“分析-再综合”的基础上,因而可借以作出科学的判断来指导医学实践。
     以生理研究为例,一方面是从系统、器官到细胞、分子,逐层深入;另一方面是把这些成分再综合起来,在整体上研究它们如何在神经、内分泌和免疫系统的控制下协调行动以适应环境的变化。
     生物化学研究在20世纪上半叶侧重于营养素和内分泌;及至中叶,酶和代谢成了焦点所在;最后从60年代起,基因成为研究的中心。现在可以用组织化学染色,用标记的特异抗体,用标记的核酸探针把要研究的特异成分定位在亚细胞结构上,于是形态研究和化学研究便在亚细胞水平上统一起来。这样,许多病的发病机制和许多药的药理作用第一次得到满意的解释。
     在20世纪,发病机理的研究也取得很大成就。过去许多难以着手研究的疾病,由于研究出病理模型,而得以深入探讨其发病过程。不过,在这方面最突出的成就当推对免疫的研究,即研究在机体和致病因子交互作用的过程中机体所起的作用。人们逐渐了解到免疫过程的许多细节,发现免疫机制也会给机体造成病害,如过敏性疾病。对血型和异体组织移植的研究则带来实际的好处,安全输血和器官移植都是这种研究的成果。免疫学还给医学提供一种灵敏的方法,即我们可以利用抗原抗体反应检测特异蛋白。
     50年代出现了细胞系选择学说,指出人体内原来就存在千百万个淋巴细胞的细胞系,外界入侵的抗原选择性地刺激了某个对应的细胞系增生,从而产生大量免疫活性细胞和抗体而实现免疫应答。
     70年代出现的单克隆抗体技术,使我们能大量生产由单一细胞系制造的高度特异性的抗体。80年代进一步认识到,免疫系统同神经系统和内分泌系统相互作用组成一个庞大的功能网络。外界刺激作用于神经感受器引起行为和生理反应,异物分子进入体内作用于淋巴细胞则引起免疫反应,三个系统通过信息物质(神经递质、激素、淋巴因子等)和相应细胞受体这样的信息传递环节交互作用,共同维持机体稳态。
     医学上的这些进展是同物质科学和工程技术部门的帮助分不开的。它们为基础研究提供了大量灵敏高效的仪器设备和相应的技术,包括光学观测、电学检测、化学分析、显微操作,以及电子放大和计算的装置和技术此外还为临床直接提供了许多医疗器械,其中以内窥镜为最早:在19世纪就已制成喉镜、眼底镜、膀胱镜和气管镜,20世纪60年代出现的光导纤维镜,使检查更为便利,可以观察过去难以达到的死角。
     19世纪末制成的 X光机在20世纪也不断得到改进,出现了利用对比剂的各种造影技术。在20世纪70年代研究出计算机辅助断层成像技术(CT)。到80年代,根据磁共振原理又研究出核磁共振成像技术。这两种技术连同50年代出现的超声成像技术等组成了医学影像学。这些技术对机体基本无害,却可以查出体内微小病变。
     再一方面,生物电的检测技术开始于20世纪初,先是心电测定,继而脑电测定和肌电测定技术也用于临床,然后又研究出诱发电位检查和心脏电生理检查等技术。目前心电检查已成常规身体检查的必要组成部分。
     X光还有一功用,就是癌症的放射治疗。放射性核素则是另一种重要的放射源,后来各种粒子加速器也加入了这个行列,增加了放射治疗的效能和安全幅度。研究利用核素进行诊断和治疗的学科称为核医学。
     人造器官和器官功能辅助装置是另一项重大成就。40年代出现人工肾,此后又有人工心肺机、人造心脏瓣膜,甚至整个人工心脏进入临床应用。辅助装置如助听器、心脏起搏器等应用更为广泛。
     现在,一个先进的医院备有各种监测仪器,它们组成网络记录着病人的主要生理指标,可在发现异常变化时自动告警。病案记录都存储在计算机里,便利了医务人员的及时检索。利用人工智能技术研制的专家系统还可帮助医生分析检查结果、作出诊断、选择疗法、决定治疗剂量和判断预后。在医学领域中已经出现一个新学科——生物医学工程,它的任务包括研制各种先进的仪器和装置。
     基础医学对临床的贡献可以举出很多,首先应提到药物的研究。除了化学治疗药物和抗生素外,现在广泛应用的避孕药物、抗癌药物、精神作用药物和许多植物神经作用药物,也都是二十世纪的产物。现代药理学是广义生理科学的组成部分,它的研究层次已从早期的器官系统深入到现在的细胞和分子水平。
     受体、第二信使和离子通道都是目前研究的热点。这些研究不仅为新药的研制提供基础,反过来说,许多药物又是现代科研不可缺少的手段。20世纪的一些惊人成就,如器官移植和试管婴儿,也都离不开药学的帮助。
     在当代,基因工程(重组体DNA技术)的进展特别引人瞩目。基因工程还可以帮助诊断,例如利用一种称为限制内切片断长度多态性的方法,可在产前从胎儿羊水中检测出遗传病。60年代以来对癌基因的研究表明,癌可能是调节细胞分裂生长的环节失控所致。80年代又明确了细胞分裂周期主要受一组蛋白质的控制,这些发现为我们研究抗癌对策指出了方向。
     基础研究直接进入临床应用的最好例子莫如实验室医学,即在医院内建立实验室并利用实验室方法检测取自病人身体的标本或直接对病人的器官系统进行功能测试。其中很多项目现已成常规检查的内容。一些常规操作如输血、输液,以及在急救和手术时维持循环呼吸功能的种种技术,也都是基础医学的研究成果。
     器官移植、皮肤移植的历史,可追溯到公元前,但内脏的移植完全是20世纪的成就。1954年首次移植肾脏成功后,至80年代中叶肾移植手术已超过10万例,成功率持续增长。这主要因为现今可在术前通过免疫学试验来选择组织相容的供者的器官进行移植,可用比较有效的免疫抑制药物防止排斥反应的发生。试管婴儿也是多学科的研究成果,其中生殖生物学作出重大贡献,但从诱发捧卵直到维持一个良好的胚胎发育环境各个阶段,药学都提供了必要的帮助。
     20世纪的医学研究还有一个特点,就是研究的时空尺度越来越大。群体医学的视野本来就很大,社群卫生和环境卫生一向是它的传统课题。但现代研究不仅范围更加广阔而且工作更加深入,多学科的综合研究使我们认识到宏观环境万物间的复杂联系。
     第二次世界大战后大规模的工业污染带来若干公害病,引起人们对生态学和环境科学的重视。人们开始学会用全球观点来考虑问题,影响广大人民福利和健康的人口问题就是在这时提到国际论坛上来的。从社会角度来探讨医学问题成为时尚,随后又出现从行为角度来研究医学问题的潮流。
     总之,在20世纪下半叶,系统观点深入人心。由微观到宏观由大分子、细胞,经器官、生理系统、个体,直到种群(社会)、生态系统、生物圈,每个层次都自成一个系统。它们有相对的界面,在系统内和系统间都有物质流能量流和信息流。这样的系统模型正指导着现代的医学思维。
     同时在组织上,世界各国都在加强政府对卫生事业的领导和支持。国际合作日益密切,联合国世界卫生组织经常协调着世界范围内的卫生运动,传播现代化的医学知识和技术。


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