科赫原則是鑒定傳染病病原體的永存法則

1、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)重的情況下來看，傳染病對人類的生命影響永遠(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)，盡管人類對付傳染病的技術(shù)也在不斷改進(jìn)。在人類 歷史發(fā)展進(jìn)程中，人類為了征服自然，遇到過各種各樣的挑戰(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

2、原則？01科赫和科赫原則羅伯特科赫（Robert Koch，18431910年），偉大的德國細(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 貝獻(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，對人們建立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎剂?xí)慣還是極 有意義的?？坪帐讋?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 s principle )包括：共

3、存性觀察：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。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)。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。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。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。純培弄物（必案和前面的做生物抽間）圖科赫法則示意圖從染號和槌康的 動(dòng)物體內(nèi)職樣， 在墻養(yǎng)就上別縝養(yǎng)橫生物用病原曲按神 睡康動(dòng)物歌也液成坦稅用呈憬鏡現(xiàn)辱實(shí)驗(yàn)室培泰02科赫的主要成就在人類和各種疾病作斗爭時(shí)，羅伯特科赫無疑是表現(xiàn)最為突出的科學(xué)家 之一?？坪肇暙I(xiàn)不僅局限于對

4、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)。第一個(gè)發(fā)現(xiàn)傳染病是由病原細(xì)菌感染造成的一炭疽桿菌剛剛大學(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，長滿膿包，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??？ ”，為了證明自 己的猜想，他在豚鼠身上開了個(gè)小口，刮進(jìn)了用沾了一點(diǎn)病死動(dòng)物的黑 血，

5、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)??？坪瞻l(fā)現(xiàn)了引起肺結(jié)核的病原菌一結(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年開始，科赫利用有利條件，開始了探究肺結(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，帶走一些結(jié)核病的結(jié) 節(jié)?；氐窖芯渴遥檫@些結(jié)節(jié)，涂在玻璃片上，然后放在高倍顯微鏡 下仔細(xì)觀察。每次和以前看到的一樣，涂片上并沒有什么異常的微生 物?！八鼤?huì)不會(huì)和周圍物質(zhì)同樣顏

6、色，以至于我們無法發(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，對不 同顏色的染料進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。科赫耐心細(xì)致地逐片觀察，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，他和助手找來柏林市內(nèi)所有能找到的各種結(jié)核結(jié)節(jié)一一包括 人類的和動(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 觀察。結(jié)核桿菌大量觀察的結(jié)果都顯示，這些顆粒狀的亮點(diǎn)都是同一種結(jié)核菌。科赫為 發(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（他也開創(chuàng)了體外培養(yǎng)法）獲得了對結(jié)核桿菌的純培養(yǎng)。他把這種純培養(yǎng)接種到

7、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 得出昆蟲媒介是傳播瘧疾的主要媒介。這就意味著只要消滅了昆蟲媒 介，便可以防止瘧疾的發(fā)生和擴(kuò)大。發(fā)明了固體培養(yǎng)基面對桌子上擺著的洋菜膠（瓊脂）中，科赫忽然想起可以用它來培養(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，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

8、樣做出來的肉湯樣菜 膠，既有肉汁的高營養(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了?？坪瞻阉谷胍?種圓形的玻璃皿里，等到冷了以后，玻璃皿里就凝出一片平滑的洋菜 膠?？坪沼米约涸O(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 法亂跑，繁殖起來都積集在一堆，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，后來不 僅成為

9、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)注的問題之一。100多年來的大量事實(shí)證明，科赫法則有絕對化之嫌?？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，但它們并不完全滿足該法則的所 有條件。同種病原體感染對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、營養(yǎng)狀況、免疫 狀況等許多因素；某些人天生對瘧疾有免疫力，還有些人天生對HIV 有抵抗力。對傳染病病原體的確認(rèn)，科

10、赫法則規(guī)定的是充分條件，不是必要條 件?？坪辗▌t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，但對不能符合的條件，科學(xué)家必須作出 合理的解釋；科赫法則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 序等，可以提供更加快速、靈敏、簡便、廉價(jià)的方法直接進(jìn)行微生物病 原的檢測。這些檢測主要借助于儀器自動(dòng)完成，往往能在12天的時(shí) 間內(nèi)，得到檢測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測方法極其靈敏，甚至可在 疾病尚未發(fā)生時(shí)檢測出極少量的病毒。目前微生物病原快速鑒定的首選方法均以核酸

11、序列測定為基礎(chǔ)，通常 不再依賴于細(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 必要對該法則進(jìn)行修訂。美國斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)及微生物學(xué)與免疫學(xué)教授戴維雷爾曼(David Relman)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 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)序列檢測預(yù)示疾病將發(fā)生，或序列

12、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。原位雜父示意圖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）4K針,群本受扯,殺吏后洗滌注：根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，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

13、楚的觀察到。該技術(shù)在臨床應(yīng)用中具有快 速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，并且操作相對簡單。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)?相應(yīng)部位答案：C解析：結(jié)核桿菌是原核生物，沒有核膜包被的細(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，沒有其他線粒 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.能夠通過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 說法正確的是（）炭疽桿菌屬于細(xì)菌，其DNA不與蛋白