医教研论坛
2012年01月号
医学进展

科学发现与临床医学

    137亿年前,我们所处的宇宙以极高的密度和温度被挤压在一个原始火球中,火球急速膨胀,在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片,最终形成了现在的宇宙。茫茫宇宙在波动涨落中运移演化,在45亿年前诞生了原始地球,如果把45亿年的历史压缩成普通的一天,那么上午4点地球上就出现了第一个生命——原核细胞生物,晚上10点,植物出现,在这一天剩下不足两个小时的时候,出现了第一批陆生动物,午夜前一分钟,人类终于闪亮登场。大自然总是如此神秘,他不断激发人们无穷的遐思,催促人类探索的脚步,而科学发现正是一个探索和揭示自然规律的过程,纵观人类历史上每个意义深远的科学发现,我们不难发现其中蕴藏的规律,这些规律可归类为“攻关型”“挑战型”“机缘型”:

    “攻关型”科学发现需要在前人科学发现的基础上,设定目标,利用自己积累的科学知识完成新的发现。如抗梅毒药物606的发现。

    “挑战型”科学发现则需要勇于挑战传统观念,建立新的科学理论,如胃溃疡真正病因的发现。

    “机缘型”科学发现需要敏锐的眼光,抓住一闪而过的机缘,如青霉素的发现。

    今天,《康复•生命新知》携手上海吴孟超医学科技基金会,秉着“勇闯禁区 勇于创新 永不满足 永远争先”的主旨,共同探讨科学发现,探讨科学发现中的三大规律。

    《康复•生命新知》是一本由医学团队打造的专业科普杂志。长期关注生命科学领域的最新进展,潜心追踪未来的发展前沿,努力引领医学信息革命,每月浏览近2000篇国际顶级医学杂志发表的生命科学文章,从中精选200篇左右编译成手机新闻,再从中精选50篇左右拓展成医学进展,其中囊括了几乎每年的10大生命科学进展,目前,《康复•生命新知》正在向全媒体进军,通过电脑和各种移动终端,向大众提供最新的医学科学资讯、健康评估系统和视频内容,以期提升大众的科学素养,并助力中国医学科技事业的不断进步。

    上海吴孟超医学科技基金会长期致力于促进医学科技发展、推动中国医学科技事业不断进步的伟大事业。继去年成功举办首届“医教研高端论坛”,共同探讨了医学教育、科研与临床的关系后,今年,再次汇集医学界近200位名医大家,共同举办“第二届医学高端论坛——科学发现与临床医学”。希望就如何提高临床医生捕捉问题、利用机遇的自觉性和能力,如何以科学的方法为指导,发现和利用临床实践中的问题,为我国临床医生做出医学科学技术的重大发现与发明献策献力。或许下一个重大医学发现就起源于你的日常临床工作,下一个诺贝尔奖就在我们当中产生。

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    攻关型

    德国Paul Ehrlich博士根据前人的经验,以砷为核心合成了一系列化合物,终于在筛选第606个砷制剂Arsphenamine时,找到了治愈梅毒的“神奇子弹”(magic bullet)。这一神奇的抗梅毒药被命名为Salvarsan即606。

    居里夫人根据沥青铀矿的放射性为云母铀矿4倍的现象,做出了重要的假设,可能有更强的放射性元素存在。通过无数次试验,终于在1910年分离出了纯净的镭。

    以上典型案例显示了“攻关型”科学发现的特点。科学家们充分利用自己积累的科学知识,在前人的科学发现的基础上,以独特的科学思维方法,通过团队合作,采用合适的工具,循序渐进,执著地向目标挺进。

    吴孟超院士

     肝胆外科学家,我国肝胆外科的开拓者和主要创始人,被誉为“中国肝胆外科之父”
 
    1956年,在老师裘法祖教授的影响下,吴孟超开始了肝胆外科领域的探索,并开启了他的辉煌医学人生。50年代,他带领的三人小组,从肝脏解剖入手,制作了数百个肝脏血管灌注标本,揭示了中国人肝脏五叶四段的解剖特点,为根据血管分布科学切肝打下了基础,将禁区打破,就是典型的“攻关型”科学研究。

    “在50年代,我带领的三人小组,揭示了中国人肝脏五叶四段的解剖特点。在60年代,提出常温20分钟间歇阻断的安全窗口,从而提高了肝脏手术成功率,并成为世界公认的手术模式。作为一个老医生,我有以下体会,我们应在临床实践中发现问题,利用现代的科学技术,在实验室寻找问题的解决思路及方案,并将方案应用到临床,为病人解决病痛,实现科学发现,推动科学进步。”

    王红阳院士

    肿瘤学、分子生物学专家。第二军医大学国际合作生物信号转导研究中心主任,国家自然科学基金委医学科学部主任

    1989年,经裘法祖和吴孟超两位大师推荐,王红阳留学德国。在著名国际肿瘤研究大师、信号转导研究先驱乌尔里希教授指导下,她开始生物信号转导研究。1997年,她谢绝了导师的挽留,来到吴孟超院士创建的东方肝胆外科医院,创办了中德国际合作生物信号转导研究中心,用勤奋和智慧取得了丰硕的成果。

    “无论是HIV的发现,还是抗梅毒药物606的合成与筛选,都是设定了研究目标,然后基于前人积累的数据,逻辑地设计方案,并在一定范围内铺开实验,与时间及同行赛跑。在从事信号转导通路的研究中,我对攻关型科学发现也深有体会。信号转导非常复杂,那么要想解决这个复杂的难题,就要在复杂多变的信息网络中找到一个切入点,把复杂的问题分解成小的问题,否则你就无从下手。”

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    栗占国教授

    北京大学人民医院风湿免疫科主任,中华医学会风湿免疫学分会主任委员

    达尔文出身于医学世家,在经过长达5年的环球考察后,挑战神学的权威,怀疑上帝创造人的理论,认为人类与所有的物种起源于一个祖先,并最终发表了《物种的起源》这一科学巨著,从此,科学、文学、社会、经济、宗教等各个领域被“进化论”震撼、颠覆及重塑。

    胃及十二指肠溃疡的病因传统上都诠释为精神紧张、饮食不规律、胃酸过高等因素,Barry Marshall则认为胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡与幽门螺杆菌有关,并尝试用抗生素成功地治愈胃溃疡,从而为人类根治胃溃疡,预防胃癌提供了思路。

    “挑战型”科学发现需要科学家以其独到的批评眼光,勇于挑战传统观念,对已被公认及共识的理论提出质疑,挑出其缺陷,并通过科学试验,建立起一整套新的科学理论。

    栗占国教授   

    北京大学人民医院风湿免疫科主任,中华医学会风湿免疫学分会主任委员

    1999年,他毅然从国外回到北京大学人民医院,十多年来,他带领团队不断创新,科室在他的带领下也发展为国内优秀的风湿免疫中心之一。

    “ (风湿免疫病病人)有时要借助于生物标志物辅助临床医生做出诊断。这些年我们做了一些基础研究来为临床上提供一些标志物。比如α-Fodrin蛋白、M3受体的抗体等。测定这些biomarker对这些疾病有很好的提示意义。”

    “国内的风湿免疫学科应该立足于国内,放眼世界,在自己从事的疾病研究领域当中有大的发展,在国际上对这些疾病的认识和治疗有所贡献。"

    “我们国内的一些临床工作关键是要找到(创新)切入点,找到一些自己没有或者做的并不好的。”

    挑战型

    达尔文出身于医学世家,在经过长达5年的环球考察后,挑战神学的权威,怀疑上帝创造人的理论,认为人类与所有的物种起源于一个祖先,并最终发表了《物种的起源》这一科学巨著,从此,科学、文学、社会、经济、宗教等各个领域被“进化论”震撼、颠覆及重塑。

    胃及十二指肠溃疡的病因传统上都诠释为精神紧张、饮食不规律、胃酸过高等因素,Barry Marshall则认为胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡与幽门螺杆菌有关,并尝试用抗生素成功地治愈胃溃疡,从而为人类根治胃溃疡,预防胃癌提供了思路。

    “挑战型”科学发现需要科学家以其独到的批评眼光,勇于挑战传统观念,对已被公认及共识的理论提出质疑,挑出其缺陷,并通过科学试验,建立起一整套新的科学理论。

    陈灏珠院士

    心血管病专家,中国当代心脏病学的主要奠基人,是我国心血管疾病介入诊断和治疗的开拓者

    20世纪50年代,他在国内首先提出“心肌梗死”这一术语,从此他便与心血管病学结下了不解之缘,开创了我国此领域的一个又一个第一:在国内首次安置埋藏式永久性心脏起搏器、施行我国第一例选择性冠状动脉造影、在国内外首先采用超大剂量异丙肾上腺素抢救“奎尼丁晕厥”病人。

    “有一个病人,对奎尼丁敏感,发生了心室颤动,心脏骤停。我们采用比常规剂量要大的异丙肾上腺素。最后病人完全恢复了。从这个病人开始,对奎尼丁引起的晕厥病人,都用这种方法,取得了很好的效果。这个工作是国外没有的,是一项有创意的工作。”

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   梅长林教授

    上海长征医院肾内科主任,中华医学会肾脏病分会副主任委员,全军肾脏病学会主任委员

    他曾做了10年消化内科医生,后接受任务转行到肾内科。从零开始,他以坚韧的毅力和刻苦的精神挑战自己,带领长征医院肾内科创造了一个又一个奇迹,将一个建科时只有4名工作人员、10张病床的肾内科建成了解放军肾脏病中心,并获得了博士学位点,建立了博士后流动站、解放军肾脏病研究所,成为国内最大血透中心、最先进专科实验室、专科病房床位最多的“三最”科室。

    “我认为,做科研要具备三个素质,第一是有兴趣,第二是有激情,第三是要坚持。这些年来,我主要关注多囊肾病的研究。很多医生认为多囊肾病是没有办法治疗的,只能任其发展成尿毒症。为此,我们开始对这种疾病进行挑战。经过努力我们终于得出了几项结论。首先,多囊肾病是一个通过常染色体显性遗传的疾病,如果父母患病,50%的子代会患病。第二,我们可以用核磁共振的方法把这50%的人群挑出来,然后研究新药使囊肿变小甚至消失。我一直相信,我们会把这个病从无药可治变得可以治疗,就像治疗高血压一样。”

    曾小峰教授

     北京协和医院风湿免疫科副主任,中华医学会风湿免疫学分会继任主委

    长期的临床工作经验以及雄厚的基础医学背景,使他能够寻找到临床研究的突破点。

    “一直跟着别人做,不可能有自己的东西。中国地大物博,人口众多,我们最大的资源是病人,即使非常罕见的病种,中国病人的绝对数也是非常大的,我们要建立中国的数据库是势在必行的。人种之间是有差别的。国外的东西并不能代表中国的数据。现在开始在讲转化医学,这必须要有一个平台。最好的平台就是数据库和相匹配的生物标本库。”

    “除了挑战传统外,作为中国人,我们还要挑战欧美,挑战世界,怀着更加宽广的思维走自己的科研之路。”

    机缘型

    Edward Jenner偶尔得知挤奶女工曾经在手上发过牛传染的水疱——牛痘后,除了有轻微的发热及皮肤疼痛,之后的一生中就不会得致死的天花,根据这一信息,Jenner发明了天花的接种方法。

    Fleming在一个金葡菌的培养皿中,发现了霉菌污染,但经过观察发现霉菌周围的金葡菌全部被杀死。他没有放过这一意外发现,在经过一系列的实验后,成就了第一个抗生素的发现。

    机缘是可遇不可求的,但机缘型科学发现并不是无规律的。机遇只偏爱有准备的头脑,需要科学家在无休止的日常实验过程中,以良好的科研素质、敏锐的眼光、天赋的直觉、无边的想象及强大的创造力,抓住一闪而过的机缘成就伟大的科学发现。

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      廖万清院士

   皮肤病学专家、医学真菌学专家 

    1980年,在一例脑膜炎患者的腰穿脑脊液中,他发现了一种此前他从未见过的菌种,当时的权威告之可能是污染菌,但这并没有让他放下心中的疑问,仔细研究后他确定这种菌是一种新型致病真菌,目前该菌种已被多国著名实验室收录并永久保藏。至今,他已陆续发现了7种新的病原真菌。

    “这个病人,照X光片发现肺里面有个球,(这一点)临床医生比较容易诊断,但是这个球是什么菌引起的?我亲自到手术室,切下来的标本我马上处理,分离鉴定、镜检,用7种培养基培养,一查文献发现,没有人做过这个工作,我写文章发表出来,后来很多杂志都引用了。”

    “如果确实前人没有发现,你就要抓住它,研究它,解决它,认识它,全部把它解决,你就能成功。一看到这个问题以后,你必须不吃不喝研究它,我是这样做的。”

 

    James Williams教授

    国际著名器官移植专家,肝移植创始人之一,美国芝加哥大学终身教授,第二军医大学和北京大学医学部的名誉教授

    Dr. Williams对中国人民非常友好,他非常关心中国器官移植事业的发展,为中国培养了多名移植外科医生,和中国移植免疫届专家有着广泛交往。Dr. Williams多次到中国访问,并在1996年指导上海长征医院开展了首例肝移植手术,是华东地区存活最长的肝移植病人。

    “作为临床医生获得诺贝尔奖的机会确实是非常少的,但是也不是没有机会。虽然我们有很多工作要做,临床工作、领导工作,到实验室的机会可能会少一些,但是我们不能放弃。乔布斯说创新是把已有的都放到一起,这句话说得很好。在临床工作中,创新可以根据需要,把现有的知识组合起来,那或许就会有所收获。”

    张奉春教授

    北京协和医院风湿免疫科主任,中国医师协会风湿免疫科医师分会会长   

    自投身于风湿病学领域以来,他一直把解决风湿科患者的病痛作为己任,并致力于中国风湿病学科的发展和建设。

    狼疮脑病是异常凶险,缺乏有效治疗方法的一种疾病。

    “90年代中,我们往脑脊髓里面打药来治疗由系统性红斑狼疮引起的脑病,效果非常好。现在不仅用于狼疮性脑病,还用于多种自身免疫病,大家都采用这种方法,死亡率从20%下降到不到5%,这些方法就是在不经意中发现的线索。”

    “我觉得作为一个有科学头脑的人,应该在临床工作中不断地发现问题,你把这些问题发现了,才能去研究和解决。”

    “我觉得系统的研究和偶然的发现要结合起来,不能忽略偶然的发现。很多重大的发现都是在偶然中出现的。”

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