阿西莫夫最新科学指南-下 [美]-第37部分
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γ…干扰素，分子量为
17 500，由
166个氨基酸构成。后来又研究出
12种干扰素的氨基酸顺序，结果发现彼此间的差异很小。
人们找到了负责形成干扰素的基因，并利用重组
DNA技术
将这种基因嵌入普通的细菌大肠埃希氏菌，这样来诱导这些细菌
的菌落制造大量的非常纯的人体干扰素，从而使这些干扰素可以
分离并结晶。得到的晶体可以用
X射线进行分析，以确定其三维
结构。
到
1981年，已有足够的干扰素供临床试用。这里没有出现任
何奇迹，但要研究出适当的方法需要时间。
新的传染还会偶尔出现。
20世纪
80年代出现了一种可怕
的疾病，叫做获得性免疫缺损综合征，简称艾滋病。患这种病的人
免疫机制损坏，因而小的感染就会致命。艾滋病主要攻击男性同
性恋者、海地人和接受输血的人。这种病散布非常快，而且往往致
命。到目前为止，艾滋病还是不治之症，但是，
1984年在法国和美
国分离出了引起艾滋病的病毒，在治疗艾滋病方面迈出了第
一步。
癌
当流行病对人类的威胁逐渐消失之际，其他类型的疾病却在
增加。在
100年前，许多人年纪轻轻就可能死于白喉、肺结核、肺
第十四章 微生物
第十四章 微生物
炎或斑疹伤寒。现在人们可以一直活到死于心脏病或癌。这就是
心脏病、癌症在西方世界被分别列为第
1号和第
2号致死疾病的
原因。事实上，癌症继瘟疫及天花之后已成为全世界的恐惧症。
癌如同夜魔一般威胁着我们每一个人，随时可以对任何人进行突
然而无情的袭击。在美国，每年有
30万人死于癌，每星期约增加
1万多新患者。自
1900年起，发病率已增加了
50％。
癌症实际上是一类多种疾病（目前已经知道的约有
200种）。
癌能够以各种方式感染人体的任何部位，但原发病症总是相同的：
被感染的组织结构受到破坏而不受抑制地增生。希波克拉底和加
伦设想，癌是通过害病静脉而蔓延滋长的，害病静脉看上去像是弯
曲而张开的螃蟹的爪子，所以将这类疾病命名为癌（拉丁文“螃
蟹”）。
瘤（源自拉丁文“生长”）与癌并不同义。瘤可以指疣、痣等称
为良性瘤的无害增生；也可以指各种癌即恶性瘤。癌症通常依害
病组织给予不同的命名。最常见的是皮肤癌和肠癌；结缔组织的
癌叫做肉瘤；以及肝癌、腺瘤、白血病（又名血癌）等等。
德国人菲尔绍是第一个用显微镜研究癌组织的人。他认为癌
症是由外界环境的刺激和震扰引起的。这是一种很自然的想法，
因为癌症通常发生在与外界环境接触最多的部位。但是，当病原
菌学说盛行后，病理学家开始寻找引起癌症的微生物。（菲尔绍坚
持反对病菌学说，顽固地坚持刺激学说。当最终证明病菌学说即
将获胜时，他放弃了病理学转而研究考古学和政治学。历史上像
菲尔绍那样对错误观念激烈地坚持到底的科学家是极少的。）
如果过去认为菲尔绍坚持错误理论的话，那么现在可以说他
从事的是一项正确的事业，越来越多的证据说明，某些环境特别容
易诱发癌。18世纪人们就发现烟囱清洁工比其他人容易得阴囊
癌。在煤焦油染料发明后，在染料工人中，皮肤癌或膀肤癌的发病
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率也比一般人高。由此看来，在烟灰及苯胺染料中必定含有可以
致癌的物质。1915年，日本两位科学家山极和市川发现，如果在
兔子的耳朵上长时期地使用煤焦油的话，煤焦油的某些成分会使
兔子长瘤。1930年，英国两位化学家用合成化学品二苯蒽（由
5
个苯环组成
1个分子的一种碳氢化合物）诱发动物发生了癌症。
二苯蒽并不存于煤焦油之内。但三年之后，有人在煤焦油中找到
了一种可以致癌的化学品苯并芘（它也含有
5个苯环，但与二苯蒽
的排列方式不相同）。
到目前为止，人类已经找出一些致癌物质，与二苯蒽及苯并芘
类似，都是由多个苯环构成的碳氢化合物；有些是与苯胺染料有关
的分子。人们之所以对在食物中使用人造色素表示关切，就是因
为从长远来看这些色素可能会致癌。
许多生物学家认为，在近两三个世纪中，人类已经把一些新的
致癌因素引进了自己生活的环境：煤的用量不断增加；油的大量燃
烧（特别是汽油发动机）；在食物中越来越多地使用合成化学品；化
妆品等等。当然，最明显的例子是吸烟，吸烟的人肺癌的发病率是
相当高的。
辐射效应
高能辐射是环境中的另一个致癌因素。自
1895年以来，人类
接触辐射的机会不断地增加。1895年
11月
5日，德国物理学家
伦琴进行了一项实验，研究由阴极射线所引起的发光现象。为了
更好地观察这一效应，他将实验室弄得很暗。他将阴极射线管装
入一个黑色硬纸板盒中，当他启动阴极射线管时，他吃了一惊，因
为他瞧见房间对过的物质发出一道闪光。闪光来自一张涂有铂氰
化钡（一种发光的化学品）的纸。是不是来自密闭盒中的辐射使纸
发的光？伦琴关掉阴极射线管，纸果然不亮了，随后又打开，纸又
第十四章 微生物
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亮了。他把纸移到另一间房子里，纸还是发亮。显然，阴极射线管
产生了某种足以穿透硬纸板和墙壁的辐射。
由于伦琴不知道它到底是哪一种辐射，于是就简称为
X射
线。其他科学家为纪念伦琴，提议将
X射线改名为伦琴射线。但
是除德国人外，人们感到德文的“伦琴射线”很难念，于是仍然继续
使用
X射线。现在，我们已经知道，构成阴极射线的高速电子撞
上金属障碍物后，速度会急剧减慢。这样损失的动能转换成的辐
射就叫做制动辐射。X射线就是这种辐射的一个例子。
X射线使物理学发生了一场革命：它引起了物理学家们的想
象，掀起了一阵实验的台风，使人们在几个月内就发现了放射性，
并揭开了原子内部结构的秘密。1901年，首次颁发诺贝尔奖时，
伦琴成为物理学奖的第一位得主。
X射线还引起了其他事情，它使人类暴露于大量的高能辐射
之下，这在过去是从未有过的。伦琴发现
X射线的消息传到美国
后的第四天，X射线就被用来确定病人腿部子弹的位置。X射线
是探查身体内部的奇妙工具，它很容易穿透主要由低原子量元素
组成的软组织，但容易被如组成骨骼的原子量较高的元素所阻挡
（骨骼主要由磷和钙组成）。所以，若在人体后面置一感光底片，则
白云状区域就是骨骼所在，相比之下，黑暗区域是软组织，因为软
组织通过的
X射线强度大。铝制子弹呈纯白色，因为它把
X射线
全部阻挡住了。
X射线对显示骨折、钙化的关节、牙洞、体内异物等是非常有
用的。但是只要我们将不溶解的重元素盐类送到软组织中，我们
也可以非常容易地确定软组织的状况。例如，吞食硫酸钡可以知
道胃及肠的状况；注入血液中的碘化物将传送到肾及输尿管，从而
知道肾及输尿管的状况，因为碘是高原子量元素，X射线透不过
去。
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甚至在伦琴发现
X射线之前，丹麦医生芬森就已经发现高能
辐射可以杀死微生物。他利用紫外线杀死引起寻常狼疮（一种皮
肤病）的细菌，因而获得
1903年诺贝尔医学与生理学奖。后来证
明
X射线比紫外线的杀伤力强得多。X射线不仅可以杀死癣菌，
也能使人体的细胞受损或死亡，而最终可以用来杀死手术刀无法
切除的癌细胞。
人们通过无情的事实还发现，高能辐射会引起癌症。早期处
理
X射线或放射性物质的人中至少有
100人死于癌，最早死亡的
例子发生在
1902年。事实上，居里夫人及其女儿
I。 约里奥…居里
都是死于白血病（血癌），因此，人们容易相信辐射是她们患血癌的
主要原因。
1928年，英国医生芬德利发现，即使是紫外线辐射，它
的量也足以引起小白鼠的皮肤癌。
人们确实有理由怀疑，人类越来越多地暴露于高能辐射之下
（通过
X光透视、核试验等方式），是癌发病率增大的原因之一。
诱发剂与致癌基因
各种致癌物质（化学品、辐射等）有何共同之处呢？一个合理
的想法是，所有的致癌物质都可以引起基因突变，而癌可能是身体
细胞突变的结果。1914年德国动物学家博韦里首先提出这种观
点。
果真如此的话，我们可以进一步设想：因为基因改变，因而不
再合成在控制细胞生长的过程中所需要的一种关键性的酶。当带
缺陷的细胞分裂时这种缺陷也会传下去。由于控制机制失灵，这
些细胞将不顾整个身体的需要，甚至不顾其所在组织的需要（如某
个器官细胞的特化作用）而无限地分裂下去。这个组织就会紊乱，
打个比方来说，就会在体内形成无政府状态。
高能辐射能够诱发突变已是确定无疑。化学致癌物质又如何
第十四章 微生物
第十四章 微生物
呢？化学品可以引起突变也已被证实，氮芥类就是一个明显的例
子。这类化合物，像第一次世界大战中使用的芥子气，能够使皮肤
产生类似
X射线照射后引起的灼伤及水泡，也能够损害皮肤细胞
的染色体而增加突变率。除芥子气外，还发现一些化合物能够造
成与高能辐射相似的结果。
可以引起基因突变的物质叫做诱发剂。诱发剂并非都会致
癌，致癌物质也不一定都是诱发剂。但是已经发现的既是致癌物
质又是诱发剂的化合物足以使人们怀疑，它们之间的关系绝不是
偶然的。
从
1960年起，科学家就开始比较瘤细胞与正常细胞，寻找
染色体中的非随意改变。当人鼠杂种细胞合成技术发明以后，
确实找到了这种改变，而且可以更准确地确定这种改变的位置。
这种杂种细胞中含人的染色体很少，假若怀疑其中有一个会引起
肿瘤的话，就可以将这个杂种细胞注入小白鼠体内看能否引起
肿瘤。
1978年，在
R。 A。 温伯格领导下，麻省理工学院的一组科学家
进一步实验，将癌变归咎于这种染色体的一个单基因。他们将这
种单基因移入小白鼠体内，成功地使小白鼠长了瘤。这些基因叫
做致癌基因。
科学家发现致癌基因与正常基因非常相似，实际上，在整条基
因链上可能只有一个氨基酸不同，因此，他们提出原致癌基因的设
想。原致癌基因是细胞中存在的正常基因，随着细胞分裂一代一
代地传下去，由于某些不同的影响，随时可能发生一些小的改变，
而成为活跃的致癌基因。也许有人会问：既然原致癌基因潜在的
危害如此之大，为何细胞还要拥有它呢？直到目前为止，我们还没
有找到答案，但是我们对这个问题至少已经有了新的研究和解决
的方向，而这本身就是一件了不起的事情。
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病毒学说
在探索致癌基因的同时，微生物可能与癌有关的观念远未消
失。由于病毒的发现，使巴斯德时代的病菌学说再度复活。
1903
年，法国细菌学家博雷尔提出：癌可能是一种病毒疾病。
1908年，
两位丹麦科学家埃勒曼和班证明：家禽的白血病的确是由一种病
毒引起的。然而当时人们不知道白血病就是一种癌，所以没有注
意这项实验结果。可是
1909年，美国医生
F。 P。劳斯将鸡的肿瘤
研碎过滤，再将澄清的滤液注射到其他鸡的身上，结果有些鸡长出
了肿瘤。过滤得越细，肿瘤长得越少。看来似乎可以肯定，滤液中
有某种颗粒可以诱发肿瘤，而这些颗粒的大小似乎与病毒的大小
相同。
肿瘤病毒有着一段曲折的经历。起初，被认为由病毒引起的
肿瘤后来证明都是良性的。例如，曾证明病毒可以引起像兔子乳
头瘤（类似于疣）一类的肿瘤。1936年，在缅因巴港著名的育鼠实
验室工作的比特纳发现了一件更为有趣的事情：同一实验室的斯
莱培育的小白鼠品系，有些似乎具有天生的抗癌能力，而另一些品
系似乎具有易患癌的倾向。有些品系的小白鼠很少长癌，而另一
些品系的小白鼠长大之后几乎必定得癌。比特纳试将二者新生的
幼鼠交换哺乳，发现“抗癌”品系的幼鼠
