本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
最近,保罗·塞尚的一幅失踪画作被重新发现。这幅画描绘了塞尚家族庄园的园丁保兰·波列特看着他的扑克牌。塞尚在 1890 年至 1896 年间创作了一系列画作,波列特是其中一部分。这幅特别的画作名为《玩牌者》。自 1930 年以来,它就再也没有出现过;它的下落不明。当画作的所有者出现时,艺术界一片哗然。这幅画虽小但令人惊叹。它在苏富比拍卖行以 1910 万美元的价格售出。它被隐藏了数十年,现在已成为世界上更有价值的艺术品之一。
图像 1. 与《玩牌者》同一系列的另一幅画作。这一幅名为《玩牌的人》,也展示了右边的波列特。
最近,我在阅读一篇旧的科学论文(链接)时,想到了这幅画。 与《玩牌者》一样,这篇论文的价值似乎难以估量。它不会卖到数百万美元(我从D.H. Hill 图书馆免费获得),但它可能会改善数百万人的生活。它也以一位园丁下注为特色。
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故事始于一家未公开的医院,新生儿在那里患上皮肤损伤和其他感染。医院里的一名护士无意中将一种致病性葡萄球菌细菌(金黄色葡萄球菌 80/81 型,以下简称 80/81)从一个新生儿传播到另一个新生儿。她在新生儿出生后的头 24 小时内接触过 28 名新生儿。其中 6 名新生儿感染了 80/81 菌株。但这位护士也抱过并照顾过 31 名出生超过一天的婴儿。这些婴儿中没有人感染 80/81。这就是新生儿命运中的一个谜团。德克萨斯大学西南医学中心的教授海因茨·艾兴瓦尔德被这个谜团吸引住了。
艾兴瓦尔德想象了对这个谜团的两种可能的解释。第一种也是更普通的解释是,年龄赋予了某种免疫成熟度,使新生儿能够更好地保护自己。或者,也许年龄较大的婴儿有更多的机会感染其他细菌种类,而这些细菌种类赋予了对新出现的病原体(如 80/81)的抵抗力。细菌种类如何赋予抵抗力尚不清楚,但据推测,它们可能会在病原体站稳脚跟之前占据空间或资源,从而在竞争中胜过病原体。第二种可能性似乎更加牵强,但对艾兴瓦尔德来说,它却非常有趣。
艾兴瓦尔德设计了一个实验。众所周知,在美国各地的医院中,新生儿感染 80/81 的发生率差异很大。在一个育婴室中,只有 11% 的新生儿感染了 80/81,而在另一个育婴室中,这一比例为 50%。艾兴瓦尔德设想,如果最初被安置在 80/81 发生率较低的育婴室的新生儿被转移到 80/81 发生率较高的育婴室,会怎么样?他们是否会受到早期感染的 80/81 以外的其他细菌的保护?实验完成了,是的,他们受到了保护,即使他们只有一天大,还太年轻,他们的免疫系统还不足以随着年龄的增长而变得更加发达。
这个实验很聪明(尽管在道德上值得怀疑)。它暗示了细菌干扰可能起作用。然而,它也留下了一系列其他可能的解释。艾兴瓦尔德无法说服自己没有其他事情发生,因此他做了完美的实验,一个技术上无可辩驳,但再次受到道德质疑的实验;他决定尝试在数百名婴儿的身体上“耕种”。
艾兴瓦尔德在美国各地找到了 80/81 流行病流行的医院。然后,他和他的同事用一种无害的葡萄球菌(502)菌株接种了一组新生儿中一半人的鼻腔或脐带残端(肚脐眼)。然后,他们检查了接种者感染 80/81 的风险是否降低。从本质上讲,他们是在新生儿的身体上“耕种”,或者说是试图这样做。他们种植了一种物种,一种作物,并希望它能抵御另一种物种,一种杂草。这是一场有风险的“耕种”,一场以新生儿的命运为赌注的扑克游戏,然而海因茨·F·艾兴瓦尔德下了赌注。他下了数百次赌注,每次为一个接种了有益细菌的新生儿下注一次,也为每个未接种疫苗的对照婴儿下注一次。然后他等待着。
像这样的研究结果在 20 世纪 70 年代可能很重要(如果受到重视),它们对世界各地每家医院感染 80/81 或任何其他病原体的每个新生儿都很重要。它们可能与当时数十万甚至数百万人的生命有关。然而,随着时间的推移,这项研究的潜在价值增加了。它与医院感染的数量以及这些感染的严重程度成正比地增加。感染 80/81 通常是有问题的(产生疖子和病变),有时是危险的。现在,感染有害的葡萄球菌菌株通常是生死攸关的问题。时代和细菌都发生了变化。
在 20 世纪 60 年代和 70 年代,当这项研究完成时,即使金黄色葡萄球菌菌株,特别是 80/81 菌株很严重,通常也可以用抗生素治疗。例如,80/81 对甲氧西林敏感。然而,自那时以来,抗生素耐药性已经进化并在金黄色葡萄球菌菌株中传播。许多金黄色葡萄球菌菌株现在被归类为 MRSA,即耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。这些耐药菌株包括与 80/81 非常相关的菌株,人们可以合理地将这些菌株描述为 80/81 更危险的后代。在这方面,人们可能想知道,医院中接种了有益/无害葡萄球菌的婴儿是否幸免于 80/81,以及在现代医院中,给婴儿接种有益细菌是否可以降低他们感染 MRSA 的风险,或者,同样地,过着一种让我们接触有益细菌的生活是否更普遍地降低我们感染 MRSA 的风险。这些似乎是重要的问题。
与此同时,海因茨·艾兴瓦尔德不必等待太久就能得到结果。在有益葡萄球菌建立定植的 108 名婴儿中,4.6% 感染了 80/81。比人们希望的要多。但在 143 名有益葡萄球菌未建立定植的婴儿中,39.1% 的婴儿感染了 80/81 或其近亲,几乎是前者的十倍。在自我防御中“耕种”身体似乎无疑是有效的。但这还不够。艾兴瓦尔德将尝试其他方法。他将用有益的葡萄球菌接种他正在研究的医院中的所有新生儿。当他这样做时,80/81 从这些医院完全消失了。结果再清楚不过了,因此,基于这些结果,海因茨·F·艾兴瓦尔德得出结论:“在葡萄球菌疾病严重流行期间,使用 502-A 是终止流行病的最直接、最安全和最有效的方法。我认为我们现在有足够的数据,涉及数千名婴儿,表明这是一个完全安全的程序。”
在这项工作之后,立即引起了轰动。审查该论文的其他科学家显然想象在他们自己的医院实施类似的方法。这似乎是一种可能在全球各病房蔓延的方法,并且可能不仅在育婴室之间蔓延,而且在治疗成人的医生之间蔓延。接种疫苗可以预防我们所有人感染 MRSA 吗?或者降低风险?最近,人们非常关注粪便移植或在微生物区系贫乏或严重感染的患者中进行耳朵微生物移植的价值。但是,如果我们实际上可以只给那些面临微生物区系贫乏的个体接种一些有益的谱系,例如有益的葡萄球菌,那就会简单得多(最近的研究表明,允许有益葡萄球菌排除病原体的因素之一是产生阻止病原体形成生物膜的酶)。艾兴瓦尔德的想法真的似乎是一个价值数百万美元的想法。但这种价值尚未实现,就像塞尚的一幅被遗忘的画作一样。在最初的成功之后,艾兴瓦尔德的想法受到了一定的欢迎,然后就失败了(部分原因可能是一位新生儿意外地将“有益”葡萄球菌引入血液中导致的死亡;http://archpedi.jamanetwork.com/article.aspx?articleid=504327)。艾兴瓦尔德本人转向了其他事情。
自 1990 年以来,海因茨·艾兴瓦尔德的研究只在一篇科学论文中被提及过一次(至少根据谷歌学术搜索),而且即使在那时也只是顺便提了一下,但一些新的研究已经开始重新提出他的方法,通常好像这是一个新领域,而不是一个被重新审视的旧领域。似乎存在复杂性。艾兴瓦尔德可能很幸运地选择了要考虑的物种,但他的结果对于这些物种来说是无可指责的。如果现在实施艾兴瓦尔德的方法,可以挽救生命吗?也许可以。用有益的葡萄球菌 (表皮葡萄球菌) 给幼鼠服药似乎可以抵御致病性葡萄球菌,包括致命的 MRSA。在某种程度上,我在这里拍卖艾兴瓦尔德的想法。为什么不看看你能得到什么,你能获得多少牵引力或进展。您可以加入现在正在考虑这个想法的小组科学家。与此同时,我应该提到最后一个讽刺。塞尚的画作,那幅隐藏了多年的画作,被隐藏起来了,而且我没有骗你,是和艾兴瓦尔德一起隐藏的。这位在人体内“耕种”生命并在这样做时承担风险的人,是塞尚的玩牌园丁的保管人。艾兴瓦尔德的父亲似乎在 1930 年左右从柏林的一家画廊买下了这幅画。然后,全家逃往纽约以躲避纳粹,并将这幅画带到了那里。它一直与这个家庭在一起,直到 2011 年 9 月海因茨去世后,他的遗孀琳达决定出售这幅作品。当她出售时,她发现,在这幅画被隐藏的这段时间里,它的价值和意义都增长了很多倍。时间会证明艾兴瓦尔德最伟大的作品,他“耕种”身体的想法是否也是如此。这仍然是他巨大但未打出的牌。