本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
最近,保羅·塞尚的一幅失蹤畫作被重新發現。這幅畫描繪了塞尚家族莊園的園丁保蘭·波列特看著他的撲克牌。塞尚在 1890 年至 1896 年間創作了一系列畫作,波列特是其中一部分。這幅特別的畫作名為《玩牌者》。自 1930 年以來,它就再也沒有出現過;它的下落不明。當畫作的所有者出現時,藝術界一片譁然。這幅畫雖小但令人驚歎。它在蘇富比拍賣行以 1910 萬美元的價格售出。它被隱藏了數十年,現在已成為世界上更有價值的藝術品之一。
影像 1. 與《玩牌者》同一系列的另一幅畫作。這一幅名為《玩牌的人》,也展示了右邊的波列特。
最近,我在閱讀一篇舊的科學論文(連結)時,想到了這幅畫。 與《玩牌者》一樣,這篇論文的價值似乎難以估量。它不會賣到數百萬美元(我從D.H. Hill 圖書館免費獲得),但它可能會改善數百萬人的生活。它也以一位園丁下注為特色。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
故事始於一家未公開的醫院,新生兒在那裡患上皮膚損傷和其他感染。醫院裡的一名護士無意中將一種致病性葡萄球菌細菌(金黃色葡萄球菌 80/81 型,以下簡稱 80/81)從一個新生兒傳播到另一個新生兒。她在新生兒出生後的頭 24 小時內接觸過 28 名新生兒。其中 6 名新生兒感染了 80/81 菌株。但這位護士也抱過並照顧過 31 名出生超過一天的嬰兒。這些嬰兒中沒有人感染 80/81。這就是新生兒命運中的一個謎團。德克薩斯大學西南醫學中心的教授海因茨·艾興瓦爾德被這個謎團吸引住了。
艾興瓦爾德想象了對這個謎團的兩種可能的解釋。第一種也是更普通的解釋是,年齡賦予了某種免疫成熟度,使新生兒能夠更好地保護自己。或者,也許年齡較大的嬰兒有更多的機會感染其他細菌種類,而這些細菌種類賦予了對新出現的病原體(如 80/81)的抵抗力。細菌種類如何賦予抵抗力尚不清楚,但據推測,它們可能會在病原體站穩腳跟之前佔據空間或資源,從而在競爭中勝過病原體。第二種可能性似乎更加牽強,但對艾興瓦爾德來說,它卻非常有趣。
艾興瓦爾德設計了一個實驗。眾所周知,在美國各地的醫院中,新生兒感染 80/81 的發生率差異很大。在一個育嬰室中,只有 11% 的新生兒感染了 80/81,而在另一個育嬰室中,這一比例為 50%。艾興瓦爾德設想,如果最初被安置在 80/81 發生率較低的育嬰室的新生兒被轉移到 80/81 發生率較高的育嬰室,會怎麼樣?他們是否會受到早期感染的 80/81 以外的其他細菌的保護?實驗完成了,是的,他們受到了保護,即使他們只有一天大,還太年輕,他們的免疫系統還不足以隨著年齡的增長而變得更加發達。
這個實驗很聰明(儘管在道德上值得懷疑)。它暗示了細菌干擾可能起作用。然而,它也留下了一系列其他可能的解釋。艾興瓦爾德無法說服自己沒有其他事情發生,因此他做了完美的實驗,一個技術上無可辯駁,但再次受到道德質疑的實驗;他決定嘗試在數百名嬰兒的身體上“耕種”。
艾興瓦爾德在美國各地找到了 80/81 流行病流行的醫院。然後,他和他的同事用一種無害的葡萄球菌(502)菌株接種了一組新生兒中一半人的鼻腔或臍帶殘端(肚臍眼)。然後,他們檢查了接種者感染 80/81 的風險是否降低。從本質上講,他們是在新生兒的身體上“耕種”,或者說是試圖這樣做。他們種植了一種物種,一種作物,並希望它能抵禦另一種物種,一種雜草。這是一場有風險的“耕種”,一場以新生兒的命運為賭注的撲克遊戲,然而海因茨·F·艾興瓦爾德下了賭注。他下了數百次賭注,每次為一個接種了有益細菌的新生兒下注一次,也為每個未接種疫苗的對照嬰兒下注一次。然後他等待著。
像這樣的研究結果在 20 世紀 70 年代可能很重要(如果受到重視),它們對世界各地每家醫院感染 80/81 或任何其他病原體的每個新生兒都很重要。它們可能與當時數十萬甚至數百萬人的生命有關。然而,隨著時間的推移,這項研究的潛在價值增加了。它與醫院感染的數量以及這些感染的嚴重程度成正比地增加。感染 80/81 通常是有問題的(產生癤子和病變),有時是危險的。現在,感染有害的葡萄球菌菌株通常是生死攸關的問題。時代和細菌都發生了變化。
在 20 世紀 60 年代和 70 年代,當這項研究完成時,即使金黃色葡萄球菌菌株,特別是 80/81 菌株很嚴重,通常也可以用抗生素治療。例如,80/81 對甲氧西林敏感。然而,自那時以來,抗生素耐藥性已經進化並在金黃色葡萄球菌菌株中傳播。許多金黃色葡萄球菌菌株現在被歸類為 MRSA,即耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。這些耐藥菌株包括與 80/81 非常相關的菌株,人們可以合理地將這些菌株描述為 80/81 更危險的後代。在這方面,人們可能想知道,醫院中接種了有益/無害葡萄球菌的嬰兒是否倖免於 80/81,以及在現代醫院中,給嬰兒接種有益細菌是否可以降低他們感染 MRSA 的風險,或者,同樣地,過著一種讓我們接觸有益細菌的生活是否更普遍地降低我們感染 MRSA 的風險。這些似乎是重要的問題。
與此同時,海因茨·艾興瓦爾德不必等待太久就能得到結果。在有益葡萄球菌建立定植的 108 名嬰兒中,4.6% 感染了 80/81。比人們希望的要多。但在 143 名有益葡萄球菌未建立定植的嬰兒中,39.1% 的嬰兒感染了 80/81 或其近親,幾乎是前者的十倍。在自我防禦中“耕種”身體似乎無疑是有效的。但這還不夠。艾興瓦爾德將嘗試其他方法。他將用有益的葡萄球菌接種他正在研究的醫院中的所有新生兒。當他這樣做時,80/81 從這些醫院完全消失了。結果再清楚不過了,因此,基於這些結果,海因茨·F·艾興瓦爾德得出結論:“在葡萄球菌疾病嚴重流行期間,使用 502-A 是終止流行病的最直接、最安全和最有效的方法。我認為我們現在有足夠的資料,涉及數千名嬰兒,表明這是一個完全安全的程式。”
在這項工作之後,立即引起了轟動。審查該論文的其他科學家顯然想象在他們自己的醫院實施類似的方法。這似乎是一種可能在全球各病房蔓延的方法,並且可能不僅在育嬰室之間蔓延,而且在治療成人的醫生之間蔓延。接種疫苗可以預防我們所有人感染 MRSA 嗎?或者降低風險?最近,人們非常關注糞便移植或在微生物區系貧乏或嚴重感染的患者中進行耳朵微生物移植的價值。但是,如果我們實際上可以只給那些面臨微生物區系貧乏的個體接種一些有益的譜系,例如有益的葡萄球菌,那就會簡單得多(最近的研究表明,允許有益葡萄球菌排除病原體的因素之一是產生阻止病原體形成生物膜的酶)。艾興瓦爾德的想法真的似乎是一個價值數百萬美元的想法。但這種價值尚未實現,就像塞尚的一幅被遺忘的畫作一樣。在最初的成功之後,艾興瓦爾德的想法受到了一定的歡迎,然後就失敗了(部分原因可能是一位新生兒意外地將“有益”葡萄球菌引入血液中導致的死亡;http://archpedi.jamanetwork.com/article.aspx?articleid=504327)。艾興瓦爾德本人轉向了其他事情。
自 1990 年以來,海因茨·艾興瓦爾德的研究只在一篇科學論文中被提及過一次(至少根據谷歌學術搜尋),而且即使在那時也只是順便提了一下,但一些新的研究已經開始重新提出他的方法,通常好像這是一個新領域,而不是一個被重新審視的舊領域。似乎存在複雜性。艾興瓦爾德可能很幸運地選擇了要考慮的物種,但他的結果對於這些物種來說是無可指責的。如果現在實施艾興瓦爾德的方法,可以挽救生命嗎?也許可以。用有益的葡萄球菌 (表皮葡萄球菌) 給幼鼠服藥似乎可以抵禦致病性葡萄球菌,包括致命的 MRSA。在某種程度上,我在這裡拍賣艾興瓦爾德的想法。為什麼不看看你能得到什麼,你能獲得多少牽引力或進展。您可以加入現在正在考慮這個想法的小組科學家。與此同時,我應該提到最後一個諷刺。塞尚的畫作,那幅隱藏了多年的畫作,被隱藏起來了,而且我沒有騙你,是和艾興瓦爾德一起隱藏的。這位在人體內“耕種”生命並在這樣做時承擔風險的人,是塞尚的玩牌園丁的保管人。艾興瓦爾德的父親似乎在 1930 年左右從柏林的一家畫廊買下了這幅畫。然後,全家逃往紐約以躲避納粹,並將這幅畫帶到了那裡。它一直與這個家庭在一起,直到 2011 年 9 月海因茨去世後,他的遺孀琳達決定出售這幅作品。當她出售時,她發現,在這幅畫被隱藏的這段時間裡,它的價值和意義都增長了很多倍。時間會證明艾興瓦爾德最偉大的作品,他“耕種”身體的想法是否也是如此。這仍然是他巨大但未打出的牌。