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编号:10259316
20世纪医学发展态势21世纪医学发展预测——1901~1999年诺贝尔生理学/医学奖综合分析
http://www.100md.com 《医学与哲学》 2000年第1期
     作者:张在文

    单位:张在文(海军总医院 信息科,北京 100037)

    关键词:诺贝尔奖;医学史;第20世纪;预测

    医学与哲学000123摘要:通过对1901~1999年诺贝尔生理学/医学奖综合分析,发现生物医学科学的发展规律。并对21世纪医学发展的进行预测:人类将完成庞大的人体基因组计划;攻克各种顽症;生产各种人造器官,以供移植所需。总结两种治疗疾病的思路:一种是通过修正致病基因,另一种思路可通过器官移植,从根本上达到治病的目的。

    中图分类号:R-1 文献标识码:A

    文章编号:1002-0772(2000)01-0060-03

    History of Medical Development in 20th Century and Trends in 21st Century:A Review of Nobel Prizes in Medicine or Physiology,1901~1999
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    ZHANG Zai-wen

    (Department of Medical Information,Naval General Hospital,Beijing 100037,China)

    Abstract:This review examines the contents of Nobel prizes for Medicine or Physiology discipline between 1901 and 1999,in order to evaluate the trends made in biomedical sciences in the twentieth century.We also forecasted the trends of the next century:①Human can decipher blueprint of the genome.②All complicated and difficult diseases will have been cured.③Each kind of artificial organ can be used in transplantation.In a word,men treat diseases,on the one hand,by checking and amending genes;on the other hand,by organ transplantation.
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    Key Words:nobel prizes;history of medicine;20th century;forecasting

    诺贝尔生理学/医学奖(以下简称医学奖)是生物医学领域中级别最高的一种奖。其内容丰富,通过研究诺贝尔奖的获奖学科的获奖次数和分布情况,可以发现生物医学科学的发展规律。医学奖自1901年设奖到1999年已整整一个世纪(除1915~1918、1921、1925、1940~1942年因故未颁奖外,原则上是一年一次),有98个研究项目获奖。本文通过对98个获奖项目按学科内容进行主题分类,阐述本世纪生物医学科学的发展历程,并对下世纪的医学发展方向进行预测。

    1 医学奖获奖科学家的国别及年代分析

    本世纪医学奖被20个国家169位科学家所获得。美国、英国、德国获奖人数分别为79.5、23.5、15,分别占总人数的47.04%、13.91%、8.88%,说明在生物医学领域中以美国为首,英国、德国处于领先地位。法国8人;瑞典7人;瑞士6人;奥地利5人;丹麦4.5人;比利时3.5人;意大利、澳大利亚各2.5人;荷、俄、加拿大各2人;阿根廷1.5人;匈牙利、日本、西班牙、葡萄牙各1人;南非0.5人(具有两国国籍者各计0.5人)。其中,美国在第二次世界大战(1945年)以后的获奖者有71.5位,这与美国的移民政策及科技体制有关。第二次世界大战期间,由于战乱,欧洲大多数国家忙于战争,而美国乘机大量引入人才,为其以后的发展奠定了基础。第二次世界大战以后,美国建立了一个由联邦政府提供大量经济援助的科技体制,这就充分保证了生命科学取得战略水平的成果所需要的物质条件。另外,美国一些实验室是在30年代开始建立的,经过十多年的发展,加上发展本国教育,科研人员素质的提高,是使其科研水平处于绝对领先地位的基础。
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    2 每年度医学奖的学科分布与该学科的发展历程

    将获奖项目按主题学科进行分类,共分为生理学、微生物和寄生虫学、免疫学、药理学、生物化学、分子生物学和遗传学及临床医学等7个学科(表1)。同一项目可同时隶属于不同学科,如1943年的“维生素K及其化学性质的发现”同属于生物化学和药理学。根据获奖项目内容的聚散方面在不同时期、不同阶段的差异,将本世纪生物医学科学的发展划分为三个时期:即第一期为1901年~1928年,第二期为1929年~1957年,第三期为1958年~1999年。第一期以生理学、微生物和寄生虫学及临床医学为主;接着的近30年(1929年~1955年)生物化学获得了飞速的发展;药理学在第二次世界大战前后(1939年~1957年)取得了长足的进步;自1958年以后,分子生物学,遗传学,免疫学等学科成为诺贝尔医学奖的新宠儿。

    表1 20世纪诺贝尔医学奖获奖学科分布表 学科

    获 奖 年 度
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    次数

    生理学

    1904

    1906*

    1909

    1911

    1914

    1920

    1922

    1923

    24(*9▲5)

    1924
, 百拇医药
    1930

    1932*

    1936*

    1938

    1944*

    1947

    1949*

    1961

    1963*

    1967

    1970*
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    1971

    1973*

    1981*

    1982

    微生物和

    寄生虫学

    1902

    1975

    1905

    1976

    1907

    1997
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    1927

    1928

    1951

    1954

    1969

    11

    免疫学

    1901

    1908

    1913

    1919

    1930

    1935
, 百拇医药
    1960

    1972

    14

    1977

    1980

    1984

    1987

    1990

    1996

    药理学

    1927

    1937

    1939
, 百拇医药
    1943

    1945

    1948

    1950

    1952

    12

    1953

    1957

    1988

    1998

    生物化学

    1922

    1929
, 百拇医药
    1931

    1937

    1943

    1947

    1953

    1955

    18

    1964

    1977

    1979

    1982

    1985

    1986
, http://www.100md.com
    1991

    1992

    1994

    1996

    分子生物学

    和遗传学

    1933

    1946

    1958

    1959

    1962

    1965

    1968
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    1974

    21

    1975

    1978

    1980

    1983

    1984

    1987

    1989

    1991

    1993

    1995

    1996
, 百拇医药
    1998

    1999

    临床医学

    1901

    1903

    1905

    1909

    1911

    1912

    1926

    1927

    20

    1928
, 百拇医药
    1934

    1949

    1950

    1951

    1956

    1966

    1973

    1975

    1976

    1989

    1990

    注:*神经生理学 ▲内分泌生理学 生理学、微生物学和寄生虫学:本世纪初,虽然现代医学体系初步形成,部分分支学科起步创建。但整体科学技术还不发达,人们认识医学未知世界还有相当局限性,技术设备条件简陋,凭直觉和感性认识进行研究的项目多。因此,像生理学、微生物学和寄生虫学等基础学科发展较快。22个获奖项目中有9项是生理学的研究成果,而涉及传染病的微生物学和寄生虫学又占了7项。如1905年的结核病,1902、1907、1927年的疟疾等。神经生理学和内分泌生理学是生理学中发展较快的两个学科。其中,神经生理学有9个获奖项目,分别是:神经系统结构的研究(1906),神经元功能的发现(1932),神经冲动化学传递的研究(1936),神经纤维分化机能的研究(1944),间脑功能的发现(1949),冲动沿神经纤维传播的研究(1963),神经传递化学的研究(1970),大脑半球功能及大脑对视觉信息处理的研究(1981)等。
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    药理学:11项与药物学有关的奖项中,表彰维生素发现的项目有4项:抗神经炎维生素(1929),维生素C(1937),维生素K(1943),辅酶A(1953);表彰抗生素发现的有3项:百浪多息(1939),青霉素(1945),链霉素(1952)。本世纪初,一种在欧洲已有400年历史的传染病梅毒,正在向全世界蔓延。当时,成千上万的患难与共者迫切期待能有一种良药来解除他们的病痛。就在这时,驱梅系统良药“606”和“914”问世了,它们拯救了无数的梅毒患者的生命,从此梅毒也不再是使人类恐惧的绝症了。因而导致了本世纪10年的第一次浪潮的出现。到了20年代,世界又面临着细菌性疾病的威胁。那时脑膜炎球菌引起的脑膜炎病死率几乎是100%,链球菌性菌血症病死率高达75%。当时工作在德国的一家I.G.染料厂的Domagk,受命从染料中筛选到一种对链球菌、葡萄球和脑膜炎球菌有强大抗菌力的药物——百浪多息(1939年),使这些疾病得到了有效的防治。随后经过科学家们的努力,又出现了一系列更适宜于临床使用的磺胺类药物。然而,随着时间的推移,人们逐渐从临床实践中发现了磺胺药的不足之处,如过敏反应和肾毒性等等,开始要求探索更有效的抗菌药物。1939年,英国的Fleming、Florey与Chain一起提纯和分离到第一批青霉素制剂,后经美国科技工作者的努力,才使青霉素大量成批地进入市场(1945年)。磺胺药和青霉素的相继问世,形成了30年代和40年代初的第二次浪潮。1943年,美国学者Waksman发现了链霉素,从此使人色变的结核病得到了控制,成为化疗史上第三次浪潮(1952年)。1988年,诺贝尔医学奖所表彰的是“药物治疗方面重要原理的发现”,而不是表彰某个或某些具体药物的发现。有人把这一药物治疗方面的重要原理称为药理学中的新思维。1998年,NO对血管的生理作用的阐述为“伟哥”的发明提供了理论依据。
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    免疫学:继人痘苗之后,免疫学的发展停滞了近一个世纪,主要是由于传染病的病原没有解决。到了19世纪末,由于微生物学的发展,推动了免疫学的进步。20世纪免疫学的发展大致经历了经典免疫学时期(1901年~1930年),这一阶段突出表现在免疫学基础理论的研究。如德国学者Behring用白喉减毒外毒免疫动物,获得抗毒素用于治疗白喉获得成功,从而开创了人工被动免疫疗法(1901年)。俄国学者Metchnikoff提出的细胞免疫学说认为机体的免疫机制是由吞噬细胞来执行的,而德国学者Ehrlich等则认为血清中的抗体是抗感染免疫的重要因素,即体液免疫学说。实际上他们各自说明了一个事物的两个方面,从不同的角度阐明了免疫机制(1908年)。法国学者Richet发现过敏反应(1913年)。比利时学者Bordet发现了补体(1913年)。奥地利学者Landsteiner发现红细胞血型(1930年)。现代免疫学时期(40年代后),这一时期内一些重要免疫生物学现象的发现重新唤起了人们对细胞免疫学的关注,推动了免疫系统结构与生理功能研究的全面展开。澳大利亚学者Burnet提出抗体生成细胞克隆选择学说,英国学者Medawar成功地诱导出获得性移植耐受性(1960年)。制取单克隆抗体技术的发明(1984年),为免疫学在临床、科研中的应用开辟了新途径。美国学者Lewis发现免疫系统如何识别被病毒感染的细胞,从而认清了又一类型疾病的治疗机制(1996年)。
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    生物化学、分子生物学、遗传学:生物化学、分子生物学、遗传学这三个学科之间呈现相互交叉、互相渗透的态势,很难严格地划分其界限。1931年,Warburg对呼吸酶性质及作用方式的发现及以后有关代谢等方面的研究,预示着对生物化学的研究进入一个全新的时代。1933年Morgan关于染色体的遗传功能的发现代表着遗传学发展的一个阶段。从1958年以后,分子生物学、遗传学等学科发展呈快速上升趋势,成为生物医学研究的热门学科。1962年Crick等关于DNA双螺旋模型的建立,标志着分子生物学的诞生。1968年Nirenberg等对遗传密码的解释,标志着分子生物学体系的初步确立。1978年Arber等关于DNA限制性内切酶的发现揭开了遗传理论应用与实践的新篇章。随着瑞典Karolinska学院将1999年度医学奖给美国洛克菲勒大学霍华德休斯医学院教授Blobel。他的发现“蛋白质的定位及转移机制”对现代细胞生物学研究具有重要的意义。蛋白质通过识别细胞信号发挥作用。这种信号就像邮寄包裹时的标签,他的发现使我们了解了识别信号的分子生物学机制,从而为药物靶向性研究和遗传病的治疗奠定了基础,也进一步证明了分子生物学的突出地位。
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    临床医学:它是伴随着基础医学的发展而发展的。当一种新疾病的出现,人们便开始对其发病原因、机制进行研究,以期达到最终攻克的目的。因此,临床医学处在不断的发展过程中。值得一提的是器官移植方面的研究共获得3次诺贝尔医学奖,这在临床医学中是不多见的,说明器官移植在疾病治疗中的作用,也是21世纪研究的重要课题。

    3 21世纪医学发展的预测

    3.1 完成庞大的人体基因组计划:从上述的学科发展趋势可以看出,21世纪遗传学、分子生物学等学科将进一步发展,人们能够从分子水平阐明某些与基因有关的疾病的发病机制。治疗疾病的一种思路是通过修正致病基因,从根本上达到治病的目的。随着GeneBank的建立,人类大约有3000多种遗传病,利用基因治疗的方法获得治愈。

    3.2 攻克各种顽症:(1)攻克大脑功能紊乱等疾病。通过对神经系统生理及病理过程的研究,人类将能够治疗周期性偏头痛、中风、老年性痴呆等大脑功能紊乱疾病;(2)攻克癌症。癌症的研究是热点,研究人员将使用生物技术探索身体各部位癌症的发病原因以及致癌机制,并有针对性地开发出各种治疗癌症的药物,癌症可以治愈;(3)攻克艾滋病。免疫学和药理学的发展,将研制出预防艾滋病的疫苗及治疗艾滋病的特效药。我国利用中西药结合的方法对艾滋病的预防和治疗起到举足轻重的地位,这有可能是我国获得诺贝尔医学奖的突破口。同时,临床医学的发展伴随着新的疾病出现而发展。

    3.3 生产各种器官备用品:21世纪初,生物工程将有很大的突破。人体各种器官的代用品将大量研制出来,人体器官从生产电子智能型产品的移植阶段,过渡到培植基因型产品的再造和移植阶段。(1)人体材料的代用品。如皮肤、骨骼和软骨等“结构”组织研制成功。(2)人体器官的代用品。21世纪将制成实用的心脏、泌尿道瓣膜及各种器官,到时候,治病就像修理机器一样,什么样的零件坏了就用新的换之。治疗疾病的另一种思路可通过器官移植来达到治疗的目的。

    作者简介:张在文(1973~),男,湖北省武穴市人,同济医科大学医学信息学系毕业,海军总医院信息科图书馆馆员。

    收稿日期:1999-10-26, http://www.100md.com