在阅读本文时，可点击阅读之前发表过的文章：谁，开创了微生物纯培养技术？科赫法则与新冠病毒微生物学作为一门独立的学科，其发展之源在于证明微生物是致病因子的研究。早在16世纪，人们就怀疑某种病原体可以从一个病人传染给一个健康的人，微生物被发现后，许多人提出是它们导致传染病，但缺乏明确的证据。早在年，匈牙利内科医生IgnazSemmelweis倡导可用卫生方法(包括洗手)来预防感染，他的方法拯救了很多人的生命，但不能证明有效之原因，因此遭到了医学界的蔑视。巴斯德和李斯特的工作为微生物是传染病的病因提供了强有力的证据，但德国内科医生罗伯特·科赫的工作才真真正正证明了这一点。科赫疾病的微生物理论及科赫法则科赫早期的工作围绕炭疽展开。炭疽是由炭疽芽孢杆菌的内孢子引起的，通过显微镜观察和染色，科赫证实这种细菌总是存在于患病动物的血液中，但这两者之间的联系并不能证明因果关系。于是以此为契机，科赫开展了炭疽菌和实验室动物的因果关系研究，在此过程中形成了此后研究传染病的金标准。科赫用老鼠作为实验动物。通过适当的控制，科赫证明当从一只携带炭疽热的老鼠身上取一小滴血注射到一只健康的老鼠体内时，后者很快就会患上炭疽热，他从第二只动物身上取了血液，注射到另一只动物身上，再次观察到了这种疾病的典型症状。之后，科赫将这个实验向前推进了至关重要的一步：他发现炭疽细菌可以在宿主外的营养培养基中生长，当细菌接种到健康动物体内时，仍然会导致疾病。在这些实验和其他结核病病原体的基础上，科赫制定了一套严格的标准，现在被称为科赫法则，用于明确联系传染病的因果关系。科赫法则的具体内容如下图所示，当然科赫法则也存在一定的局限性(见之前文章：科赫法则与新冠病毒)。以科赫法则指导，科赫和他的学生以及他们的追随者们发现了大多数人类和家畜的重要传染病的致病因子，这些发现还促进了此类疾病预防和治疗方法的发展，极大地改善了临床医学和人类健康水平。科赫法则纯培养与微生物分类科赫法则的第二条规定，可疑病原体必须在实验室培养中可分离培养，即微生物是纯的。为实现这一点，科赫和他的同事们发明了几种简单巧妙的方法来获得和培养细菌，至今实验室仍在沿用。科赫开始时使用土豆片等自然表面获得纯培养物，但他很快开发了更可靠和可再生的培养基，使用凝胶固化营养液，后来又使用性能更加卓越的琼脂。科赫和他的同事WaltherHesse观察到，当固体表面在空气中培养时，大量的微生物细胞形成菌落，每一个都有一个独特的形状和颜色。他推断每个菌落都来自于单个细菌细胞，这些细胞已经生长到能肉眼可见，即固体培养基提供了一种获得纯培养物的简单方法。年，科赫的另一位伙伴RichardPetri发明了透明的双面“佩特里培养皿”，这很快成为获得纯培养物的标准工具。科赫敏锐地意识到他的纯培养方法对微生物分类学的影响。他观察到，颜色和大小不同的克隆其细胞的大小和形状上也不同，营养需求也各有所异。科赫意识到这些差异类似于分类学家为大生物(如植物和动物)的分类所建立的标准，他建议将不同类型的细菌视为“物种、变种或其他合适的名称”。这种前瞻性的见解对于促进微生物学成为一种新的生物科学具有重要意义。科赫与肺结核科赫最大的科学成就是发现了肺结核的致病因子。在科赫开始这项工作的时候(年)，人类死亡中有七分之一是由结核病造成的。人们强烈怀疑肺结核是一种传染病，但无论是在患病组织中还是在培养物中，都从未发现过这种疑似病原体。在对炭疽热的成功研究之后，科赫开始论证肺结核的成因，为了达到这个目的，他汇集了之前炭疽研究中精心开发的所有方法：显微镜、染色、纯培养分离和动物模型实验。导致结核病的结核分枝杆菌很难被染色，因为结核分枝杆菌的细胞壁中含有大量的蜡样脂质。纵使如此，科赫发明了一种肺组织样本中结核分枝杆菌细胞的染色方法，他在结核组织中观察到结核分枝杆菌的蓝色杆状细胞，而在健康组织中没有。培养结核杆菌也非常不容易，但最终科赫成功地在含有血清的凝固介质上获得了该菌的菌落。在最优条件下，结核分枝杆菌在培养物中生长缓慢，但科赫的坚持和耐心最终使这种生物从人类和动物中走向了实验室的培养基中。科赫手绘的结核杆菌利用科赫法则，科赫证明他分离出来的微生物是结核病的病因，科赫于年宣布他这项重要的发现，并因此获得年的诺贝尔生理学或医学奖。此外，科赫在传染病领域还取得了许多其他的成果，包括发现了霍乱病原体：霍乱弧菌，诊断结核分枝杆菌感染的方法：结核菌素皮肤试验。巴斯德和科赫，微生物学的两大奠基人法国和德国，普法战争的两大主角都说科学无国界，但科学家都有祖国战场上两人不能真刀真枪相对，战场下的硝烟始终没有停歇普法战争，普鲁士王国完成德意志统一，取代了法国在欧洲大陆的霸主地位但巴斯德和科赫的学术PK，两者都是获胜方，是属于微生物学这个学科的胜利
参考资料：
BrockBiologyofMicroorganisms,15thEditionChapter1:TheMicrobialWorldPart1.10Koch,infectiousdiseases,andpurecultures
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