结核:致命的“白色瘟疫”
结核病,曾经也叫“肺痨”,对大众来说像是“最熟悉的陌生人”。人们总是不断提起它,而鲁迅、林徽因、肖邦、雪莱等历史名人,也一度让结核病名声在外。
可能在大众的心目中,结核病现在已经绝迹了,即便有,也仅存在于偏远、落后地区,北京、上海这些大城市哪儿还有结核病啊?然而,作为医疗工作者,我们却无时无刻不在和结核病打交道,结核病的鉴别诊断在医生心里永远占有一席之地。
作为与人类缠斗了数百乃至上千年的传染病,结核病无疑是一位“王者”,时至今日仍是世界上数一数二的“传染病杀手”。全球每年约有结核病新发病例1000万;每天约4500人因结核病失去生命,这一数字甚至已经超过了艾滋病。
这位“头号杀手”背后的真凶是结核分枝杆菌,我们就叫它“结核君”吧!
2018年3月27日,中国某省疾病预防控制中心负责流行病监测的工作人员发现同一所高中出现了两例结核病报告,距离聚集性流行的标准只差一例(≥3例结核病)。
工作人员赶紧到学校调查,发现两个案例都是高三学生。第一位患者是一位17岁女生。由于咯血,她在3月8日到当地一家诊所就诊,治了一周也没痊愈;3月15日,她在该县第二人民医院检查,疑似结核病;3月22日确诊。
5天后,她的老师又报告了另一名17岁女生有痰涂片阳性肺结核病,随后向有关负责机构报告。
一个月内,同一地点,两起案例。疾控工作人员不敢怠慢,立即开始对结核病例进行流行病学调查和接触者筛查。
该学校是一所省级高中,有140名老师/职员和配备一名校医的学校诊所;有三个年级,共847名学生:高一有186名学生,共4个班级;高二有249名学生,共6个班级;高三有412名学生,共10个班级。这些学生的年龄是15~20岁。有309名在校生和91间宿舍;男女学生住在两栋单独的宿舍楼中,每个房间平均住4人。女宿舍楼位于教学楼的右后方,与教学楼共用走廊和楼梯。高三的女学生主要住在二楼,而其他年级的女学生则住在其他楼层。
3月27日至4月9日,疾控工作人员调查了该校81名密切接触者(包括74名学生和7名教师),评估了他们的症状、结核菌素试验和X光胸片,最终有6例被确诊为结核病例,有1例为胸部X光异常的痰涂片阴性肺结核病疑似患者。
现在,病例数字已经符合了聚集性流行的定义,必须筛查两位指示病例所在的整个班级和宿舍楼,共计976位密切接触者接受了筛查。从4月12日到4月20日,该校此次暴发的结核病累计14例(包括最早发病的2例),其中,痰涂片阳性3例,痰涂片阴性11例。分子鉴定表明,所有阳性的结核分枝杆菌菌株属于同一家族,含有相同的MIRU-VNTR等位基因。
世界卫生组织估计,2018年,全球约1000万人患有结核病,其中约110万为儿童。在中国,结核病通常暴发于幼儿园、小学、中学和大学等机构环境中。与其他学校环境相比,寄宿学校的结核病暴发风险较高,因为青少年经常聚集,环境相对拥挤,是结核病菌扩散的理想环境。
结核的前世今生
抗生素、卡介苗和抗结核药物的问世,是人类与肺结核抗争史上里程碑式的胜利。
“结核君”的族群已经存在了将近15万年,与人类相伴相杀也有数千年,但是人类认识它们不过数百年。
考古学证据表明,至少从新石器时代起,“结核君”就开始折磨欧亚大陆和非洲的史前人类了;公元前3000年的埃及木乃伊中,有脊柱结核存在的证据;中国马王堆汉墓出土的女尸,左肺存在结核钙化灶,这说明早在2000多年前,中国就已经存在结核病了。
结核菌的发现
很多文献都有对结核病的记载。在古希腊,希波克拉底将它命名为phthisis;在拉丁文中,结核病被记作cunsumptio。到19世纪,西方开始用consumption来称呼结核病,consumption直译为“消耗”,这与中文的“肺痨”有异曲同工之妙,非常形象地揭示了这种疾病慢慢耗尽一个人生命的特征。
1834年,德国医生约翰·卢卡斯·舍恩莱因(Johann Lukas Schönlein)统一了疾病分类学,提出我们现在常用的“tuberculosis”来指代不同器官的“结核”,因为这类疾病虽然形式不同,却都会出现结核结节。
尽管如此,人类距离真正认识结核病还是差了很远,而且经常会把其他疾病误诊成肺结核。
中世纪的欧洲曾遭受结核病的严重侵袭,但是记载中最常提及的是淋巴结结核,也叫瘰疬,而不是肺结核。
在没有特效药、抗生素和疫苗的年代,染上肺结核,就像今天得了癌症一样。为了治疗肺结核,人类想出了许多匪夷所思的“治疗”方法。
最“神奇”的是在英国和法国出现过的一种疗法——国王的触摸。人们相信,国王触摸病人可以治愈瘰疬。这大概和中国古代的“天子受命于天,既寿永昌”的信仰差不多。这种习俗始于12世纪,直至18世纪末才结束。因为这时国王的权力被削弱,不再具有神圣性,所以民众也便放弃了对“国王的触摸”的信仰。
镜片大概是15世纪最重要的发明了:天文望远镜让人看得越来越远,显微镜让人看得越来越微小。1676年,安东尼·范·列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)用自制的显微镜观察到了细菌,不过那时他还没有意识到结核病是由细菌引起的。
这个任务由英国医生本杰明·马滕(Benjamin Marten)完成了。1720年,他提出结核病可能是由“极其微小的生物”引起的:“如果跟肺结核的患者睡同一张床,经常同吃同喝,跟患者亲密地近距离交谈,吸入患者肺里排出的气体,那么,就算是健康人也可能会感染结核病……但是,与患者偶尔交谈几句不足以得病。”马滕对流行病学的描述已经非常精准了,但这些还不足以揭露结核病的真正面目。
1865年,法国军医让–安托万·维尔曼(Jean-Antoine Villemin)从一名结核病死亡患者的结核空洞中取了少量黏液,然后将其接种给兔子,之后成功在兔子体内找到了结核结节,由此证明了结核病的传染性。奥地利医生、人类学家塔佩纳(Tappeiner)则首次绘出了豚鼠吸入病毒、感染结核病的模型,阐明了肺结核的传染路径。
这些具有科学精神的工作,为进一步揭开“结核君”的神秘面纱打下了基础。
1882年,德国细菌学家罗伯特·科赫(Robert Koch)发明了一种新的染色方法:抗酸染色法。这种染色方法可使隐身的结核杆菌在显微镜下暴露原形。1882年3月24日,科赫在柏林生理学会上宣布,他发现了导致结核病的病原体。彼时,“结核君”被命名为“结节病毒”,1883年,才正式更名为结核分枝杆菌。这被分离出的第一株菌株,至今仍被收藏在英国伦敦皇家外科医学院的亨特博物馆。
结核分枝杆菌的发现,彻底改变了人类抗击结核病的历史,人类终于找到了结核病的病因。1890年,科赫又提出用结核菌素治疗结核病,对结核病的控制做出了极大贡献。因此,他获得了1905年的诺贝尔生理学或医学奖。
图1-6 罗伯特·科赫
为了纪念科赫的发现,世界卫生组织于1995年年底,将每年的3月24日设立为“世界防治结核病日”。
滚蛋吧,“结核君”!
1854年,德国医生赫尔曼·布雷默(Hermann Brehmer)首次提出:“结核病患者可以被治愈。”
之所以提出这个观点,是因为他本人找到了亲测有效的办法:他曾经也是肺结核患者,然而,在去喜马拉雅山旅行回来之后,他的结核病竟然奇迹般地好了。布雷默由此总结道:新鲜的冷空气能够治疗肺结核。
他在德国小镇戈尔伯斯多夫建了一所疗养院,让结核病患者多晒太阳,多呼吸新鲜空气,并为其提供良好的营养条件。这的确帮助了很多结核病患者,在其疗养院中疗养的结核病患者,有一半以上重获健康。
图1-7 赫尔曼·布雷默
这是结核病治疗上的第一座里程碑。
这个方法得到了大力推广和借鉴,位于瑞士东部的小镇达沃斯就是一个著名的结核病患者疗养胜地。但是,依靠疗养院治疗结核病,本质上靠的还是病人自身的免疫力,再通过晒太阳来杀菌。同时,这样的治疗成本太高,不是普通人负担得起的。
在疗养院外面,还有数量庞大的结核病患者亟待治疗。
1930年的美国配置了超过600家疗养院,84000个床位。即便如此,面对全美将近300万名结核病患者,也显得杯水车薪。能得到治疗的病人甚至不到5%。
英国医生爱德华·琴纳天花疫苗的发明,给全世界科学家打开了一个思路:用低毒性的病原体感染人体,激发人体免疫系统,从而让人体对该病原体产生抗体。但是,天然获得的疫苗毒性一般比较大,很有可能导致本来为了免疫而接种,结果却变成了惹病上身的现象。
19世纪80年代,科学家巴斯德首先发明用减弱了毒力的细菌来预防疾病的方法。受此启发,德国科学家贝林研制出一种毒性小的人体杆菌,去治疗牲畜的结核病。这种大开脑洞的做法,让法国医生卡尔梅特(A. Calmette)和兽医介朗(C. Guerin)意识到:既然可以用毒性小的杆菌治疗牲畜结核病,为什么不能将其用来治疗人的结核病呢?为了观察结核菌毒性改变的情况,1907年,卡尔梅特和介朗开始培养一株从结核病牛乳汁内分离出来的致病力甚强的结核菌,进行减毒培育。两位科学家前后花了14年,终于在1921年研制成功。他们把制成的减毒活结核菌首次接种于婴儿身上。到1952年,共有1317名儿童接种疫苗,仅有6人死亡。人们为纪念这两位发明人,从他们的名字中各取一个字来命名这种新的救星。这就是大名鼎鼎的“卡介苗”。到1963年,1.5亿人接种了卡介苗,只有4人死亡。
经过数十年的临床应用和流行病学观察,卡介苗于20世纪30年代开始在全球各地逐渐被推广应用。至今,接种卡介苗仍是预防结核病的主要手段,这被称为全球控制结核病发展史上的第二座里程碑。
人类在抗击结核病史上的第三座里程碑,就是链霉素的发现。
1947年,美国微生物学家赛尔曼·A.瓦克斯曼(Selman A. Waksman)引入链霉素治疗结核病。随后,美国政府打响了“抗击结核病之战”。1946年、1950年和1951年,对氨基水杨酸、乙胺丁醇和异烟肼相继面世。结核病患者的数量开始迅速下降。结核病的成功治疗,也成为现代科学最好的广告。
到20世纪60年代,强大的抗结核病药物的出现,让人们一度相信人类可以凭借这些药物消灭结核病。
抗生素、卡介苗和化疗药物的问世是人类与肺结核抗争史上里程碑式的胜利。以美国为例,1953—1984年,结核病病例以每年74%的速度下降。美国在20世纪80年代初甚至认为,到20世纪末,人类可以像消灭天花一样消灭结核病。因此,与结核病相关的公共卫生项目被终止,与该病药物和疫苗研制相关的生物医学研究,也不再获得高额资助。世界卫生组织也曾提出目标:希望到2000年,结核病不再成为威胁人类健康的主要病种。
然而近年来,结核病却大有卷土重来之势。
第一,肺结核找到了好帮手——艾滋病。艾滋病人感染肺结核的概率是正常人的30倍。随着艾滋病患者的增多,肺结核患者也与日俱增。
第二,肺结核在和人类的药物搏斗多年后,也产生了抗药性,这增加了肺结核防治的难度。
结核报告病例数,在美国开始出现稳定而戏剧性的增长,结核病再次蔓延全球。更令人担忧的是,研究发现:一些新的结核分枝杆菌菌株,对一些主流治疗药物产生了耐药性。
目前对抗结核病最有效的两种药物是异烟肼和利福平,现在却出现同时对这两种药物具有耐药性的结核,它被称为耐多药结核。这意味着疗程将从原先的6个月延长到18~24个月,治愈率也从近100%下降到了60%或更低。
1994年4月23日,世卫组织通过了“全球结核病紧急状态宣言”,同时在全球推广现代结核病控制策略:直接督导下的短程化疗(directly observed treatment short-course,DOTs)。
相伴相杀了数千年,人类与结核病的战争仍未分胜负。虽然经过最近几十年的努力,结核病发病率再次得到了控制,但人类距离消灭结核病的目标,仍有很长的路要走。
我们需要更有效的治疗耐多药结核的药物和方案,我们也需要有效的结核疫苗,让人类真正免于“结核君”的蹂躏。我们还需要强有力的公共卫生政策支持和落实。
结核知识小科普
结核分枝杆菌可以侵犯人体的任何部位,侵犯肺部就叫作肺结核,侵犯骨骼就叫作骨结核,侵犯淋巴结就叫作淋巴结结核。
结核病又被称为“白色瘟疫”,是一种慢性传染病。结核病的元凶是结核分枝杆菌。结核分枝杆菌是一种细长的、略带弯曲的杆菌,大小为(1~4)×0.4μm,专性需氧。细菌的细胞壁脂质含量较高,高到能影响营养物质的吸收,导致其生长速度非常缓慢。其他细菌20分钟就可以繁殖一代,但是结核分枝杆菌完成这个过程需要18个小时。即便在营养丰富的罗氏培养基(内含蛋黄、甘油、马铃薯、无机盐等)中,仍需要2~4周才能看到菌落生长;液体培养基可以增加其与营养的接触面,但也需要1~2周才能长出菌落。因此,结核分枝杆菌感染的病程通常比较长。其细胞壁中还有大量分枝菌酸包围在肽聚糖层的外面,可影响染料的穿入,因此,抗酸染色阳性成了鉴定结核分枝杆菌的一个标志。厚厚而臃肿的细胞壁脂质也像是结核的“铠甲”,可以限制水分的流失,让其获得极强的“抗旱”能力。由于脂质的疏水性,一般的消毒剂难以渗入,所以它对外界条件有异常大的抵抗力,使得通常的灭菌方法奈何不了它。可以说,在细菌“江湖”里,结核分枝杆菌已经是“神”一般的存在了。当然,结核分枝杆菌也有对手,酒精、紫外线和将物品放到水里煮沸都可以将其轻松拿下。
结核分枝杆菌可以侵犯人体的任何部位,人体除了头发和指甲的任何部分,都可以被感染。结核分枝杆菌侵犯肺部就叫作肺结核,侵犯骨骼就叫作骨结核,侵犯淋巴结就叫作淋巴结结核。结核病虽然厉害,但是绝大部分对药物敏感的菌株基本都可以被杀死。不过,结核病的诊断常常存在困难,导致诊断的延后;而在特异性抗结核药物的治疗过程中,病人也可能出现各种不良反应,导致治疗的间断和失败。此外,结核分枝杆菌还能不断进化,对现有的常用抗结核药物产生耐药性而使药物失去作用。耐多药结核分枝杆菌绝对是结核菌家族里的一方恶霸,极大地增加了治疗的难度。
结核知识卡片
张爸敲黑板
1.如何预防结核病?
预防结核病最好的办法就是隔离。找出传染源,把他和其他人分开。肺结核病人咳嗽、咳痰、打喷嚏,都会喷出大量飞沫,这些飞沫里就有大量的结核菌。健康人离得近了,就有可能吸入这些飞沫,因而感染。所以口罩是个好东西,它能保护健康人,也能保护患者。作为健康人,自觉地离患者远一点儿,就是最好的预防。
现在中国每年新增86万结核病人,差不多是2020年(截至7月中旬)中国确诊感染新冠肺炎人数的10倍。可能还有无症状的结核病人,他们也会有很强的传播性。因此在这次新冠肺炎疫情暴发后养成的预防习惯在结核病的预防中也可以发挥很大的作用。
2.肺结核的病原菌怎么传播?
结核杆菌主要通过患者咳嗽或打喷嚏喷出的飞沫传播。一个传染性肺结核病人一年中可能使10~15人感染结核菌。
3.如果有患结核病的家属怎么办?
也不用太担心。肺结核患者只要相信医生,坚持正规治疗,做好个人防护,传染性就会大大降低。大多数患者都能在家里被治愈。
4.哪些情况提示有结核病的可能?
你要是咳嗽、咳痰两周以上,那就要警惕了。如果你的痰中带有血丝,同时还有胸痛、盗汗的症状,午休起来低热,浑身乏力、食欲减退等,最好还是尽快到医院检查一下。
5.怀疑得了肺结核,应该怎么办?
应该及时到县级结核病防治机构接受检查和治疗。我国各县(区)都设有结核病防治机构,专门负责结核病的诊断、治疗和管理工作。