關於柯霍氏假說(Koch’s Postulates)-上

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關於柯霍氏假說(Koch’s Postulates)-上
台中市立西苑高級中學生物科李蕙芳實習老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

當寄主、病原體與環境三者都適合疾病發展的情況下,才可能造成病症的發生;而判定病原體是治療病症極為重要的步驟。但症狀可能是由很多種病原體同時造成的,到底要如何才能確定造成病症的元凶為何?柯霍氏假說(Koch’s postulates)是病理學中所認可的判斷方式,並廣泛的運用在病原體的診斷上。 科霍生平介紹羅伯特.科霍(Heinrich Hermann Robert Koch), 1843年出生於德國小城克勞斯塔爾(Clausthal)。五歲時即展現其對於生物及醫學的興趣。1862年進入格丁根大學(University of Göttingen)修讀醫學。其解剖學教授雅各.亨勒(Jacob Henle)教授於1840年發表「傳染性疾病是由活的寄生個體所引起(infectious diseases were caused by living, parasitic organisms)」觀點,科霍深受此觀點的影響。 【炭疽病研究】1866年科霍取得博士學位之後, 1867年以漢堡總醫院助理員身份,先後前往Langenhagen與Rackwitz。

於1872到1880普法戰爭期間,科霍在沃爾斯坦鎮(Wollstein)擔任醫務官,炭疽病盛行於該鎮的農場,科霍在當時資料、實驗設備缺乏的窘境,開始了炭疽病的研究。就在炭疽桿菌早先被Pollender、 Rayer 與Davaine發現後,科霍就認為炭疽桿菌是造成炭疽病的元凶。他從感染炭疽菌死亡鼠的脾臟中培養出炭疽桿菌,並且與未感染炭疽病的老鼠脾臟中未發現有炭疽桿菌來作為對照。以此結果確定,炭疽病可以藉由染病個體的血液而傳染。

他進一步證實,炭疽病是可不必藉血液接觸而感染。科霍將炭疽桿菌培養在牛眼的眼前房水(aqueous humour)的培養基中。培養過程中,並詳細的記錄炭疽桿菌的生長情形,發現炭疽桿菌在培養環境缺乏氧氣或是其他生存因子的逆境時,炭疽桿菌會形成內孢子,靜待適宜的環境時,再度產生病原的能力。此結果也驗證了,即便是未經接觸過感染炭疽病的動物個體,其他的個體還是有機會可以感染到炭疽病。 科霍將此發現告知Breslau大學教授Ferdinand Cohn及Cohnheim,兩者深深肯定其發現。之後,科霍將其發現發表在Cohn主編的病理解剖學的期刊,因而聲名大噪。而後,科霍還是繼續在沃爾斯坦鎮工作四年,並且改進其研究受細菌感染傷口的方法-固定(fixing)、染色(staining)及攝影(photographing),並於1878年發表此法。此法不僅是有助於研究炭疽病的發展,對於感染性疾病控制也具有實用的價值。

【發明固體培養基培養分離法】 在1880之後,科霍被指派為柏林帝國健康局(Imperial Health Bureau)的一員,與呂佛勒(Frederike Loeffler)等共事。科霍研發用固體培養基培養並分離微生物的方法「Reinkulturen」:將煮過的馬鈴薯用火焰消毒過的刀子切片,以針尖接種細菌在馬鈴薯表面塗開,而後將馬鈴薯片置於鐘形罩內培養,結果有些細菌會長出單獨的菌落,因而成為純菌培養(註二)。此外,科霍也用染色法讓細菌可以肉眼看見。之後,科霍發表了柯霍氏假說,遂成為判定細菌與特定疾病關聯性的準則。 【霍亂研究】 1883年,科霍任職德國霍亂協會(German Cholera Commission)的領隊,前往當時正流行霍亂的埃及做相關的研究。他發現霍亂弧菌是造成霍亂的元兇,並將此菌帶回德國研究。此後也在印度做關於霍亂的研究。他建立使用至今的控制霍亂方法,並使人們注意供水方式中可能的感染途徑。(註三) 【結核病研究】1885年後他進行肺結核的研究。他將由結核桿菌(tubercle bacilli)所培養出的物質命名為結核菌素(tuberculin),此研究於1896年發表,具有臨床診斷的價值;1896年先後到南非、印度等地進行瘧疾的研究,除了發表其病理相關研究之外,並且發現可以奎寧(quinine)控制該傳染病。此外,其對霍亂的研究,引起了對供水與傳染性疾病相關性的注意。1904年,也發現了巴倍蟲屬(Babesia)、錐蟲屬(Trypanosoma)等也是病原體。

1905年科霍以對於結核病的研究成果,獲頒諾貝爾生理或醫學獎,且因其對微生物的研究及相關研究方法的發明,被視為細菌學之父。1910年5月27日因心肌梗塞死於德國巴登,享年66歲;羅伯.柯霍獎章即是為了這位紀念微生物學家而設。

(註一)http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1905/koch-bio.html

(註二)他的助理Petri 發明了現在常用的洋菜培養法;助理Loeffler以肉的萃取液及蛋白質水解酶製成的液態培養基(現在稱為營養培養液,nutrient broth)培養細菌。

(註三)1965年才正式重新病名該細菌為「1854年帕奇尼霍亂弧菌」(Vibrio cholerae Pacini 1854)。

參考資料

1.科霍氏法則 維基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9F%AF% … 5%E5%89%87 (查閱日期:98年5月24日)

2.謝廷芳(2004)、「花卉真菌性病害之診斷」,植物重要防疫檢疫病害診斷鑑定技術研習會專刊(三),第1-22頁。

請參閱關於柯霍氏假說(Koch’s postulates)-下 閱讀

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