肺气肿病人的弹性蛋白酶分子的“帽子”是不正常的。林奇的计划是设计出一种人工帽子去代替那些天然的不正常的帽子。她在屏幕上创造出的药物分子就是她初步设计出的这种帽子。
事实上,一切药物都是靠这种原理起作用的:它们的形状必须同某一特定的生物物质,通常是与我们体内的蛋白质的结合点密合。
现在,计算机在设计药物方面正起着日益重要的作用,比如:
(1)治疗高血压的药物:人体中有一种叫做高血压蛋白酶原的物质,在高血压病中起着很坏的作用,数家医药公司正在设计一些能与它对接并抑制其作用的分子。
(2)抗癌药:原理也是同癌细胞对接并把癌细胞杀死,但许多药也会攻击健康的细胞。因此,研究者正在用计算机寻找一种只存在于癌细胞上的蛋白质,以便设计出与它对接的抗癌药。
(3)抗艾滋病药物:方法是设计一些能同艾滋病病毒表面蛋白质结合点相对接的小分子,现在虽然已经认证出艾滋病病毒蛋白的氨基酸系列,但还不知道蛋白质结构的形状。
(4)人工抗体:也是寻找一些抗体,使它们与病毒或其他有害微生物的结合点完全对接,这样它们就不能与人体正常细胞对接了,同时,抗体还可以让其他免疫细胞来消灭病毒。
(5)消炎药:这些药应该能与在局部引起关节炎的蛋白质对接。
随着人们对蛋白质的结构越来越了解,计算机软件设计得越来越好,用计算机设计药物的前途将无限广阔。
未来智能医疗室
这是一个人未来的一天生活,也许在不久的将来,这会成为极普通的现实。
北卡罗来纳州达勒姆正在修建一家保健住宅,该住宅将安装有进行尿样分析的“智能卫生间”、因人而异配发用药量的“智能医疗室”以及利用高技术手段的节能和安全措施。
进入下个世纪后不久,中等收入的家庭将享受以下一些保健服务:
早晨起床后到卫生间,这里可以完成尿样分析,并将信息传送到医生办公室。
随后站在体重秤上,它能告诉你身体中脂肪比例,告诉你增加或减少了多少重量,并能提醒你医生提出的注意饮食的指示。它还能问你是否愿意过目一下食谱。厨房中的一台打印机会根据冰箱中的剩余食品和储藏室中的新鲜食品打印出一份菜谱,供你选择。计算机与商店相连,能订购任何用光了的食品,而且所订食品下午即可送上门。
如果你还在卫生间里,你可以按一下显示屏,指示你服用甲状腺药剂量。它还能提醒你该买药了,以及提醒你今天下午约见医生。
下午,你通过台式计算机跟医生办公室取得联系,医生通过计算机与你面对面地问诊。医生可以通过另一个显示屏调阅你的全部病历,所以你尽可以谈接受治疗的情况;谈你根据医生指示的食谱和身体锻炼方法取得的进展,以及谈你其他方面的顾虑。
你告诉医生你感到喉部不适。在你描述完症状后,医生与你办公楼中的护士安排了一个小时后的约会。在这一个小时里,医生要查看你的病历,调阅其他有类似病史的患者的病历,以及通过计算机浏览最新的研究成果。
一个小时后,你如约来到护士站,护士小姐通过计算机与医生取得联系后,将数字式听诊器放在你胸上,医生通过该听诊器在自己的终端上听诊。医生也能获得其他生理指标。随后,护士小姐拿起一架小型摄像机并送进你口中,这样医生就能看到你的咽喉部了。
问题不大,只是有点发炎。医生通过电子邮件方式向药店传送处方,药将同你在上午订购的食品一起送到你家里。
你回到办公桌前,记工作日志。你的计算机显示出你今天两次看病一共花了45分钟,并且将该信息发送到人事部门的计算机里。
有待解决的医学难题
世纪杀手——艾滋病
自1981年美国发现首例艾滋病以来,艾滋病以几何级数的速度狂扫世界200多个国家和地区。据第十届世界艾滋病大会报告,截止到1996年6月30日,全球累计艾滋病病毒感染者已达2790万人,其中已发展为艾滋病者达770万人,已死亡580万人。预计到2000年世界艾滋病病毒感染者将达到3000万~4000万人,其中90%分布在发展中国家,给世界造成的经济损失可达3560亿~5940亿美元。目前非洲是艾滋病流行的最严重的地区,21世纪亚洲将成为另一个更严重的流行地区。艾滋病的迅速蔓延已经对人类的健康和发展构成了极其严重的威胁。人类在与大自然进行斗争的过程中,大自然再次向人类发起了一场咄咄逼人的挑衅。
艾滋病最初是在美国被发现的。
1980年圣诞节前,加利福尼亚州立大学洛杉矶分校免疫教师戈特里布同学生们在附属医院的病房里发现了1例免疫功能极其低下的患者,该患者是一位31岁的同性恋者,患的是极其罕见的卡氏肺囊虫肺炎。后来,该患者经多方医治无效而死亡。戈特里布后来又遇到过5例类似病例,均死于卡氏肺囊虫肺炎。于是他把这一发现报告了位于亚特兰大的病例控制中心总部,该中心总部在1981年6月5日美国出版的《发病率、死亡率周报》中首次报道了这5例病例。该报道指出:“肺囊虫肺炎在美国本来只发生于免疫力受到严重抑制的病人,而这5例以往健康且无免疫系统功能低下征象的人,发生这种疾病是极不寻常的。这5例患者都是同性恋者,这使人联想到这种疾病也许和同性恋者的生活方式有关,或其传染经由性接触……”这是世界上第一次有关艾滋病的正式报道,并提出了经由性接触传播的设想。其后不久又报道了在同性恋者中发现26例卡波希氏肉瘤。这些病人都有一种原因不明、性质相似的后天免疫功能低下的背景,这预示着一种新的疾病开始流行。1982年9月24日,美国亚特兰大疾病控制中心总部正式将这种疾病命名为Acquired Immune Deficiency Syndrome(获得性免疫缺损综合症),其中A代表Acquired(获得性),即指该病是后天获得的,而不是先天的;I代表的是immune(免疫),即指人体对病原微生物的抵抗力;D代表的是Deficiency(缺损),即指不足;S代表的是Syndrome(综合症),即指一种疾病同时有多种症状和表现,缩写为AIDS,中文译为艾滋病。
关于AIDS的起因,在发现AIDS的当时并不清楚。
直到1983年,法国的蒙坦尼埃和美国的盖诺等人才先后从AIDS患者体内分离出一种新的病毒,这就是后来由国际病毒命名委员会统一命名的Human Immunode ficieny Virus(人类免疫缺陷病毒),简称HIV,即艾滋病病毒。
1991年,人们确定AIDS病毒有两种:HIV-I和
HIV-Ⅱ。前者是引起AIDS在全球蔓延的“元凶”;后者毒力较弱,主要是局限在非洲。
HIV病毒是一种逆转录病毒,它含有一种逆转录酶,当HIV侵入人体时,这种酶就把病毒自身的遗传物质RNA转录成DNA,然后再翻译并组装出大量与自身一模一样的HIV颗粒,然后再去攻击其他宿主细胞。
HIV的转录顺序是RNA →DNA,正好与生命世界绝大多数遗传物质的转录顺序DNA—RNA相反,所以称为逆转录病毒。在人类迄今发现的五种逆转录病毒中,除HIV引起AIDS外,其余几种目前被公认是引起许多肿瘤的原因。
人体抵抗病原微生物的特异性免疫系统可分为T淋巴细胞系统和B淋巴细胞系统,两个系统既相互分工又相互协同。T淋巴细胞系统的细胞又可分为杀伤性T细胞、辅助性T细胞和抑制性T细胞。辅助性T细胞有辅助B淋巴细胞产生抗体的功能;抑制性T细胞能减低辅助性T细胞的功能并抑制抗体的生成。两者的正常比例约2.5:1,只有当后者比例适当时,才能维持人体特异性免疫系统的稳定性和有效性。
HIV病毒致病作用的核心环节是:HIV自身表面的糖蛋白120与辅助性T细胞表面的一种叫CD4的物质牢固结合,然后钻入辅助性T细胞内,在逆转录酶的作用下,以自身的RNA形成DNA,并把转录后的DNA融合入辅助性T细胞的DNA中,不断转录表达,合成并组装出大量与自身一模一样的HIV。在HIV的不断增殖过程中,大量杀害辅助性T细胞。辅助性T细胞减少了乃至最终耗竭的悲剧是:杀伤性T细胞的杀伤力减少90%以上;B淋巴细胞受抗原刺激后不能产生相应的抗体。至此,人的特异性免疫系统基本被摧毁。丧失了特异性免疫功能的人体,任何时刻都可能处于各种病原微生物的恶毒攻击之中,此时,即使用现代世界上最高档的抗生素为患者修个“游泳池”,让患者时时刻刻都“泡”在这抗生素之中,也避免不了受到千变万化的各种病原微生物的攻击,最后患者死于机会性感染;HIV病毒的特点可以概括为以下几条:
一、HIV是一种逆转录病毒,它的遗传物质是RNA。病毒颗粒的大小为100~140纳米,病毒蛋白主要有核蛋白、酶蛋白和膜蛋白,其中,膜蛋白的糖蛋白120与辅助性T细胞表面的CD。有高度的亲和力。
二、攻击辅助性T淋巴细胞亚群。
三、通过自身的RNA转录出的DNA能整合到宿主细胞的DNA中,以致终生难以消除。
四、多变性——基因的变异极快、极大,使HIV的抗原结构不断发生变化,是HIV致病能力极强的原因。
五、HIV广泛存在于感染者的血液、精液、阴道分泌物以及唾液、尿液、脑脊液等一切体液之中,以前三者中浓度最高。
六、对外界的抵抗能力低,对热敏感,56℃30分钟就可以灭活,可使HIV的感染性降低100倍。对乙肝病毒有效的消毒剂对HIV有良好的灭活作用。但HIV对紫外线不敏感。
七、感染者潜伏期长、病死率高。
八、HIV的基因组比已知的任何逆转录病毒的基因组都复杂。
从以上特点我们可以感觉到,HIV是一种极难对付的病毒。
第一,AIDS的传染源
HIV的感染者和AIDS患者是传染源。现已证实HIV的感染者和AIDS患者的体液和组织液中均含HIV,如血液、精液、阴道分泌物、乳汁、尿、淋巴液等,其中以前三者的HIV含量最多。而眼泪中HIV的含量很少,传染性不大。
感染HIV的可能程度取决于接触HIV感染者和AIDS者的体液的机会、接触的程度、病毒量及采取的保护措施(如是否使用避孕套)等。
第二,传播途径
HIV的传播途径主要有三种:
(一)性接触传播
包括同性恋及异性恋涉及体液交流的性行为。性滥交会严重增加感染HIV的危险。患有生殖器溃疡或性病者在与带HIV者有性接触时,更易受到HIV感染。
同性恋者易被HIV感染的原因为:①性滥交极易造成黏膜损伤、出血,失去了皮肤黏膜屏障的阻挡后,HIV的入侵轻而易举。②同性恋一般比异性恋性伴侣多,增加了感染机会。③这部分人患其他性病多,亦是促成HIV感染的因素。
(二)血液传播
1.吸毒:静脉注射毒品者往往使用未消毒的注射器,而且经常共用,感染的机会极大。
2.输血及注射:输血时,一旦接受了被HIV污染的血,即会被传染。注射器、针头中即使含有少量被HIV污染的血,亦有造成传播的危险。
3.血液制品:如治疗血友病病人的第Ⅷ因子、第IX因子,是由几千份血液混合提炼而成的,一旦混入被HIV污染了的血液又未经灭活处理,就会使任何使用者感染。
4.其他经血传播:被受到HIV污染的针或锐利器械刺伤后,亦可能受到传染。有资料报道这种方式引起感染的概率也不小,约为4%。
5.与血液有关的另一种传播方式是器官移植、组织移植以及人工授精,此种传播方式在国外已有多例报道。
(三)母婴的垂直传播
已证实感染HIV的妇女在围产期及分娩时传给胎儿或新生儿,其感染概率高达35%。哺乳亦可将HIV传给婴幼儿。在非洲,艾滋病患儿骤增;在我国的西南边陲地区,艾滋病儿童已不少见,这将是一个极其严重的社会问题。
从以上AIDS的传播途径中,我们可以看出,AIDS的最大危险人群就是那些吸毒、卖淫、同性恋、性滥交的人群。由于他们从事以上活动带有隐秘性,所以要控制AIDS的蔓延,任务极其艰巨。
由于AIDS是一种新的疾病,对其了解正在逐步深入。对AIDS的诊断标准、临床分期、症状表现、机会性感染、病程及预后等的认识,均随AIDS研究的不断推进而不断深入。
一、AIDS的潜伏期
HIV从侵入人体到出现AIDS临床症状的时间称为AIDS的潜伏期。最早认为约为几个月到1年,后来大多数专家认为可能是5~8年,最近又发现了少数感染HIV者10多年仍无临床症状者,因此目前提出AIDS的潜伏期长短不一,因人而异,可能与下列因素有关:患者本身的免疫功能、健康状态、HIV的种类、数量、致病强度、感染途径等。