“死亡隊長”- 肺結核的前世今生與來龍去脈（三）_風聞

三．如何驗證生命中的因果關係 –各種“科赫法則”（Koch’s postulates）

不知讀者諸君注意到沒有，上文説科赫確定肺結核病原體的關鍵證據是從人工感染的實驗動物中以抗酸染色的方法發現了結核菌。可能有人會問：咱們現在對肺結核最重要的診斷依據不是患者痰液塗片中發現了抗酸染色陽性的結核菌麼？那麼，難道直接從人類患者的病理樣本中發現細菌不是證明一種病原體導致某種傳染病更強有力的證據麼？還真不是！ 現在痰塗片抗酸染色陽性足以構成對肺結核的診斷，那是在已知“抗酸染色陽性的結核菌是導致肺結核的病原體”這個前提下做出的判斷。“痰液塗片中發現了抗酸染色陽性的結核菌”並無法構成對這個“前提”本身的證明。按咱們中學數學中學過的“充要條件”的邏輯仔細想想，在沒有上述“前提”的時候，在人類患者的病理樣本中發現細菌僅僅是該細菌導致這種疾病的“必要條件”，遠非“充要條件”。

那麼，怎麼樣才能證明某種細菌就是導致某種傳染病的病原體呢？1884年，科赫發表了他將結核菌鑑定為肺結核病原體研究過程的系統總結，後人把這個總結的核心內容稱為“科赫法則”（Koch’s postulates），這個大名鼎鼎的“法則”成為了後世的病原體鑑定的“金標準”。“度娘”對科赫法則的內容介紹如下：

1.   在每一病例中都觀察到相同的微生物，且在健康者體內不存在；

2.   要從宿主分離出這樣的微生物並在培養基中得到純培養（pure culture）；

3.   用這種微生物的純培養接種健康而敏感的宿主，同樣的疾病會重複發生；

4.   從試驗發病的宿主中能再度分離培養出這種微生物來。

建議讀者諸君按照這4個步驟仔細想想，順序完成了這四項工作，確實就能實現一種細菌導致某種傳染病的“充要條件”證明。而如果只能做到這四個步驟中的部分片段，則很難實現邏輯嚴謹的證明。

百餘年來爆炸式的科技進步使這個五彩繽紛，無奇不有世界正在被人類快速瞭解。雖然，隨着病原微生物世界的奧秘不斷被揭開，已經有越來越多的特例表明科赫法則並不完美精確。比如，科赫當年就沒有認識到，結核菌會以潛伏狀態在人體中存在，甚至很可能終生存在而不發病。這人的一生是帶菌但健康的，這就不符合科赫法則第一條。再比如，導致梅毒的病原體，梅毒螺旋體，至今也沒找到合適的培養基在體外純化培養，是科赫法則第二條的特例。但是，科赫法則的不完美與不精確絲毫沒有降低其偉大意義。它是生物醫藥科研史上第一次從嚴謹邏輯的角度思考因果關係的論證。這一點即使在當今的社會活動和科研活動中都經常被忽視。巧合(Coincident**),相關**（Correlation****）和因果關係（Causative****），這涵義遞進的三個“C”之間的區分界定，或者説它們對論證條件的不同需求，在普通人概念中多數是混亂的，甚至把不少初入行的科研工作者繞得稀裏糊塗！

從一個觀察者的角度，能看到的只是現象。如果一個觀察者重複看到，甚至多次重複看到了兩個現象同時出現，就能下結論説這兩個現象之間存在着因果關係麼？遠遠不能！確實，多次重複觀察到兩個現象同時出現是對它們之間存在因果關係假説最經常的提示，但遠非證明。同時，現代科研的要求正是“假説驅動的研究”（hypothesis driven study）。有了假説，並且這個假説很有現實意義，那非常好！設計一個良好的研究方案，用嚴謹的數據去證實它，就可以發篇好論文了。要想證明因果關係，如何設計研究方案？可以參考“科赫法則”。

從科赫法則提出後，生命科學研究才真正進入了邏輯時代。按照相同的思路，針對研究對象的不同特性，研究者們將科赫法則做適當修訂後在各自的領域加以應用。比如，有針對病毒這類特殊病原體的“科赫法則”，有植物病理研究的“科赫法則”……。進入分子生物學時代之後，如何證明一個基因導致了某種“表型”（如果研究的是人類基因，這個所謂“表型”經常是某種疾病。如果研究的是細菌基因，這個“表型”經常是該細菌導致特定疾病的關鍵毒力因子）成了一個重大問題。於是乎“分子科赫法則”（molecular Koch’s postulates）應運而生。那是由斯坦福大學的Stanley Falkow教授提出的，所以也叫Falkow’s Koch’s postulates。如何證明一個基因導致了某種表型呢？按“科赫法則”去類比就可以：

1.   首先，這個基因應該只存在於具有這種表型的個體之中。沒有這個基因的個體就不存在這種表型。

2.   然後，用一個具有這種表型的個體，把該個體中的這個基因敲除（失活），隨之觀察到這種表型從該個體中消失。

3.   最後，把這個基因克隆出來，放回到該基因被敲除的個體之中，在克隆基因表達的同時隨即觀察到這種表型從該個體中恢復。

説起來容易做起來難！什麼基因敲除、基因克隆、基因表達都是很不容易的事，也不能用人體來做這類實驗，只能在細菌裏或動物模型上做。但“越是艱險越向前”，生物醫學科研就是這麼一步一個腳印幹出來的！

老敗剛剛發佈了這個科普文的前兩節，就有讀者表示，有消息説得了肺結核治癒後肺癌發病率會高。還有盆友告訴老敗這來自某胸科醫院的統計。老敗表示，這多年來看過這多關於肺結核和肺癌的文獻，還真沒見過這種説法。如果某胸科醫院真有過硬的數據證明這一點，絕對是對人類的重要貢獻，可以發篇大好論文。但老敗也想提醒一下，如果你僅僅單純展示100例，甚至1000例有肺結核病史的肺癌患者，你仍然無法證明二者之間存在相關性。因為你很可能只是在做偏向性的案例收集而已。還有那多少萬例沒有肺結核病史的肺癌患者被你忽略了呢？！你挑出來的這幾百、一千例怎麼就不是這兩種不相的關肺部疾患先後發生於同一個病人的巧合呢？

關於肺結核與肺癌的關係，老敗的看法是：沒關係。理由在於，這個命題的重要性是現而易見的。並且已經有了讀者盆友們告訴老敗的，提示性的發現。百年來肯定有人認真研究過。到現在沒見到關聯性的報道，應該可以認為沒有關聯性。確實，這也是現代科研成果發表機制中被人詬病的缺陷之一：通常只有“陽性”發現才被認為有發表價值。“沒有關聯性”這種“陰性”結果很難有發表機會。

另外，老敗需要在此澄清的一點是，當然不是隻有與“科赫法則”類同的邏輯過程才能證明生命科學中的因果關係。對一個特定的因果關係命題而言，所需要的論證邏輯與條件是由這個命題前因後果中各種特性決定的，必須具體問題具體分析。需要注意的通用原則是，一定要小心前面講的那三個“C”之間的辯證關係。有什麼級別的證據下什麼級別的結論，“大膽假設，小心求證”，不要把話説“過頭”。

同時，老敗想以肺結核的故事提醒大家的是，不要輕信大眾傳媒，甚至街談巷議（微信羣、盆友圈）中那些似是而非的忽悠。可以相信什麼呢？可以相信嚴肅科學期刊上發表的論文。在現代科學論文的發表機制下。有專業的期刊編輯和同行評議審稿人給研究的邏輯嚴謹性把關，能發表出來的結果通常是過得硬的。看不懂怎麼辦？認準幾個人品好、水平高的專家，只聽他們的見解，不受他人影響，尤其不要受商業利益相關者的忽悠。

    OK，肺結核的病因到底是什麼？這個千古謎題終於有了明確的解答。在解答這個謎題的同時，偉大的科赫還順帶着總結出了一個幫助後人解決難題的“法則”。但僅僅發現了病原體又有什麼用呢？肺結核仍然是殺人不眨眼的“白死病”。知道了它的病原體又能給對它的防控帶來什麼影響呢？

欲知後事如何，且聽下回分解。