阿克塞尔·霍尔斯特:用错误的疾病解开了正确的谜题
阿克塞尔·霍尔斯特(Axel Holst)和他的年轻同僚在1907年着手在豚鼠身上重现脚气病,他们给动物喂食挪威水手在漫长航行中吃的那种小麦面包。豚鼠没有得脚气病,却得了坏血病——牙龈出血、骨骼脆弱、内出血。通过得到“错误”的疾病,霍尔斯特和特奥多尔·弗勒利希(Theodor Frølich)为医学界提供了历史上第一个坏血病动物模型,而此时距离人们分离出缺乏会导致该病的维生素还有四分之一个世纪。
克里斯蒂安尼亚的医学世家
霍尔斯特于1860年9月6日出生于克里斯蒂安尼亚(现称奥斯陆),出身于一个深耕挪威医学界的家庭。他的父亲是医生阿克塞尔·霍尔斯特(1826–1880),母亲是安娜·玛蒂尔德·夏洛特·弗勒明(Anna Mathilde Charlotte Flemming),姐姐是语言学家克拉拉·霍尔斯特(Clara Holst),祖父是医生弗雷德里克·霍尔斯特(Frederik Holst)。他就读于克里斯蒂安尼亚大教堂学校,于1877年毕业,并于1884年在皇家腓特烈大学获得医学学位(cand.med.),其研究成果还赢得了1887年的王储金质奖章。1890年至1892年间,他在基尔、柏林、慕尼黑和巴黎的欧洲顶尖实验室学习,并于1892年完成了关于链球菌的博士学位——这段扎实、常规的细菌学训练,并未显露出未来营养学研究的迹象。
建立卫生学研究所
霍尔斯特的职业生涯遵循了一条直截了当的机构路线:1885年至1889年担任国家病理解剖学研究所助理,1892年至1893年担任克里斯蒂安尼亚市卫生视察员,随后从1893年起担任克里斯蒂安尼亚大学卫生学与细菌学教授。他在余下的职业生涯中建立并领导了该大学的卫生研究所,直到1930年退休。正是在这个以卫生和公共卫生而非专门营养学为基础的机构平台上,他职业生涯中具有决定意义的研究诞生了。
一场成功的意外实验
霍尔斯特着手解决的问题是船上脚气病,这是一种折磨长途航行水手的麻痹性疾病,当时人们普遍怀疑它源于船上饮食某种成分的缺乏。霍尔斯特与儿科教授特奥多尔·弗勒利希(Theodor Frølich)合作,设计了一项动物实验,在受控条件下重现该病,给实验室动物喂食构成挪威水手口粮主体的小麦面包。两人特意选择了豚鼠,理由是他们需要一种“比当代大多数营养学研究中使用的标准大鼠、小鼠或兔子更接近人类的实验动物”——这一选择在科学上具有决定性意义,因为豚鼠与人类一样,不同于大多数实验室啮齿动物,无法自身合成维生素C,因此是极少数真正能患上坏血病的动物之一。
食用海员小麦面包饮食的豚鼠没有患上脚气病,而是患上了坏血病:牙龈出血、骨骼脆而脆弱以及内出血,这与海员们在没有新鲜食物的漫长航行中几个世纪以来遭受的症状完全相同。霍尔斯特和弗勒利希于1907年在《卫生学杂志》(Journal of Hygiene)上发表了他们的研究结果,这一发现不仅解开了他们最初设法解答的谜题,而且还干净利落地、可重复地证明了仅通过饮食就能在实验动物身上引发和逆转坏血病——一旦喂食新鲜水果或蔬菜,动物就会迅速恢复。两名研究人员进一步发现,新鲜土豆可以预防该病,而加工过程中失去了抗坏血成分的干土豆则不能。这是有史以来第一个可靠的、经实验可重复的坏血病动物模型,比阿尔伯特·圣捷尔吉(Albert Szent-Györgyi)等人于20世纪30年代初通过化学方法分离出抗坏血酸(维生素C)早了二十多年。此后所有关于维生素C性质的实验室研究,包括其最终的分离,都依赖于霍尔斯特和弗勒利希为回答完全不同的问题而建立的豚鼠模型。
霍尔斯特后来的职业生涯赢得了来自斯堪的纳维亚和德国各地的认可:他于1927年获得乌普萨拉大学、1928年获得基尔大学、1929年获得哥本哈根大学的名誉博士学位,这为其几乎完全建立在公共卫生和细菌学基础上的职业生涯画上了圆满的句号,而坏血病的研究则将其部分工作重心转向了营养学。
为什么阿克塞尔被称为天才
认为霍尔斯特是天才的理由与其说在于理论洞察力,不如说在于在准确的时刻展现出的实验判断力。当豚鼠没有表现出他所寻找的疾病时,霍尔斯特和弗勒利希并没有丢弃这个反常的结果,也没有强行让它符合他们的脚气病假说——他们认识到他们正在观察一种不同且同样重要的疾病,并以同样的严谨性对其进行了追踪。他们选择豚鼠的原因合理但并不相同(与人类的进化亲缘关系更近),结果非常幸运地成为了使这一发现成为可能的选择,因为无论喂食什么饮食,几乎任何其他普通实验动物都无法重现坏血病。认识到一个意想不到的结果的价值,并围绕它建立系统的、定量的实验方法——改变饮食、测试新鲜土豆与干土豆、追踪恢复时间——是一种特定而真正的科学技能:严谨的实验设计与遵循数据而非假说的纪律相结合。
坦率的局限性在于,霍尔斯特和弗勒利希并没有鉴别出维生素C本身,没有分离出任何化合物,也没有解释坏血病的生化机制;这项工作落在了几代之后的生物化学家身上。他们的贡献在本质上是方法论和实验性的,而不是化学发现本身——是一个动物模型,而不是一个分子。霍尔斯特被人铭记的不是作为营养学理论家,而是一位极其仔细的实验主义者,他愿意相信意想不到的结果而不是他自己的假说,从而为后来的每一位维生素C研究人员提供了他们需要的工具。
遗产
霍尔斯特于1931年4月26日在奥斯陆逝世。他和弗勒利希于1907年开发的坏血病豚鼠模型在几十年的时间里一直是对抗坏血病和维生素C研究的标准实验系统,它为抗坏血酸的最终分离奠定了基础,并巩固了霍尔斯特作为营养缺乏病科学奠基人物之一的地位。



