新的透镜、改进的显微镜和临床显微镜检查出现：1810-1840年

但是，我们得到了帮助。在这个十年和之前的十年期间，透镜制作得到了巨大进步，而显微镜检查快速成为生物学、病理学和医学临床的有用、基本工具。这些进步归因于若干国家的很多个体透镜制作家，他们最后成功地制成了由火石玻璃和冕牌玻璃结合在一起的复合镜头，因此极大地提高了分辨率和战胜了色差。其中最值得注意的首先是伦敦Quaker（基督教贵格教派）和酒商Joseph Jackson Lister（1786-1868）（图2A），也是著名外科医生Lord Lister的父亲。老Lister本身并不精通透镜制作，但是雇用了熟练的工匠按照其设计制作透镜。他还详细描述和建立了光学理论。1827年他与Guy医院的医生和病理学家Thomas Hodgkin（1798-1866）发表了一篇文章，利用显微镜检查器官和组织，创立了现代显微镜解剖学。

另一位先驱是意大利摩德纳的透镜制作大师Giovanni Battista Amici（1786-1863）（图2B），也在巴黎工作、销售其产品。他最先在1814年研究复合消色差镜头，但是采用的是单独固定。他与Lister制作了望远镜和显微镜，研究天文学。Amici在巴黎的工作对当地很多主要显微镜制造商的产品改进起到了推动作用，特别是Chevalier家族，父亲Vincent（1770-1841）和儿子Charles（1804-1859）（图2C），他们之间广泛合作；后来是Nachets家族，父亲Camille（1799-1881）和儿子Jean（1831-1908）。Chevalier的显微镜分辨率是1.7μm，放大倍数是280-540，但是早在1835年Johann Georg（Georges）Oberhauser（1798-1868），一个定居在巴黎的巴伐利亚人，制造出了一个放大倍数为1000、分辨率为0.7μm的显微镜-此后虽然失真已经大幅度减小，但是这些数字几乎没有被超越。在1820年代后期和1830年代，新的大大改善的物镜被发明出来。

法国肾脏学创始人Pierre Rayer（1793-1867）（图3A）及其年轻的学生（“实习医生”）Eugene Napoleon Vigla（1813-1872）（图3B）将常规尿液显微镜检查引进临床实践，相关描述最早出现在1837年。Vigla描述了其中一位患者的尿液显微镜检查结果给Rayer带来的震撼，按照推测该尿液充满脓汁，但是实际上一位拜访的显微镜工作者发现了其包含丰富的晶体，那就是来自柏林的年轻的Gottlieb Gluge（1812-1898），他后来住在布鲁塞尔。他可能是第一个在1839年用显微镜检查肾脏组织的医生。Rayer发誓要使尿液显微镜检查成为其临床实践的常规检查。1839-1841年他出版了三册“Traité des Maladies des Reins”（肾脏疾病论），在该巨著的前言部分写道：

“很遗憾，另一种研究方法也就是显微镜检查尚未普遍用于检验悬浮于尿液中的物质，通过冷却使其沉下，或者使用各种试剂使其沉淀......因而我不能理解大多数医生还不赶紧使自己受益于尿液显微镜检查。”

Gabriel Richet写道“la microscopie de l’urine, en revanche, fut crée par Rayer lui-même”（尿液显微镜检查是Rayer自己创造的），而且提到Rayer使其学生随时可以使用一台显微镜来观察尿液（这台显微镜可能是Chevalier自己制造的，或者也许是在巴黎工作的German Oberhauser制造的）。Rayer和Vigla检验和分析了尿液中存在的晶体，在他之前也有很多人做过，但是这次不一样，他发现了红细胞、脓细胞、上皮细胞、脂肪体和精子。他们认识到正常（透明）的尿液不会含有过量的红细胞-我能找到的关于显微镜血尿的最早描述，令人惊讶的是这个发现有些晚了。Vigla没有再发表其它文章。

这些作家是在1837-1838年最早记录了尿沉渣的大部分有形成分（红细胞、白细胞、上皮细胞等，但是可能没有管型）的人。

然而，我们必须知道Rayer和Vigla优先将尿液显微镜检查引进临床引起了其在Charité Hospital的同事Alfred Donné（1801-1878）（图4，左）的激烈争议，他不仅给医生还为公众教授显微镜检查的课程。第一门课程开始于1838年，于1844年发表。他与其学生Leon Foucault（1819-1869）利用Louis Daguerre（1789-1851）（图4，中）的新技术在描述的同一年（1840年）拍摄了最早的显微照片，他通过这些照片的版画来说明，但是照片在5年后才发表。它们包含了一些尿液晶体片（图4，右）。Donneé和Foucault继续使用人造光（电力驱动的碳弧）来缩短曝光时间，这是另一项重要的创新。虽然少数英国和其它显微镜工作者接受了显微摄影术，但是其复杂性导致其被遗忘40多年。不像Rayer和Vigla，Donneé是一个普通的显微镜工作者，没有进一步研究尿液，至今被大家记住的是他主张在医学上应用温度计（1835年）、白血病中血液的外观（1839年）、阴道毛滴虫的描述（1837年）和牛奶的成分（1842年）。也是他首先在1842年（并不是通常所说的Bizzozero在1882年）描述了血小板，但是他没有研究血小板的功能。

年轻的Gottlieb Gluge是1830年代肾脏组织学的唯一先驱者，于1839年发表。另一位是Gabriel Gustav Valentin（1810-1883），也是一位犹太裔德国人，在伯尔尼工作，1838年引进的双刃刀能够将新鲜组织切成较厚的切片，从而可以在显微镜台上透照；在石蜡包埋的显微镜用薄片切片机更有效之前，这种方法被使用了40-50年。他们都在远端肾小管内发现了现今我们称之为管型的东西，但是并没有检验尿液。

1840年，Bright及其学生Joseph Toynbee（1815-1866）也用显微镜检查了正常和病态的肾脏-虽然他们使用的是组织的显微解剖而不是切片。有趣的是，尽管William Bowman（1816-1892）对尿液没有显微镜发现，但是明确表示红细胞在疾病状态下能够穿过马氏小体进入尿液。他在1842年文章的脚注中描写了在显微镜下检查的布赖特氏病患者的肾脏：

“众所周知，在疾病进程中血液常常进入尿液，尤其是在病程早期，很多情况有助于证明肾脏处于血红色肿胀的状态。血液是如何进入肾脏的管道呢？当时检查的器官在表面和整个皮质中都存在分散的红点，形状有些不规则，不是正圆，一般跟针头一样大，比马氏小体大很多很多倍......完全是肾小管曲部充满了从远端扩张的肾小球突然进入的血液。”

令人惊讶的是，这张素描似乎是Donné唯一的图像，是从Thorburn的后人那里获得的。可能追溯至1820-1825年。（中）Donné和Foucault拍摄的显微照片。照明由靠电池供电的碳弧（g’）提供，碳棒与页面的平面垂直。右侧的抛物镜面给标本提供反射光。左侧是显微镜（m），图像从显微镜投射到照相底板（在左边，未显示）。来源：Pouillet M, Eléments de Physique Expérimentale et de Météorologie. Paris, Béchet Jeune, 1844。见746-750页和图30a。（右）尿液中尿酸晶体的显微照片的版画，来源：（Donné A, Foucault L. Cours de microscopie complémentaire des études médicales. Paris, J-B Balliere 1844-5。Donné的20张晶体片图集和80张摄影图包括尿沉渣。Donné在1838年还发表了一篇“Tableau des différens dépôts de matieres salines et de substances organisées qui se font dans les urines”（也列为：Tableau des sédiments des urines），也许包括相同的材料，但是我没有找到。Vigla在其1837年的文章中引用了Donné对精子的发现。有些作家错误地认为这些图片是真实的显微照片。

描述的尿沉渣：1840-1900年

早在1841年，在有关尿液分析的经典著作中，Alfred Becquerel（1814-1866）会偶然提到尿液的“examen micro-scopique”（显微镜检查）：而且他再次发现在完全透明的尿液中，只能看到一些上皮细胞，在具有粘液的尿液中，这种物质的球体与脓汁的球体极为相似，另外红细胞“plus souvent déformés et irreguliers”（经常扭曲和不规则）- 也许是异形红细胞的最早描述？他也提到了精子，当然还有晶体：碳酸钙和碳酸镁，以及磷酸盐，包括磷酸铵镁。动物化学从19世纪开始快速发展，检查疾病的化学方法在欧洲很多中心应用，因此Rayer及其学生同时采用了两种方法。

1842-1844年，德国很多工作者几乎同时描述了尿液中的管型。Jacob Henle（1809-1885），利用Schiek制造的德国显微镜，至关重要地辨认出了肾脏组织切片中的管型，与1842年在尿液中发现的完全一样，假设它们由凝结的纤维蛋白组成；Theodor Frerichs（1819-1885），1851年在布雷斯劳（现在称弗罗茨瓦夫）写了一本关于“Die Bright’sche Nierenkrankheit”的很有影响力的书，相信Hermann Nasse（1807-1892）几乎在同一时间报告了这些发现。第二年，Johann Joseph Scherer（1814-1869）、Julius Vogel（1814-1880）和最重要的Johann Franz Simon（1807-1843）（图5）都描述了尿液中的管型：Simon在1842年发表了数据，在1844年写道：

“[它们] 由无定形的物质组成，就像凝结的白蛋白......它们来源于包围乳头管的上皮细胞。”

这些发现惊人了，以至于英国首要的医学显微镜学家Golding Bird，也是Guy医院的，在自己的书中再现了Simon的插图。这本书在1844年出版，在Simon早逝之前一年，按照Bird在1842年Guy医院报告中关于这一主题的文章，Bird与德国工作者同时都在研究尿沉渣。

Bird的这本书是对尿液晶体和沉渣的存在和意义最早的综合性描述，在接下来的十年内发展成五个英国版本和两个美国版本，在盎格鲁-撒克逊时期坚决将尿液显微镜检查用于常规临床检查，就像Rayer先前在法国做的那样。

Bird提到他复制的Simon插图是“布赖特氏病尿液沉淀的常见外观”，以及“一团管状的凝结白蛋白，可能是肾小管的管型，颗粒和血小板混在一起，占据了图的中心。”还展现了红细胞、上皮细胞和包含“核”的“较大有机球体”（但是不是细胞核）。我不确定这些颗粒在当代术语中代表什么。另外，Golding Bird阐述了尿液中的新鲜血液，具有圆形细胞和钱串，将之与旧的出血相比，一些分散的细胞显示出近期使用相衬显微镜所展示类型的膜“峰”和“钩”的明显证据。Bird还展示了上皮细胞和脓细胞。

Bird告诉我们他通常使用“一个焦距为四分之一英寸（6mm）的优良消色差物镜”，但是偶尔也会使用七分之一（3.6mm）或八分之一（3.2mm）的焦距。