京虎子:从狗苗到达菲

1885年7月,一位母亲带着九岁的儿子从阿尔萨斯山区风尘仆仆赶到巴黎,找到巴斯德研究所,求见路易•巴斯德。

62岁的巴斯德自16年前中风后一直不良于行,拄着拐杖走了出来,会见这对母子。

母亲满脸泪水地哀求:儿子两天前被疯狗咬伤,请巴斯德救救他。

巴斯德沉吟不语,突然想起这对母子来自普法战争后割让给普鲁士的阿尔萨斯-洛林地区,拄着拐慢慢地走到窗前,往东北方向望,嘴里念念有词。

助手没有听清楚,走上前来,问:“老板,您说什么?”

巴斯德浑然未觉,依旧喃喃自语。这次助手听清楚了,“科赫,换了你,怎么办?”

巴斯德一代天骄,以化学家猛龙过江,创立了现代微生物学,发明的巴氏消毒法沿用至今,先后发明了鸡霍乱疫苗和炭疽疫苗,是现代化疫苗的开山祖师。

既生瑜何生亮,巴斯德的光芒之外,还有另外一束星光,来自德国的微生物学大师罗伯特•科赫。

科赫本一小镇医生,因为分离出炭疽杆菌而天下闻名,是第一个分离出单一细菌之人,之后科赫实验室发明了琼脂培养基和佩特里皿,在细菌分离技术上更上层楼,加上其助手埃尔利希借助于德国染色业而发明了组织染色法,科赫于1882年发现了结核杆菌,这是第一个被培养成功的人类重大传染病的病原菌,科赫因此和巴斯德并列微生物学的奠基人。

后生不仅可畏,而且已后来居上。让巴斯德心中更不舒服的是,科赫是普鲁士人。

巴斯德父亲是拿破仑帐下老兵,受父亲影响,巴斯德是一名狂热的爱国者,普法战争中,他已半身不遂,依然要求入伍,被拒绝后送独子参军,而科赫在这场战争中是普军的一名军医。对于这场战争的失败,巴斯德归罪于法国科学和高等教育的失败,在写给一位前学生的信中,巴斯德表示今后所有的工作都围绕着这样的主题:仇恨普鲁士,复仇!复仇!

可是,由于法国政府在科研上投入不够,在微生物学方面,法国已经落在德国后面,眼看科赫团队取得一项又一项成绩,特别是分离出结核杆菌,让巴斯德有心有意力不足之感,更希望在有生之年再度辉煌。

壮士暮年雄心不已,巴斯德把目标锁定在狂犬病上。

巴斯德是在小村镇长大的,因此对狂犬病印象很深。狂犬病是一种病毒病,当时对狂犬病毫无办法,传说被疯狗咬伤后活下来的仅一人而已。

毫无办法也得治,治疗的办法主要是被咬伤后马上找铁匠,用通红的铁条把伤口周围全部烤焦,此外就是用海水洗、用小龙虾的眼睛、红公鸡的粪便、燕窝、烧焦的熊的毛发、鼩鼠的尾巴以及各种草药敷在伤口上。为了防止人与人之间传播狂犬病,很多地方干脆把得了狂犬病的人杀死,反正他们也活不成了。

下了决心后,巴斯德还是按以前的办法,因为狂犬病很明显是一个神经系统的疾病,他找来患狂犬病的狗的脊髓,在显微镜下观察。看来看去当然一无所获。因为病毒太小,显微镜下是看不见的。

常规方法不成,巴斯德让大家寻找其他分离狂犬病病原的办法。不久,他的头号助手埃米尔•鲁克斯取得突破。鲁克斯把得了狂犬病的的狗的脊髓样本给健康的狗注射,每一次被接种的狗都会得狂犬病,证明狂犬病是通过存在于神经系统中的病原传播的传染病。

但是,能在狗身上传代,还是不能分离到病原体,因此就不能按过去的办法制备出疫苗。许多次失败后,年老的巴斯德终于灰心了,不再进实验室,打算研究其他疾病。

可是鲁克斯没有放弃,他将狗的脊髓样本暴露在空气中,终于得到了毒力减弱的样本,依旧能够感染狂犬病,但由于毒力锐减,狗不再死亡了。

巴斯德闻讯大喜,跑进实验室,立即重复了鲁克斯的实验,得到相同的结果。下令在此基础上,全力以赴攻关。

狂犬病研究终于获得关键性进展,可是功臣鲁克斯勃然大怒,拂袖而去,不再参与狂犬病项目,只要巴斯德在,他就不进实验室。

狂犬病疫苗尚未成功,巴斯德团队先内乱,巴斯德与鲁克斯师生反目。

鲁克斯算得上巴斯德首徒,和巴斯德关系很好,当初巴斯德研究产褥热,就是因为鲁克斯的妻子死于产褥热。巴斯德发现产褥热是由细菌引起的,因此建议医生进行消毒和洗手,到后来李斯特用苯酚消毒,为外科手术带来革命性变化。

巴斯德和科赫的一个重要区别是个人风格,科赫从不抢手下人功劳,因此才有佩特里皿的名称,也造就了埃尔利希这种奇才。巴斯德则很霸道,以铁腕管理团队,制定了所有论文的第一作者必须是他的原则,研究团队取得的所有成就也全算他的。

炭疽疫苗的关键环节是由鲁克斯和巴斯德的另外一个助手张伯伦发现的,巴斯德认为因为他们是自己的手下,功劳就是自己的,鲁克斯和张伯伦对此也认可。法国政府为此授予巴斯德荣誉军团大鹰章时,巴斯德要求政府先授予鲁克斯和张伯伦荣誉军团红十字勋章,他才接受大鹰章,这件事算圆满解决了。

这一次,巴斯德还是一把抢过来到作风,鲁克斯再也忍受不下去了,气愤地离开实验室。巴斯德根本不在乎鲁克斯的恼怒,他根据鲁克斯的技术,很快研制出了疫苗,这种干脊髓一开始不能提供免疫能力,在不断传代中效力渐渐增强,等到第十四代时,给狗接种后再接种狂犬病的脊髓样本就不会得传染病了。

这是继牛痘苗后第二个成功的病毒疫苗,此结果在哥本哈根的国际医学会议上报告后引起强烈的反响,大家纷纷询问这种疫苗什么时候能够给人类接种。

没想到巴斯德并不着急,他还有下一步的计划。

狂犬病引人注意,不是因为像天花那样几乎人人都会得,而是因为得病后就活不成,得狂犬病的是极少数。如果像接种牛痘苗那样进行全民接种的话首先没有必要,其次要花巨大的力量去研制生产。巴斯德的想法是能否将狂犬病疫苗改成一种治疗性疫苗,能和狂犬病的病原在身体内争先恐后,赶在狂犬病的病原达到人的大脑之前刺激人体产生出对狂犬病病毒的免疫力,这样就可以在被狂犬咬伤后再注射疫苗。

通过在兔子身上传代,巴斯德得到了一株能够比自然界存在的狂犬病毒更快地刺激出免疫反应、但其毒力又不至于引起狂犬病的毒株。用这株病毒制备的疫苗要经过14天连续接种,从最老和最弱的毒株开始,直到最新和最强的毒株,这样就快于狂犬病毒在人体内从伤口到达脑部的速度,人体的免疫系统被逐渐刺激起来,产生对狂犬病毒的抗体,把狂犬病毒清理掉。

虽然巴斯德团队无法分离出狂犬病毒,但可以将狂犬病的样品在动物身上传代,通过这种间接的办法进行病毒培养。

巴斯德有狂犬病疫苗的消息被越来越多的人所了解,不断有人前来请求接种,被巴斯德一概拒绝,因为他认为狂犬病疫苗还不成熟,如果疫苗太强的话,被接种的人有可能死去,而且被得狂犬病的动物咬了后,并不一定得狂犬病。巴斯德的疫苗必须在被咬了后尽快接种,这时候并不知道是否会得狂犬病,很多不会得狂犬病的人也会被接种了疫苗,因此疫苗的安全性必须得到充分保证。

当九岁的约瑟夫•梅斯特的母亲把儿子带到巴斯德面前、请求巴斯德救他一面的时候,并不知道不到一个月之前,有人第一个接种了狂犬病疫苗,但还是送了命。

巴斯德因此而犹豫不决。

第一个接种狂犬病疫苗的人是11岁的小姑娘朱莉-安托瓦内特·普贡,她被一条疯狗咬伤后一个月后她父母才找到巴斯德,朱莉-安托瓦内特已经出现了狂犬病症状,巴斯德认为她已经有狂犬病症状了,不治疗的话肯定会死,因此没什么可顾忌的,便同意给她接种。在接种期间,朱莉-安托瓦内特死了,无法知道是死于狂犬病还是死于疫苗。

朱莉-安托瓦内特的死被严格地封锁起来,外界对此一无所知。

约瑟夫·梅斯特两天前被一条疯狗扑倒在地,等村里的人把狗打死后,他的四肢多处被狗咬伤,镇里的医生用苯酚对伤口进行了消毒,但大家都知道一旦出现狂犬病症状的话,孩子就没救了,她母亲在绝望之中坐火车赶到巴黎,求巴斯德救救孩子。

因为朱莉-安托瓦内特之死,巴斯德不愿意给梅斯特接种,生怕再次出现意外。

如果换了科赫,他会做吗?

巴斯德沉吟许久,走到母子身边,仔细询问了情况,发现孩子被咬伤仅仅两天,终于决定给约瑟夫接种。

为了保险起见,巴斯德没有给梅斯特毒性最强的疫苗,梅斯特接种疫苗后情况良好,没有出现任何狂犬病症状。这个消息很快从实验室传遍了法国,请求接种狂犬疫苗的要求向雪片一样涌来,巴斯德还是一概拒绝,因为他对狂犬病疫苗还是信心不足。

三个月后,15岁的让-巴蒂斯特·瑞皮耶被一头疯狗咬在胳膊上,他勇敢地把狗按住,使得附近的其他几位儿童得以跑开,在和疯狗的搏斗中,他被严重咬伤,医生们对狗的尸体进行解剖,证明患有狂犬病,等瑞皮耶来到巴黎时,已经过去六天了。虽然担心已经太晚了,巴斯德为梅斯特的接种结果所鼓舞,为让-巴蒂斯特进行了接种。

一个礼拜后,在让-巴蒂斯特的接种还没有结束时,巴斯德在法国科学院做报告,宣布他发现了治疗狂犬病的办法。让-巴蒂斯特的接种如巴斯德所料的那样,非常成功。

巴斯德建立了一个狂犬病中心,为各地提供狂犬疫苗,被狂犬咬伤的人们来到巴黎接受治疗,最远的是被疯狗咬了的四个新泽西的孩子坐船跨过大西洋来到巴黎,接种疫苗后健康地返回美国,成为轰动全美的大新闻。

尽管巴斯德团队在狂犬疫苗的生产上非常小心,还是出现了一小部分意外,有些人对狂犬疫苗过敏,还有一些人接受治疗的时候已经太晚了,对狂犬疫苗的批评一直不断。加上为了生产和测试狂犬病疫苗,巴斯德实验室养了大批的动物,包括兔子、狗、豚鼠、猴子等。当时,在英国、法国和美国,反活体解剖运动非常活跃,包括反对动物实验,巴斯德和其他科学家受到了不少指责,尽管他们并没有因此而改变研究方法。可是也为此所苦。

1886年冬天,巴斯德的健康情况进一步恶化,只好离开巴黎,去意大利疗养。就在此时,一个孩子接种了狂犬疫苗后死了,他父亲指控巴斯德杀死了他的儿子。

风暴骤起,巴斯德远在意大利,巴斯德研究所群龙无首。

一直没进实验室的鲁克斯站了出来,力挽狂澜。

鲁克斯拿出一份尸体解剖报告,上面说孩子死于肾病,和疫苗无关,这件指控被撤销了。后来有证据表明这份尸体解剖的结果是伪造的,但是否有意隐瞒孩子的死因则不得而知。

鉴于这种情况,法国有关部门对巴斯德的狂犬疫苗进行了检测,英国方面则组成了由李斯特和詹姆斯·佩吉特等人组成的委员会,经过14个月的评估,证实了疫苗的有效性,巴斯德的狂犬疫苗终于获得认可。

狂犬病疫苗不是第一个疫苗,也不是第一个病毒疫苗,但是第一个治疗病毒病的有效方法,因为这个疫苗能够在被疯狗咬伤之后发挥作用,因此相当于药物。它不是直接抑制病毒的,而是通过刺激人体免疫系统来达到消灭狂犬病毒的目的,开启了抗病毒药物领域。

由于狂犬病疫苗的成功,巴斯德那间小实验室根本无法应付世界各地对狂犬疫苗的需求,他向法国科学院提出建立狂犬病疫苗中心的建议,这样法国和全世界的科学家可以在这里接受训练、进行研究,为了保证这个中心的独立性,他拒绝接受巴黎市政府或者法国政府的资助。

这个计划获得空前的支持,捐款从世界各地涌来,俄国沙皇捐款10万法郎,巴西皇帝和奥斯曼苏丹也都捐出巨款,巴斯德本人捐款10万法郎,约瑟夫·梅斯特的家乡、在普法战争中法国丢掉的阿尔萨斯-洛林地区以梅斯特的名义捐款48365法郎。1888年,巴斯德研究所正式建成,巴斯德夫妇住进了研究所内的公寓中,就在同一年,巴斯德做了最后一次科研报告,宣布由于健康的原因,他无法自己亲自做实验了,正式退休,狂犬病疫苗成为他一生中最后的成就。

巴斯德退休后,花了很多时间走访狂犬病患者,如果健康情况容许的话,就参加和科学研究有关的活动,对医学研究的新动向也非常关注,经常和巴斯德研究所的科学家们探讨他们的研究课题。他和鲁克斯已经重归于好,巴斯德研究所就由鲁克斯当家。

1894年11月,巴斯德的肾开始衰竭,很快卧床不起,在生命的最后时光中,家人经常为他读拿破仑最后一战的故事,1895年9月28日,巴斯德去世,葬于巴斯德研究所。

约瑟夫·梅斯特长大后为了报答巴斯德的救命之恩,来到巴斯德研究所当看门人,闲着的时候就去打扫巴斯德的陵墓。二战时,德军来到巴斯德研究所,要进巴斯德的墓室,梅斯特拦在门口,不许他们进去,被德军士兵推到一边。梅斯特回到自己的房间,拿起一战时从军用的手枪,自尽身亡。

巴斯德给了他生命,他又将生命还给巴斯德。

巴斯德弥留之际,病毒学研究终于出现了曙光。

1884年,和巴斯德一道研究鸡霍乱疫苗的法国科学家查尔斯·尚柏朗发明了烛形过滤器,其滤孔孔径小于细菌的大小,利用这种过滤器可以将液体中存在的细菌除去,这样就能够研究比细菌还为微小的微生物。

1892年,俄国科学家伊凡诺夫斯基用这种过滤器研究烟草花叶病,发现过滤后的提取液仍然能感染其他烟草,他认为这是细菌分泌的毒素,但没有深入研究下去。

1899年,荷兰微生物学家马丁乌斯·贝杰林克重复了伊凡诺夫斯基的实验,相信这是一种新的感染性微生物。他观察到这种病原只在分裂细胞中复制,他称之为可溶的活菌,进一步命名为病毒(virus)。贝杰林克认为病毒是以液态形式存在的,这一看法后来被美国生化学家和病毒学家温德尔·梅雷迪思·斯坦利推翻,斯坦利证明了病毒是颗粒状的。同样在1899年,德国细菌学家弗里德里希·勒夫勒和保罗·费罗施用这种过滤器发现了口蹄疫病毒。

病毒的特性被认为是有感染性、可滤过性和需要活的宿主,也就意味着病毒只能在动物或植物体内生长。1907年,美国动物学家罗斯·哈里斯发明了淋巴细胞组织培养法,为在体外培养和繁殖病毒奠定了基础。1913年,施泰因哈特·以色列和和R. A. 兰伯特利用这一方法在豚鼠角膜组织中成功培养了牛痘苗病毒,突破了病毒需要在体内生长的限制。1911年劳斯发现了引起鸡的恶性肿瘤的劳斯肉瘤病毒。1915-1917年,托特和德爱莱尔分别发现了噬菌体。

现代病毒学终于诞生了。

病毒学不仅出现得晚,抗病毒药物更是大器晚成。先有化学合成药磺胺,后有来自微生物的抗生素,链霉素出现后,抗菌药物终于集大成,可以治疗各种细菌造成的感染,但自狂犬病疫苗之后,70余年间,再无另外一种抗病毒药物或病毒治疗方法出现,只能走疫苗预防的道路。

病毒成了人类面前的一面屏障,直到1959年。

威廉·普鲁索夫(William Prusoff)1920年出生在纽约布鲁克林,父母是来自俄国的犹太移民。普鲁索夫自迈阿密大学获得化学学士毕业后,正值二战,他要求入伍,但因为视力太差被拒绝。于是一边工作一边在父母的执意要求下申请医学院,结果没有一家接受,耶鲁医学院还因为他实在不够资格,索性把申请费退还给他。

无法进医学院,普鲁索夫便去哥伦比亚大学读博,1949年获得PHD学位,然后在凯斯西储大学的阿诺·韦尔奇手下做博士后。1953年韦尔奇去耶鲁医学院当药理学主任时,把普鲁索夫带到耶鲁,从助理教授开始,在耶鲁待了58年。

普鲁索夫一生致力于胸腺嘧啶核苷类似物的研究,于上世纪五十年代末期合成出第一个类似物5-碘-脱氧尿嘧啶核苷(5-iododeoxyuridine),发现能够治疗单纯疱疹病毒性角膜炎,这是最严重的常见角膜病,在角膜病中致盲率占第一位。5-碘-脱氧尿嘧啶核苷通过干扰单纯疱疹病毒的复制起作用,获得FDA批准,成为第一个真正的抗病毒药,中文叫做疱疹净。

在此之前并非没有抗病毒的东西,但都因为毒性非常强而无法临床应用,疱疹净的毒性也强,只能局部使用,但它给予人们信心,证明和抗菌药物一样,抗病毒药物也是可行的,普鲁索夫因此被称为化学抗病毒药之父。

几年后,甲吲噻踪(methisazone)被合成出来,对天花病毒有效,用来治疗牛痘苗接种后皮肤综合症。甲吲噻踪问世之时,消灭天花全球行动已经进入尾声了,1977年全球消灭天花,此药成了英雄无用武之地了。

普鲁索夫去凯斯西储大学之前,那里有一位前辈化学家离开学术界,去威康药厂(Wellcome)下海去了。

乔治·希钦斯从华盛顿大学获得化学学士学位后,去哈佛大学教书,然后进哈佛医学院学习,之后在哈佛大学和凯斯西储大学做了十年研究,于1942年去威康药厂进行新药研制。

1944年,格特鲁德·埃利恩来到威康药厂,给希钦斯当助手。1918年出生的埃利恩和普鲁索夫一样也出自纽约移民家庭,她祖父死于癌症,因此立志研究抗癌药物。1941年从纽约大学获得硕士学位后,找不到科研的位置,只好当了三年实验室技术员和在高中教书。

希钦斯和埃利恩对药物研究方法进行了革命性的改革。

在此之前,药物研究一直按德国人的办法,化学家闷头合成,合成出来的化学物交给微生物学家去测试,相当于大海捞针,化大量的人力物力才能找到一个有效的药物。

希钦斯和埃利恩则是从机理出发,根据正常细胞和病原之间的生化机理来设计能够杀死病原但不杀死正常细胞的药物,先设计后合成,改盲目性为针对性。与此同时,英国科学家詹姆斯·布拉克也独自创立了类似的先设计后合成的药物研究方法,引起了药物研究的一场革命,他们三人因此共享1988年诺贝尔生理学和医学奖。

希钦斯和埃利恩一直研究治疗白血病的药物,1975年他们发现一些抗白血病药物也有抗病毒效果,因此决定研究抗病毒药物。

霍华德·沙菲尔(Howard Schaffer)在加入威康药厂之前,和罗伯特·文斯(Robert Vines)等人从一种加勒比海海绵动物体内分离出一种核苷酸,在研究腺嘌呤核苷酸的时候发现这种海绵动物核苷酸有抗病毒能力。在已任威康药厂实验治疗部主管的埃利恩的领导下,沙菲尔的这种核苷酸变成了第一个口服抗病毒药物阿昔洛韦(Aciclovir)。

阿昔洛韦是最常用的抗病毒药物之一,对单纯疱疹病毒非常有效,对带状疱疹病毒效果不错,对EB病毒和巨细胞病毒也有一定效果。阿昔洛韦的副作用很小,病毒耐药性变异也比较罕见,取代了疱疹净,成为治疗单纯疱疹病毒感染的药物。

阿昔洛韦虽然是一个很不错的抗病毒药物,但它和磺胺及抗生素这种广谱的抗菌药物相比,抗病毒的范围太窄了,只对部分疱疹病毒有效。疱疹病毒感染比较常见,但致命程度不高,天花就要灭绝了,人类面临的最严重的病毒病是流感,1918年大流感所造成的恐怖记忆犹新,在无法研制出一劳永逸的流感疫苗的情况下,对抗流感药物的需求及其迫切。

在研究抗帕金森氏病药物时,杜邦公司的科学家发现金刚烷胺(amantadine)能够减慢流感病毒的生长。1966年全球性流感大流行,这场大流感被称为亚洲流感,FDA火速批准该药作为亚洲流感病毒的预防性药物。1976年美国猪流感恐慌之际,FDA批准该药用于治疗甲型流感。1980年,FDA批准该药用于预防和治疗所有流感。

杜邦公司又研制出金刚乙胺(Rimantadine),于1994年获得FDA批准。金刚烷胺和金刚乙胺都是流感病毒M2蛋白抑制剂。

进入二十世纪八十年代,抗病毒药物研究方兴未艾之际,艾滋病横空出世,使得全球医学研究的重点转移到艾滋病预防控制和治疗上,抗病毒药物研究也不得不应付这种突发的全球性传染病。

艾滋病毒(HIV)专攻人类免疫系统,又非常容易变异,使得疫苗研究难以获得重大突破,在HIV致病机制还不十分清楚的情况下,药物研究只能走大海捞针的老路。艾滋病研究成为当世之显学,各路人马纷纷在此安营扎寨,HIV药物研究领域也人才荟萃,包括已成耶鲁医学院镇宅之宝之一的普鲁索夫,和终身未婚、从未获得博士学位的埃利恩。

1984年,HIV被分离出来后不久,美国国立癌症研究所(NCI)的Samuel Broder、Hiroaki Mitsuya和Robert Yarchoan建立了用CD4+ T细胞株筛选抗HIV药物的方法,为了新药能够尽快进入临床,NCI从现有药物着手,并和药厂合作,他们选中了埃利恩领军的伯勒斯·惠康团队。

他们选中负责病毒复制的逆转录酶为突破口,伯勒斯·惠康的科学家负责合成,合成好后送到NCI进行检测。第一批送了11种化学物,1985年2月NCI发现标号BW A-509X在体外和动物实验中有抗HIV效果。

这个化学物是叠氮胸苷(Zidovudine),简称AZT。数月后,NCI、伯勒斯·惠康和杜克大学合作开始了第一期临床试验,证实了AZT的安全性和有效性。伯勒斯·惠康随即开始了随机双盲法临床试验,证明能够延长病人生命,伯勒斯·惠康于1985年申请了专利,FDA专家委员会以10:1的投票结果建议批准上市,1987年FDA批准AZT上市。从发现其有效到FDA批准只用了25个月,是近代药物研究中批准时间最短的一个。1990年FDA批准AZT用于婴儿和儿童。

一直从事胸腺嘧啶核苷酸类似物抗癌效果研究的普鲁索夫和Tai-shun Lin发现AZT的类似物双脱氧胸苷(stavudine),又称D4T能够抑制逆转录酶,耶鲁为此申请专利后,转让给施贵宝公司(

Bristol-Myers Squibb),1992年FDA批准进入临床试验,1994年批准上市。

值得一提的是,AZT和D4T竟然是同一个人合成出来的,此人叫Jerome Horwitz,1964年在Barbara Ann Karmanos癌症研究所合成出AZT,在动物模型上进行了抗癌试验,发现没什么效果后就束之高阁了。之后Horwitz又合成出D4T和另外一种抗HIV药物DDC。

比HIV的出现早17年就合成出药物来,难道Horwitz有先见之明?

这是因为上个世纪六十年代对肿瘤病因的认识:所有肿瘤都是有逆转录病毒引起的。

1909年,纽约长岛的一位农民抱着一只母鸡,风尘仆仆地来到洛克菲勒研究所。

由洛克菲勒家族资助,于1901年成立的洛克菲勒医学研究所是美国第一家生物医学研究所,其目标是向1888年成立的法国巴斯德研究所和1891年成立的德国罗伯特·科赫研究所看齐,成为美国医学研究的中心。

美国的医学研究始于约翰·霍普金斯大学建校四杰之一威廉·韦尔奇(William Welch),1875年韦尔奇获得哥伦比亚大学医学博士后,在德国进修两年,师从科赫等多位大师,回美后在纽约大学医学院建立了实验室,1884年成为约翰·霍普金斯医学院第一位教授,后来成为约翰·霍普金斯医学院第一位院长,并创建约翰·霍普金斯公共卫生学院。

到约翰·霍普金斯大学两年之后,韦尔奇已经有16名弟子,培养出美国医学科研第一代人才,包括研究黄热病而闻名的沃尔特·里德,因此韦尔奇被称为美国医学科研的开山祖师。洛克菲勒研究所的第一任所长就是韦尔奇的弟子赛门·福勒克斯纳(Simon Flexner)。

农民抱着母鸡在洛克菲勒研究所里转了一圈,居然没有见到一个人,因为这天是周末,研究所里空荡荡的。农民只好挨个敲门,好不容易有一间实验室开门,开门的是一位刚刚步入中年的男人。

佩顿·劳斯出生在约翰·霍普金斯大学所在地马里兰州巴尔的摩市,因此大学和医学院都进的是约翰·霍普金斯大学,毕业后到洛克菲勒研究所进行研究。大周末的突然见到一位抱着母鸡的农民,劳斯觉得挺奇怪,农民摘帽致礼,指着母鸡右胸的一个肿块,说他是本地农业局介绍来的,家里的这只母鸡长了个大肿块,他怕是传染病影响一圈的鸡,所以前来求助。

劳斯请农民进屋,把母鸡放在试验台上检查了一下,告诉农民,到底是什么疾病,他还要研究一下。农民问是不是把肿块切下来就成了,劳斯想了一下告诉他,看起来要先把鸡头切下来,意思是这只母鸡您甭指望拿回去了。

农民告辞离去了,劳斯拿出一把刀,砍断了鸡脖子,然后把死鸡放好,消毒之后,开胸取出肿块。

他没有想到,这么一个肿块,会拿到三个诺贝尔奖。

劳斯先切下一片去做病理,发现是恶性的肉瘤。当时对肿瘤的认识还很不充分,劳斯脑子里想的是农民的担忧,这个恶性肿瘤有没有可能从一只鸡传给另外一只鸡?如果能够传染的话,下一步就要找到预防和控制的办法。

劳斯找到同一型号的母鸡,把肿瘤切下一块,移植到母鸡身上,几天后很激动地发现这只母鸡也长肉瘤了。

接下来劳斯希望找到传染源,既然能够传染,肯定存在着某种微生物。他先把肿瘤细胞过滤掉,发现还能够传染。接着把细菌过滤掉,发现依然能够传染。于是,他认为传染源是病毒。

当时病毒学还处于萌芽期,对病毒的概念也不是很清楚,认为病毒和细菌一样,是具有独自生存能力的。劳斯在母鸡中成功地将肉瘤传了好几代,成为第一个证明病毒能导致恶性肿瘤的人。1911年他把这个结果发表在洛克菲勒研究所的官方刊物《实验医学杂志》上。

劳斯的这个发现太超前了,当时医学界认为肿瘤是环境因素引起的,对他的发现,同行们认为或者他没有把肿瘤细胞过滤干净,或者长出来的根本不是肿瘤,搞得劳斯心灰意冷,离开肿瘤研究领域。

随着病毒学的兴趣,劳斯的研究开始受到重视,从1926年开始就一直有人推荐他获得诺贝尔奖,但这个研究的价值一直没有受到重视。二十世纪四十年代电子显微镜发明后,劳斯发现的病毒即劳斯肉瘤病毒(RSV)在电镜下得到确认,1955年《病毒学》杂志创刊号上就重新登出劳斯的文章。1966年,时隔55年后,劳斯分享诺贝尔生理学和医学奖,他已经85岁了。因为活得长,所以成为诺奖的幸运儿。

RSV是RNA病毒,不是DNA病毒,其他肿瘤病毒也是RNA病毒,这样就出现了一个难题,病毒是怎么复制的?1963年,霍华德·特明(Howard Temin)认为这种病毒的复制过程有一个逆向转录过程,先合成DNA,然后插入宿主DNA中,再合成病毒RNA。这个理论并没有被学术界接受。

1970年,特明和戴维·巴尔的摩(David Baltimore)分别用RSV做模型,发现了逆转录酶,证实了这个理论。1975年,两人和特明的老师罗纳托·杜尔贝科(Renato Dulbecco)分享了诺贝尔生理学和医学奖。

1988年,哈罗德·瓦慕斯(Harold Varmus)和迈克尔·毕晓普(Michael Bishop)因为发现逆转录病毒致癌基因的细胞来源获得诺贝尔生理学和医学奖。

一只病鸡就这样获得了三次诺贝尔奖。

逆转录病毒的发现,使得肿瘤病毒的研究得到突破,进而发现禽类的肿瘤都是病毒引起的,这样一来就出现一个理论,认为人类肿瘤也都是病毒引起的,一时间肿瘤病毒论很时髦。除了基础研究外,肿瘤药物也着眼于抑制逆转录酶。在这种大前提下,Horwitz合成了AZT和D4T。

过后发现这个理论是不正确的,只有少数几个肿瘤是病毒引起的。阴差阳错,这一段火爆的逆转录病毒的研究为艾滋病研究打下了基础,因为HIV也是逆转录病毒。当艾滋病出现后,正好把用于研究肿瘤病毒的分离技术和临床药物用在HIV上,使得HIV研究进展很快,也很快找到特效药物。

然而,又一次道高一尺魔高一丈,HIV很快产生了耐药性,就拿AZT来说,没有多久就只在HIV感染之后的六个月内有效了,D4T也一样。面对这种情况,医学界只能不断地开发新药,但新药上市后,HIV很快产生了耐药性。

抑制逆转录酶这条路已经被HIV识破了,药物研究便转变方法,出现了蛋白酶抑制剂、融合抑制剂、整合酶抑制剂等多类药物,但HIV以不变应万变,出现一个新药就耐受一个,使得找到一种治疗HIV的超级药成为不可能实现的任务。

办法是可以想出来的,对付HIV感染,一是早期治疗,在HIV感染的初期将体内的病毒抑制住,二是联合用药,同时使用几种药物,通常来说HIV病毒只对部分药物耐受,联合用药就可以达到抑制病毒复制到效果,这就是所谓的鸡尾酒疗法。

鸡尾酒疗法是拍拍脑袋就能想到的,竟然被某位欺世盗名的华裔科学家拿到中文世界去招摇撞骗,而今已经烟消云散了。相比之下,D4T每年为耶鲁带来上千万美元的收入,普鲁索夫也因此致富,名利双收后他依然故我地在耶鲁搞HIV药物研究,晚年致力于降低HIV药物在非洲的价格,终于在2001年促使辉瑞公司将每日的药价从2.23美元降到15美分,并同意其他人生产。

HIV虽然还没有真正有效的疫苗,也没有真正解决问题的药物,但早期治疗加上联合用药,以及不断上市的新药,使得HIV感染者的寿命大大地延长,HIV感染已经不再是绝症,多数感染者能够和HIV共存,只要能够抑制住病毒在体内的复制,就能够控制HIV感染。当然最好的办法是预防为主,避免HIV感染。在药物方面,随着对HIV自然史的不断了解,HIV药物研究的前途还是光明的,也许在不远的未来会有重大突破。

突如起来的HIV当了20年主角后,重新把角色还给流感病毒,从1997年香港禽流感开始,全球传染病的主角再度由流感病毒扮演。

西班牙大流感阴魂不散,用疫苗来预防突发性大流感的最大问题是没有时间预测、没有时间生产和分发以亿为计数的疫苗。抗流感病毒药物虽然并不能治愈流感,但会缩短病程、减弱症状,因此专家们希望在大流感来临之时靠抗流感病毒药物有限地控制流感的扩散,对于重症患者来说,希望用抗病毒药物救命。

但是,和HIV一样,流感病毒也是变异性非常强的病毒。金刚烷胺使用一段时间后,流感病毒便出现了耐药性,而且越来越严重。每年流行的H3N2毒株和2009年猪流感株全都具备对金刚烷胺的耐药性,如果用2009年猪流感流行做例子的话,未来的大流感毒株肯定是耐药性毒株,金刚烷胺已成废药。

更令专家们不安的是,从2005年开始,中国大规模将金刚烷胺添加进鸡饲料,以图预防禽流感。在国际上,金刚烷胺仅被批准在人群中用。此举导致中国和东南亚的H5N1禽流感株具备了对金刚烷胺的抗药性,虽然世界其他地区的同一毒株依旧对金刚烷胺敏感,但这种人为性地加速病毒耐药性变异很可能导致禽流感更加难以控制。

金刚乙胺与金刚烷胺作用机制一样,因此在耐药性上也一样,已经不被推荐为治疗流感的药物。

面对这种情况,必须研制新的抗流感病毒药物,而且在机理上要和金刚乙胺与金刚烷胺不同,否则会很快出现耐药性的。

1999年,两种新型抗流感病毒药物上市。这两种药都是神经氨酸酶抑制剂。M2蛋白抑制剂金刚乙胺与金刚烷胺只能对抗甲型流感病毒,神经氨酸酶抑制剂则能够同时对抗甲型和乙型流感病毒,比M2蛋白抑制剂广谱,由于机制不同,对M2蛋白抑制剂耐受的流感毒株对神经氨酸酶抑制剂没有耐受力。

这两种让专家们感到稍稍轻松一点的神经氨酸酶抑制剂就是奥司他韦(Oseltamivir)和扎那米韦(Zanamivir),前者的商品名更为响亮,就是大名鼎鼎的达菲(Tamiflu)。

扎那米韦的作用机理是和流感病毒的神经氨酸酶结合,这样病毒就不会从宿主细胞出来再感染其他细胞,在体外和体内都能抑制流感病毒复制。临床试验表明,如果在流感病毒感染后48小时之内使用的话,能将流感症状缩短1到1.5天。

扎那米韦是口吸式的,由葛兰素史克公司研制,商品名乐感清(Relenza)。FDA批准扎那米韦对7岁以上人群进行治疗、用于5岁以上人群预防,在中国则用于12岁以上人群。

扎那米韦于1989年由澳大利亚和英国科学家发明的,由澳大利亚生物公司Biota资助。其研制过程完全按现代药物研究方法进行,基于X线蛋白晶体学搞清楚流感病毒神经氨酸酶的结构,加上早在1974年就发现唾液酸的类似物DANA能抑制神经氨酸酶,再用计算化学来寻找活性点而设计出来的。

Biota是一家小公司,不具备新药上市的能力,因此转让给葛兰素史克公司,1999年成为第一个上市的神经氨酸酶抑制剂。

奥司他韦的研制过程和扎那米韦差不多,由美国生物公司Gilead Sciences公司研制,由Genentech公司推广上市,商品名达菲(Tamiflu),1996年授权罗氏药厂,也于1999年获得FDA批准。如果在流感病毒感染后48小时之内使用的话,此药能将流感症状缩短0.5到1天。

奥司他韦是口服药,FDA批准奥司他韦用于两周以上人群治疗和一岁以上人群预防。在中国用于一岁以上人群。

这两个药相比,达菲因为是口服的,在推广上比口吸乐感清有其有利之处,加上Gilead Sciences公司在朝野颇有人脉,因此上市的当年,达菲的市场份额就是乐感清的三倍,之后乐感清因为有安全等问题,导致达菲占据了绝大部分市场。

虽然使用容易,但乐感清在治疗效果上好于达菲,达菲虽然吹得很有效,但由于厂家始终没有公布所有的临床试验数据,根据目前的材料看,达菲能减少症状一天已经是很勉强了。

此外,迄今为止,各型流感病毒都出现对达菲的耐药性,从趋势上看,耐药性的比例会越来越高,现在已经出现对金刚烷胺和达菲的双重耐药性毒株,而对乐感清的耐药性则很少。这并不能说明乐感清好,只能说明达菲使用得太广泛了,一旦乐感清广泛使用到这个程度,也会出现普遍的耐药性的。

2005年禽流感出现,因为担心会出现人类禽流感大流行,一些国家开始囤积达菲。美国国会拨款18亿美元购买达菲作为军用物资,布什总统再拨款10亿美元购买达菲作为民用应急储备。在这种情况下,民间也开始储备达菲,导致罗氏公司宣布达菲供不应求。

原因:八角。

达菲的合成原料之一是莽草酸,目前从经济的角度,合成不如提纯,莽草酸提纯效率最高的植物正是中国人做饭用的调料八角,于是全球90%的八角被罗氏公司买去制造达菲了。

这样一来,中国人又自豪了一把:看看中草药这个大宝库,连做饭的调味品都能治流感。在位的卫生部长建议:八角茴香煮猪肉预防猪流感。

在中国当官说难真难,说容易也真容易。卫生部门主管官员竟然在说出这种伪科学的话之后还能继续稳稳当当地做官,也算今世之奇谭了。

八角是达菲的原料并不代表八角本身具备抗流感病毒的能力,从八角中提炼出的莽草酸也没有抗病毒能力。达菲算是半植物来源的药品,而且半得非常勉强。达菲本身也不具备抗流感病毒能力,而要在被人体吸收后,转化成抗病毒药物。从八角到抗流感病毒之间,有莽草酸、合成达菲、人体新陈代谢三个环节,因此不管吃多少八角,也没法对抗流感病毒。

其他植物也能提炼出莽草酸,只是产量不如八角,人工合成莽草酸等方法也在研究之中,其实真正的问题并不在莽草酸,这只是罗氏药厂的借口,问题在于生产能力上,罗氏药厂无法应对骤然增加的订货,经过几年,这个问题便解决了。

2005年禽流感风波,一些国家的政府的表现很不好,尤其是美国政府,匆匆忙忙地采取储存药物作为预防手段,一个后果是导致民众大肆囤积达菲,进一步导致达菲短缺。就像当年的磺胺一样,如果民众服用达菲作为预防手段的话,会出现低剂量药物促进病毒耐药性变异的情况,也会和抗疟疾药物一样,导致假药横行。存储达菲的目的是为了应付大流感,按2005年的做法,是不可能奏效的。从目前的趋势看,达菲在不久的未来和金刚烷胺一个下场。

扎那米韦则走注射液的道路,在中国扎那米韦注射液已经上市。静脉注射的疗效会好,但其不良反应也很多。中国是注射液大国,多这么一种无所谓,在其他国家则非常慎重。

除了达菲和乐感清外,还有几种没有获得FDA批准的抗流感病毒药物。

阿比朵尔(Arbidol)是俄国研究出来的抗病毒药,据说能抑制病毒进入宿主细胞并刺激免疫反应,在俄国是作为非处方药出售的,除了俄国外,主要在中国使用,西方国家对此药采取敬而远之的态度,文献中对此药机理和有效的报道都来自中俄两国。

中国革命以俄为师,这两个国家在对待药物的态度上很接近,阿比朵尔这个药看起来没有什么疗效,否则其他国家会跟进的。新型抗病毒药物和新型抗菌药物是热点,真有效的话是不会视而不见的。

另外一个药是帕拉米韦(Peramivir),也是神经氨酸酶抑制剂,这是美国联邦政府健康与人口福利部资助的,是美国政府抗流感的举措之一,由BioCryst药厂研制。2009年猪流感流行期间,FDA特批此药治疗住院猪流感病人,但必须是在其他方法无效的前提下,此项特批在2010年1月失效,目前此药在美国还处于三期临床实验阶段。

帕拉米韦是注射药,口服剂已经停止研发了。此药在日本、韩国已经上市。中国CFDA于今年4月批准其上市,其随机双盲实验竟然只有89名患者。帕拉米韦除了对重症H1N1患者有些效果外,对其他毒株以及整体效果都要等三期临床的结果出来,看起来不会超过现有的达菲和乐感清,它之所以得到重视是因为流感病毒对另外两种药已经有了耐药性。

还有一个药是干扰素(Interferon),干扰素不是新药,而是过去几十年忽冷忽热的抗病毒药。

1954年,日本东京大学传染病研究所的病毒学家长野泰一和小岛保彦在研究新型牛痘苗时,在实验动物身上发现原先用灭活病毒注射的皮肤或者睾丸部位能够抑制病毒生长,他们认为在培养液中有抑制病毒生长的东西,试图将之分离出来。这个结果发表在一个法国科学杂志上。1958年,他们用超离心的办法分离成功,发现分离出来的物质还能具备抗病毒效果1到4天。

与此同时,英国国立医学研究所的英国病毒学家阿利克·伊萨克斯和瑞士病毒学家让·林登曼在研究流感病毒时发现,如果事先用死流感病毒处理鸡胚的话,流感病毒就无法破坏鸡胚外膜细胞,他们发现这是死流感病毒产生了一种东西在起保护作用,他们称之为干扰素。

干扰素和长野发现的是一种东西,伊萨克斯和林登曼与长野和小岛没有接触,都是各自独立发现干扰素的,但干扰素的发现被归功于伊萨克斯和林登曼,因为一来长野和小岛的发现发表在影响很小的法文科学杂志上,二来他们使用的模型过于复杂,很难排除其他因素。

干扰素很像抗菌素,是病毒之间的抑制作用,和其他抗病毒药物截然不同,但对于干扰素的抗病毒作用,当时大多数科学家不相信,认为是伊萨克斯和林登曼的幻觉。

当年弗莱明发现青霉素后,一直无法提纯,等了十来年才如愿。伊萨克斯和让·林登曼也遇到同样的问题,他们一直无法对干扰素进行纯化,制备出的干扰素浓度只有每毫升70单位,他们进行了反复尝试,偶尔能提纯到每毫升1000单位。始终无法获得高纯度的干扰素,不要说用在治疗上了,连研究都无法进行下去。

就在这个时候,莫里斯·希勒曼介入了。希勒曼是德裔美国人,他从学校毕业后进入制药业,成为流感疫苗生产的专家。于1948年离开制药业,到美国陆军医学中心沃尔特·里德研究所从事流感监测工作。当时负责全球流感监测的只有沃尔特·里德研究所和世界卫生组织两家机构。

1957年4月17日,希勒曼百无聊赖地在办公室读报,读到《纽约时报》上一篇关于香港流感的情况,据有关部门估计,香港的10%的居民也就是25万人得了流感,希勒曼一下子跳了起来:这是大流行。

次日他发电报给在日本的美国陆军第406医学综合实验室,让他们了解香港的情况,那边很快发现一位海军军人从香港回来后病倒了,医生从这位军人口中采样后送回美国,于5月17日到了希勒曼手中。希勒曼对样品进行了鸡胚培养,然后对数百份美国人的血清进行检验,发现没有一份对这种流感病毒有免疫能力。希勒曼把这株病毒送到WHO和其他实验室,让他们进行血清检测,结果发现只有极少数人有抗体,这些人都是年过七旬的人,经历过1889年到1890年流感大流行,那时候还没有病毒学,因此无法知道是一株什么样的病毒。希勒曼意识到那株病毒卷土重来,5月22日,他送出一份简报,认定又一次流感大流行开始了,但是没有人相信他的预测。他把毒株送给四家药厂,并为它们建立了疫苗快速上市通道。

当年9月,这株亚洲流感进入美国,很快在各地流行起来。这时疫苗已经上市,共分发了四千万份。亚洲流感传播很快,短短几个月就已经有两千万人得病,其中半数是儿童和青少年,一共有7万美国人死亡,全球范围的死亡人数为四百万。医学总监伦纳德·伯尼认为疫苗使得千百万人免于亚洲流感的伤害,希勒曼因此获得美军卓越服务勋章。就在这之后,他离开沃尔特·里德研究所,再度回到制药业,就职于默克药厂,后来成为默克公司病毒和细胞生物学研究部门的主管。

研究过流感病毒的希勒曼相信伊萨克斯和让·林登曼的发现,利用自己的专长成功地纯化了干扰素,很快制备出每毫升20万单位的干扰素。手里有高纯度的干扰素,希勒曼成为第一位进行干扰素研究的人,发现干扰素能够抑制很多人和动物病毒的生长,同时还能够预防病毒导致的肿瘤。

希勒曼是医学免疫领域的巨人,美国现行计划免疫的12种疫苗中,希勒曼研制出了7种,即麻疹和腮腺炎疫苗、甲肝疫苗、乙肝疫苗、水痘疫苗、脑膜炎疫苗、肺炎疫苗和B型流感嗜血杆菌疫苗,是历史上最成功的疫苗学家,被认为是历史上救人最多的科学家。

但是,和沙克、沙宾等疫苗专家一样,希勒曼虽然获得诸多奖项,但始终和诺贝尔奖无缘。希勒曼自认乙肝疫苗是自己平生最大的成就,但澳大利亚抗原并不是他发现的,而且布隆伯格已经凭着这项发明获得了诺贝尔奖。希勒曼称得上单独发现的是SV40病毒,但这种病毒始终没有被证明能够在人类中致病。剩下能够被诺贝尔奖认可的只有干扰素的纯化和应用。

2004年,希勒曼已经垂垂老矣,他的一些朋友知道他来日无多,便用希勒曼在干扰素上的成果努力游说诺贝尔奖委员会,希望能为他争取到这最后一次机会,但诺贝尔奖委员会的一位关键人物指出,诺贝尔生理学和医学奖不应该给予一位一直在公司任职的人。希勒曼虽然是宾州大学的终身教授,但那是荣誉性质的。几个月后成就超过绝大多数诺贝尔生理学和医学奖获得者的希勒曼去世。

早在1969年流感大流行时,苏联就用干扰素治疗流感,报道效果很好,由于当时的提纯条件,只用了几百单位的干扰素。美国后来用上百万单位干扰素,并没有效果。现在认为可能是低剂量的干扰素效果最好,目前干扰素在澳大利亚和美国处于临床试验阶段。

干扰素成为第一个抗病毒药物,被用于乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒引起的慢性感染和白血病、淋巴瘤和恶性黑色素瘤等肿瘤的治疗上,但不少病毒对干扰素有耐受。

整体来说,抗病毒药物和抗菌药物一样,面临最大的问题是耐药性,由于微生物的繁殖周期非常短,某种药物使用一段时间后,微生物已经繁殖了许多许多代了,很容易培养出耐药性变异来。

最后说说流感治疗,说到流感治疗就要说到抗流感中药。

流感的治疗分两种,一是抗病毒治疗,这是治本,二是对症治疗,以退烧为主,这是治表。用抗流感病毒药物在感染早期治疗,可能会避免得重症流感。但如果仅仅是退烧,是不能保证病程缩短、症状较轻的。就如同细菌感染一样,光吃退烧药是不管用的。

流感需不需要吃药,这个是存在争议的,因为抗病毒药物是否有效存在着争议。如果将来有一种确实能有效把流感病毒感染控制住的药物,是可以使用的。此外流感病毒感染在多数情况下并不非常严重,大部分人难受一两个礼拜,不会出现严重的症状,原则上不需要药物治疗,但由于少数人会出现严重的症状,有关方面还是推荐进行抗病毒药物治疗。

退烧只是让人舒服一些,用非处方退烧药就可以,用不着处方药。中药号称能治流感的很多,但没有一种能够抗病毒,绝大部分都靠里面掺加的退烧药。吃中药能退烧,但有两个问题,一是有很便宜的退烧药,为什么还要用很昂贵的中药?无论从患者的角度还是从医疗系统的角度,都是巨大的浪费。二是中药中只有掺加的退烧药其作用,其余的药物成分统没用,等于滥用药。患者在生病期间身体状况不佳,滥用药会进一步影响体质,影响恢复。这就是为什么各国在流感治疗的第一、二条治疗方法是多喝水、多休息的原因。让人体功能发挥作用,不要迷信药物。

流感和感冒药物是中药的重镇,原因是得的人太多,加上没有有效的西药,大多数患者最终会自愈的,这样中药就钻了空子,以至泛滥成灾。感冒和流感过度治疗和滥用药是中国医疗卫生的主要问题之一,为中国的医疗系统带来了沉重的负担,不加以解决的话,迟早会导致整个系统不堪重负而崩溃。

从狂犬疫苗到达菲,抗病毒药物的研究还刚刚起步。病毒病依然是对现代医学的严峻考验,或者说病毒学还没有出现自己的黄金时代,在一定程度上还在探索之中,其主要原因是病毒的高度变异性。人类通过病毒的基因达到进化的目的,人类基因组中8%来自病毒基因的,甚至有人认为,人类的出现是病毒基因变异的结果。

这就是病毒又可恨又可爱之处。

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  1. S.L
    2013年10月1日07:54 | #1

    比起不知所云所谓政治人物民权斗士的发言,请多转载点这样的科研历史文章。我们的世界依然在不断向更好进化

  2. 匿名
    2013年10月1日19:30 | #2

    贵网转载别人的文章能否标明作者和出处?

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