动物病毒分子生物学_[德] Thomas C.Mettenleiter，[西] Francisco Sobrino 著，张杰译_9787511628503

该书介绍了动物病毒病的研究历史及分类、动物病毒病的研究进展、动物病毒病的症状及防治技术等。该书适合动物医学专业的科研人员、大专院校师生参考。

早在1898年，Friedrich Loeffler和Paul Frosch就报道了导致牛感染口蹄疫疫病的病原具有滤过性和复制能力。同年, Wilhelmus Martinus Beijerinck发现了烟草花叶病，并确定这些致病原具有相同的性能。伴随着这些开创性的研究，一门新的学科应运而生，这就是病毒学。几年之后，Reed and Carroll发现了黄热病的致病原，并将其作为人类历史上的第一个病毒。因此，在兽医领域具有重要意义的口蹄疫病毒为建立“动物病毒学”奠定了基础，该学科还包括对人类病毒的研究。
在本书中，编者特意选择了一些“兽医”病毒，讲述了这些动物病毒的研究意义，来帮助我们大致了解病毒感染的分子基础。这些结果都来自于实验动物，当然，我们承认本书并没有囊括所有的重要发现。尽管如此，我们仍然仔细地选择了这些病毒、病毒属或者病毒家族，这些研究工作对我们了解病毒、病毒的复制、病毒的进化以及与宿主的相互作用关系至关重要。
从事动物病毒研究有一个明显优于研究人类病毒的优势，那就是通过试验手段可以建立起最为接近自然的病毒—宿主相互作用系统。从事揭示这些动物病毒秘密的科研人员，在他们制备病毒宿主感染和致病模型时，可以完全摆脱人造替代品的束缚，那些动物替代品仅是在某种程度上接近自然感染而已。因此，从严格意义上讲，动物病毒研究达到了最真实的境界。与任何其他试验研究领域一样，在过去几十年里，现代动物病毒学从不同学科（如病理学、免疫学、分子结构与细胞生物学）的实验方法和概念发展中受益，并得到了提升。只有把这些学科的方法和规律充分结合起来，我们才能理解宿主与病毒相互作用的分子机制。因此，每一个章节的作者着重阐述了当前研究的策略和方法，并为读者提供了相关的主要参考文献。
口蹄疫病毒开启了动物病毒学的研究。虽然自Friedrich Loeffler和Paul Frosch报道了口蹄疫病毒之后，学者们对该致病因子进行了大量研究，对该病毒有了深入的了解，但是口蹄疫病毒依然是对养殖业危害最大的病毒。老病毒反复出现，同时又涌现出新的血清型和基因亚型病毒，给农业发展造成了巨大的危害。由于易感动物感染口蹄疫病毒后会发病甚至发生死亡，暴发口蹄疫后该地区或者国家的动物贸易直接受到限制，为了控制疫病，疫点周围大量的易感动物要被捕杀，这都给养殖业主和疫情国或者地区造成了严重的经济损失。虽然在Friedrich Loeffler时代之后进行了大量的研究，但是到目前为止仍然没有安全有效的活疫苗，依旧依靠全病毒灭活疫苗免疫保护动物。生产这些全病毒疫苗必须严格按照生物安全标准进行，以避免在生产过程中出现散毒现象。对口蹄疫病毒（小RNA病毒科口蹄疫病毒属成员）进行分子生物学研究，能够充分了解不同的病毒蛋白在细胞培养和感染动物体内复制过程中发挥的作用，并确定了与口蹄疫发病机制有关的病毒致病因子，建立了新的能够用来区分免疫动物和自然感染动物的诊断方法。口蹄疫病毒研究工作还为提出RNA病毒准种（quasispecies）这个新概念作出了贡献。准种是RNA病毒具有惊人的演化潜能的原动力。在RNA依赖性的RNA聚合酶指导下的基因组复制是一个容易发生错误复制的过程，基于此机理，学者们提出了准种概念。准种不仅使病毒可以适应环境生长，而且还可能导致病毒发生灭绝。这些是对口蹄疫病毒这个古老又众人周知的病毒的全新的认识。
黄病毒科瘟病毒属包括三种对农业生产危害极大的病毒：古典猪瘟病毒（classical swine fever virus）、牛病毒性腹泻病毒（bovine viral diarrhea virus）和边境病毒（border disease virus）。分子生物学的研究已经弄清楚了这些病毒复制的主要特征，这也为了解给养牛业造成经济巨大损失的黏膜病（mucosal disease）病毒的分子致病机理奠定了基础。这为我们通过学习分子病毒学从而理解疾病的发病机制树立一个好榜样。当发现瘟病毒与最新发现的人类丙型肝炎病毒关系密切之后，激起了学者们对瘟病毒属的研究热情。虽然人类丙型肝炎病毒不属于瘟病毒属，被划归为另外一个家族，但是它们在分子水平上仍然有很多的相似之处。因此，研究动物病毒的致病机理在一定程度上有助于理解人类病毒。
动脉炎病毒家族成员与冠状病毒拥有诸多相同的特征，都属于巢式病毒目成员。这个病毒家族的特征是病毒基因组转录后形成一个嵌套的mRNA。迄今为止，还没有发现任何人类病原是由动脉炎病毒衍生而来，但是动脉炎病毒家族却包含了许多重要的动物病原。除了已经命名的马动脉炎病毒外，在过去的15年里，这个病毒家族又有来源不清楚的新的病毒出现，它已经成为对现代养猪业具有毁灭性打击的动物病毒之一。虽然猪繁殖与呼吸综合征病毒（Porcine respiratory and reproductive syndrome virus，PRRSV）的分子生物学特性已经逐渐清楚，但是该疫病依然是养猪业面临的一个挑战。PRRSV的起源并不清楚，亲缘关系相距甚远的在北美和欧洲几乎同时出现的PRRSV令人迷惑不解。
很长一段时间，冠状病毒被认为对人类的影响是微乎其微的。因此，起初只有少数研究冠状病毒的研究者致力于研究像猫传染性腹膜炎、猪传染性胃肠炎和禽传染性支气管炎等能够在动物中引起严重疾病的冠状病毒。直到重症急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome）或者SARS的出现，才从根本上改变了这种状况。冠状病毒领域的研究者开始致力于鉴定SARS病原，寻找其特征，探索各种方法来阻止或治愈这种致命性的传染病。当时世界正处于大灾难的边缘，但是我们果断的行动，加上一些幸运因素，才阻止了这场更大灾难的发生。难以置信的是，在如此短的时间内，SARS病毒的分子特征就被破解了。科学家在兽医领域长时间坚持不懈的试验研究为这些结果的快速获取打下坚实基础。由动物携带的SARS病毒开始在人类出现，这说明动物携带的病原具有传染人类的风险。冠状病毒的分子生物学研究前沿中，关于其家族内病毒的复制机制、酶的特殊功能以及基因组错综复杂的复制和转录机制的研究为开拓新的诊治方法提供了思路。冠状病毒是RNA病毒中基因组最大的病毒，由于RNA依赖性的RNA聚合酶的错配率高，导致较大的RNA基因组不能被完全准确地复制，所以，才没有在进化过程中表现出来。
副粘病毒科是家族成员数量增加最快、挑战性最强的病毒家族之一，其中包括重要的人类病原和高度相关的动物病原。此外，副粘病毒科病毒被认为是自然宿主范围最广泛的病毒，而且大部分宿主未知，所以，导致不断地涌现出一些新病毒。其中影响范围较广的是亨德拉病毒和尼帕病毒，仅仅是在过去的十余年里才了解到这两种病毒对动物的严重危害。更为重要的是，这两种病毒还是人畜共患传染性病原，对人具有致死性。此外，这两种病毒被列为生物安全级别4级病毒，由于可以用来制备生化武器，所以它们一直处于被严格监管的状态。尽管研究这些病毒不是一件容易的事情，但是在它们的分子生物学特性研究方面取得了重要突破，尤其是结合的受体和病毒复制的机制。这两种病毒起源于果蝠，与SARS病毒一样，可以长期地威胁人类健康。
流感病毒对公共卫生的影响已经尽人皆知。无论是在大流行时期，还是在两次大流行之间阶段，流感都会造成一定数量的人类死亡。近来研究表明，源于鸟类宿主的流感病毒不需要进一步与适应人类的病毒重组就可以直接感染人类。当前在野鸟和家禽流行的、起源于亚洲的、高致病性禽流感病毒H5N1，被预言，在适应人类以后，有可能成为下一个毁灭性大流行病毒。虽然，有些低致病性禽流感病毒转变成高致病性禽流感病毒的分子机制已经清楚，但是病毒需要发生哪些分子转变才能够引起人类感染并在人类之间传播的分子机制还不清楚，对此知之甚少。因此，我们需要更好地了解流感病毒的分子生物学机制，了解它感染不同宿主需要的条件和如何跨物种传播，这样可以更好地为预防人类下一个流感大流行做好准备。人类流感大流行肯定会再次发生，但是没有人知道什么时候发生，从哪里开始，会流行什么样亚型的病毒。
动物病毒家族只有两个是双链RNA基因组：双核糖核酸病毒科（Birnaviridae）和呼肠孤病毒科（Reoviridae）。呼肠孤病毒科包含环状病毒属（Orbivirus），该病毒属包括三种重要的动物病原，它们可以引起绵羊和牛的蓝舌病、牛和鹿的地方性出血性热和非洲马瘟。研究蓝舌病毒（bluetongue virus，BTV）有助于了解呼肠孤病毒的复杂的结构、基因组复制和转录的机制。此外，每个病毒蛋白的功能已经被注释清楚，并采用生物学技术生产新型疫苗。近来，蓝舌病传入了欧洲，随后由本土蚊虫已经向其他地方传播，这表明蓝舌病毒可以向迄今为止没有受到感染的地方传播。同样，其他环状病毒也具备类似的潜能。
关于动物DNA病毒，猪圆环病毒最初被认为仅仅是猪源细胞培养的污染物，而对猪没有致病性。最近，发现猪圆环病毒2型是断奶仔猪多系统消耗综合征的致病源，该疫病对养猪业造成了毁灭性的打击。虽然，关于两种猪圆环病毒致病性差异的分子机制还没有被阐明清楚，但是通过对病毒基因表达和基因组复制的分析，对这些病毒的分子特征有了新的认识。
疱疹病毒可以说是研究最成功的病原了。初次感染之后，病毒可以在宿主内潜伏存活下来，并可以不定期地从潜伏状态变为感染状态，所以，可以导致没有免疫力的宿主一生内都可以被感染发病。虽然世界上许多实验室在研究人类疱疹病毒，但是关于动物疱疹病毒的研究仅是关注几种重要的病原而已。其中，猪伪狂犬病毒（porcine pseudorabies，PrV）是研究最清楚的动物疱疹病毒。关于伪狂犬病毒的分子生物学研究主要是在分子水平上解析疱疹病毒的复制机制以及和特殊的宿主细胞（如神经元细胞）的相互作用关系。此外，PrV的研究还给动物疾病的控制带来了新的思路，首次在疫病净化中应用了转基因活疫苗。实施该基因工程活疫苗免疫以后，可以采用检测抗体血清学的方法区分自然感染动物和免疫动物。长期以来控制疫病的愿望是：在接种疫苗的情况下，能够区分感染和免疫，从而实现通过疫苗免疫降低和控制病原的传播。北美洲和欧洲大部分国家利用这种方法已经基本消灭了家猪的伪狂犬病。除了采用基因工程活疫苗免疫成功控制和消灭PrV外，通过研究天然宿主动物疱疹病毒，尤其是牛疱疹病毒１型，为从分子水平上揭示潜伏期感染带来新视角。此外，对比猪、牛和禽类的疱疹病毒，分析它们的自然宿主，可以了解这些不同病毒在分子生物学特性方面的不同和相似之处。
由一个病毒成员组成的病毒家族是很少见的，非洲猪瘟病毒属就是其中一个，只含有非洲猪瘟病毒。该病毒和痘病毒同源，具有相似的基因组成和复制机制。学者们对非洲猪瘟病毒感兴趣，不仅仅是从病毒学角度出发的，还因为由于该病毒感染给养猪业造成了无法接受的经济损失，所以，在非洲大部分地区无法从事养猪业。复杂的基因组编码大量的基因产物，调节宿主细胞，逃避宿主细胞产生的免疫应答。到目前为止，尽管应用于现代的分子生物学技术仍然还没有制备出有效的疫苗来对抗此疾病。不过随着我们在分子水平上对病毒复制机制的深入了解，我们在寻找新的方法来刺激产生保护性免疫反应的愿望最终会成为可能。
坦诚地讲，本书的动物病毒分子生物学内容并没有涵盖所有的科研人员在动物病毒研究领域所取得的重要成果。但是，我们希望通过对挑选主题的介绍，使大家能够对动物病毒学研究的进展以及这些研究成果对病毒学发展的贡献有所了解。在此，我们十分感谢每个章节的作者们做出的贡献，感谢我们彼此之间的互动和交流。我们还要特别感谢Marian Horzinek 和Esteban Domingo为本书撰写的引人深思的结语。感谢大家的贡献与付出！我们同样感谢 TMC公司Anette Beidler秘书对本书的每个章节的编辑整理，使本书符合出版的要求。最后，我们感谢出版商给我们这样一个难得的机会编辑并出版此书。

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