早在1898年，F(xiàn)riedrich Loeffler和Paul Frosch就報道了導致牛感染口蹄疫疫病的病原具有濾過性和復制能力。同年, Wilhelmus Martinus Beijerinck發(fā)現(xiàn)了煙草花葉病，并確定這些致病原具有相同的性能。伴隨著這些開創(chuàng)性的研究，一門新的學科應運而生，這就是病毒學。幾年之后，Reed and Carroll發(fā)現(xiàn)了黃熱病的致病原，并將其作為人類歷史上的第一個病毒。因此，在獸醫(yī)領(lǐng)域具有重要意義的口蹄疫病毒為建立“動物病毒學”奠定了基礎(chǔ)，該學科還包括對人類病毒的研究。
在本書中，編者特意選擇了一些“獸醫(yī)”病毒，講述了這些動物病毒的研究意義，來幫助我們大致了解病毒感染的分子基礎(chǔ)。這些結(jié)果都來自于實驗動物，當然，我們承認本書并沒有囊括所有的重要發(fā)現(xiàn)。盡管如此，我們?nèi)匀蛔屑毜剡x擇了這些病毒、病毒屬或者病毒家族，這些研究工作對我們了解病毒、病毒的復制、病毒的進化以及與宿主的相互作用關(guān)系至關(guān)重要。
從事動物病毒研究有一個明顯優(yōu)于研究人類病毒的優(yōu)勢，那就是通過試驗手段可以建立起最為接近自然的病毒—宿主相互作用系統(tǒng)。從事揭示這些動物病毒秘密的科研人員，在他們制備病毒宿主感染和致病模型時，可以完全擺脫人造替代品的束縛，那些動物替代品僅是在某種程度上接近自然感染而已。因此，從嚴格意義上講，動物病毒研究達到了最真實的境界。與任何其他試驗研究領(lǐng)域一樣，在過去幾十年里，現(xiàn)代動物病毒學從不同學科（如病理學、免疫學、分子結(jié)構(gòu)與細胞生物學）的實驗方法和概念發(fā)展中受益，并得到了提升。只有把這些學科的方法和規(guī)律充分結(jié)合起來，我們才能理解宿主與病毒相互作用的分子機制。因此，每一個章節(jié)的作者著重闡述了當前研究的策略和方法，并為讀者提供了相關(guān)的主要參考文獻。
口蹄疫病毒開啟了動物病毒學的研究。雖然自Friedrich Loeffler和Paul Frosch報道了口蹄疫病毒之后，學者們對該致病因子進行了大量研究，對該病毒有了深入的了解，但是口蹄疫病毒依然是對養(yǎng)殖業(yè)危害最大的病毒。老病毒反復出現(xiàn)，同時又涌現(xiàn)出新的血清型和基因亞型病毒，給農(nóng)業(yè)發(fā)展造成了巨大的危害。由于易感動物感染口蹄疫病毒后會發(fā)病甚至發(fā)生死亡，暴發(fā)口蹄疫后該地區(qū)或者國家的動物貿(mào)易直接受到限制，為了控制疫病，疫點周圍大量的易感動物要被捕殺，這都給養(yǎng)殖業(yè)主和疫情國或者地區(qū)造成了嚴重的經(jīng)濟損失。雖然在Friedrich Loeffler時代之后進行了大量的研究，但是到目前為止仍然沒有安全有效的活疫苗，依舊依靠全病毒滅活疫苗免疫保護動物。生產(chǎn)這些全病毒疫苗必須嚴格按照生物安全標準進行，以避免在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)散毒現(xiàn)象。對口蹄疫病毒（小RNA病毒科口蹄疫病毒屬成員）進行分子生物學研究，能夠充分了解不同的病毒蛋白在細胞培養(yǎng)和感染動物體內(nèi)復制過程中發(fā)揮的作用，并確定了與口蹄疫發(fā)病機制有關(guān)的病毒致病因子，建立了新的能夠用來區(qū)分免疫動物和自然感染動物的診斷方法�？谔阋卟《狙芯抗ぷ鬟�為提出RNA病毒準種（quasispecies）這個新概念作出了貢獻。準種是RNA病毒具有驚人的演化潛能的原動力。在RNA依賴性的RNA聚合酶指導下的基因組復制是一個容易發(fā)生錯誤復制的過程，基于此機理，學者們提出了準種概念。準種不僅使病毒可以適應環(huán)境生長，而且還可能導致病毒發(fā)生滅絕。這些是對口蹄疫病毒這個古老又眾人周知的病毒的全新的認識。
黃病毒科瘟病毒屬包括三種對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)危害極大的病毒：古典豬瘟病毒（classical swine fever virus）、牛病毒性腹瀉病毒（bovine viral diarrhea virus）和邊境病毒（border disease virus）。分子生物學的研究已經(jīng)弄清楚了這些病毒復制的主要特征，這也為了解給養(yǎng)牛業(yè)造成經(jīng)濟巨大損失的黏膜�。╩ucosal disease）病毒的分子致病機理奠定了基礎(chǔ)。這為我們通過學習分子病毒學從而理解疾病的發(fā)病機制樹立一個好榜樣。當發(fā)現(xiàn)瘟病毒與最新發(fā)現(xiàn)的人類丙型肝炎病毒關(guān)系密切之后，激起了學者們對瘟病毒屬的研究熱情。雖然人類丙型肝炎病毒不屬于瘟病毒屬，被劃歸為另外一個家族，但是它們在分子水平上仍然有很多的相似之處。因此，研究動物病毒的致病機理在一定程度上有助于理解人類病毒。
動脈炎病毒家族成員與冠狀病毒擁有諸多相同的特征，都屬于巢式病毒目成員。這個病毒家族的特征是病毒基因組轉(zhuǎn)錄后形成一個嵌套的mRNA。迄今為止，還沒有發(fā)現(xiàn)任何人類病原是由動脈炎病毒衍生而來，但是動脈炎病毒家族卻包含了許多重要的動物病原。除了已經(jīng)命名的馬動脈炎病毒外， 在過去的15年里，這個病毒家族又有來源不清楚的新的病毒出現(xiàn)，它已經(jīng)成為對現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)具有毀滅性打擊的動物病毒之一。雖然豬繁殖與呼吸綜合征病毒（Porcine respiratory and reproductive syndrome virus，PRRSV）的分子生物學特性已經(jīng)逐漸清楚，但是該疫病依然是養(yǎng)豬業(yè)面臨的一個挑戰(zhàn)。PRRSV的起源并不清楚，親緣關(guān)系相距甚遠的在北美和歐洲幾乎同時出現(xiàn)的PRRSV令人迷惑不解。
很長一段時間，冠狀病毒被認為對人類的影響是微乎其微的。因此，起初只有少數(shù)研究冠狀病毒的研究者致力于研究像貓傳染性腹膜炎、豬傳染性胃腸炎和禽傳染性支氣管炎等能夠在動物中引起嚴重疾病的冠狀病毒。直到重癥急性呼吸綜合征（severe acute respiratory syndrome）或者SARS的出現(xiàn)，才從根本上改變了這種狀況。冠狀病毒領(lǐng)域的研究者開始致力于鑒定SARS病原，尋找其特征，探索各種方法來阻止或治愈這種致命性的傳染病。當時世界正處于大災難的邊緣，但是我們果斷的行動，加上一些幸運因素，才阻止了這場更大災難的發(fā)生。難以置信的是，在如此短的時間內(nèi)，SARS病毒的分子特征就被破解了�？茖W家在獸醫(yī)領(lǐng)域長時間堅持不懈的試驗研究為這些結(jié)果的快速獲取打下堅實基礎(chǔ)。由動物攜帶的SARS病毒開始在人類出現(xiàn)，這說明動物攜帶的病原具有傳染人類的風險。冠狀病毒的分子生物學研究前沿中，關(guān)于其家族內(nèi)病毒的復制機制、酶的特殊功能以及基因組錯綜復雜的復制和轉(zhuǎn)錄機制的研究為開拓新的診治方法提供了思路。冠狀病毒是RNA病毒中基因組最大的病毒，由于RNA依賴性的RNA聚合酶的錯配率高，導致較大的RNA基因組不能被完全準確地復制，所以，才沒有在進化過程中表現(xiàn)出來。
副粘病毒科是家族成員數(shù)量增加最快、挑戰(zhàn)性最強的病毒家族之一，其中包括重要的人類病原和高度相關(guān)的動物病原。此外，副粘病毒科病毒被認為是自然宿主范圍最廣泛的病毒，而且大部分宿主未知，所以，導致不斷地涌現(xiàn)出一些新病毒。其中影響范圍較廣的是亨德拉病毒和尼帕病毒，僅僅是在過去的十余年里才了解到這兩種病毒對動物的嚴重危害。更為重要的是，這兩種病毒還是人畜共患傳染性病原，對人具有致死性。此外，這兩種病毒被列為生物安全級別4級病毒，由于可以用來制備生化武器，所以它們一直處于被嚴格監(jiān)管的狀態(tài)。盡管研究這些病毒不是一件容易的事情，但是在它們的分子生物學特性研究方面取得了重要突破，尤其是結(jié)合的受體和病毒復制的機制。這兩種病毒起源于果蝠，與SARS病毒一樣，可以長期地威脅人類健康。
流感病毒對公共衛(wèi)生的影響已經(jīng)盡人皆知。無論是在大流行時期，還是在兩次大流行之間階段，流感都會造成一定數(shù)量的人類死亡。近來研究表明，源于鳥類宿主的流感病毒不需要進一步與適應人類的病毒重組就可以直接感染人類。當前在野鳥和家禽流行的、起源于亞洲的、高致病性禽流感病毒H5N1，被預言，在適應人類以后，有可能成為下一個毀滅性大流行病毒。雖然，有些低致病性禽流感病毒轉(zhuǎn)變成高致病性禽流感病毒的分子機制已經(jīng)清楚， 但是病毒需要發(fā)生哪些分子轉(zhuǎn)變才能夠引起人類感染并在人類之間傳播的分子機制還不清楚，對此知之甚少。因此，我們需要更好地了解流感病毒的分子生物學機制，了解它感染不同宿主需要的條件和如何跨物種傳播，這樣可以更好地為預防人類下一個流感大流行做好準備。人類流感大流行肯定會再次發(fā)生，但是沒有人知道什么時候發(fā)生，從哪里開始，會流行什么樣亞型的病毒。
動物病毒家族只有兩個是雙鏈RNA基因組：雙核糖核酸病毒科（Birnaviridae）和呼腸孤病毒科（Reoviridae）。呼腸孤病毒科包含環(huán)狀病毒屬（Orbivirus），該病毒屬包括三種重要的動物病原，它們可以引起綿羊和牛的藍舌病、牛和鹿的地方性出血性熱和非洲馬瘟。研究藍舌病毒（bluetongue virus，BTV）有助于了解呼腸孤病毒的復雜的結(jié)構(gòu)、基因組復制和轉(zhuǎn)錄的機制。此外，每個病毒蛋白的功能已經(jīng)被注釋清楚，并采用生物學技術(shù)生產(chǎn)新型疫苗。近來，藍舌病傳入了歐洲，隨后由本土蚊蟲已經(jīng)向其他地方傳播，這表明藍舌病毒可以向迄今為止沒有受到感染的地方傳播。同樣，其他環(huán)狀病毒也具備類似的潛能。
關(guān)于動物DNA病毒，豬圓環(huán)病毒最初被認為僅僅是豬源細胞培養(yǎng)的污染物，而對豬沒有致病性。最近，發(fā)現(xiàn)豬圓環(huán)病毒2型是斷奶仔豬多系統(tǒng)消耗綜合征的致病源，該疫病對養(yǎng)豬業(yè)造成了毀滅性的打擊。雖然，關(guān)于兩種豬圓環(huán)病毒致病性差異的分子機制還沒有被闡明清楚，但是通過對病毒基因表達和基因組復制的分析，對這些病毒的分子特征有了新的認識。
皰疹病毒可以說是研究最成功的病原了。初次感染之后，病毒可以在宿主內(nèi)潛伏存活下來，并可以不定期地從潛伏狀態(tài)變?yōu)楦腥緺顟B(tài)，所以，可以導致沒有免疫力的宿主一生內(nèi)都可以被感染發(fā)病。雖然世界上許多實驗室在研究人類皰疹病毒，但是關(guān)于動物皰疹病毒的研究僅是關(guān)注幾種重要的病原而已。其中，豬偽狂犬病毒（porcine pseudorabies，PrV）是研究最清楚的動物皰疹病毒。關(guān)于偽狂犬病毒的分子生物學研究主要是在分子水平上解析皰疹病毒的復制機制以及和特殊的宿主細胞（如神經(jīng)元細胞）的相互作用關(guān)系。此外，PrV的研究還給動物疾病的控制帶來了新的思路，首次在疫病凈化中應用了轉(zhuǎn)基因活疫苗。實施該基因工程活疫苗免疫以后，可以采用檢測抗體血清學的方法區(qū)分自然感染動物和免疫動物。長期以來控制疫病的愿望是：在接種疫苗的情況下，能夠區(qū)分感染和免疫，從而實現(xiàn)通過疫苗免疫降低和控制病原的傳播。北美洲和歐洲大部分國家利用這種方法已經(jīng)基本消滅了家豬的偽狂犬病。除了采用基因工程活疫苗免疫成功控制和消滅PrV外，通過研究天然宿主動物皰疹病毒，尤其是牛皰疹病毒１型，為從分子水平上揭示潛伏期感染帶來新視角。此外，對比豬、牛和禽類的皰疹病毒，分析它們的自然宿主，可以了解這些不同病毒在分子生物學特性方面的不同和相似之處。
由一個病毒成員組成的病毒家族是很少見的，非洲豬瘟病毒屬就是其中一個，只含有非洲豬瘟病毒。該病毒和痘病毒同源，具有相似的基因組成和復制機制。學者們對非洲豬瘟病毒感興趣，不僅僅是從病毒學角度出發(fā)的，還因為由于該病毒感染給養(yǎng)豬業(yè)造成了無法接受的經(jīng)濟損失，所以，在非洲大部分地區(qū)無法從事養(yǎng)豬業(yè)。復雜的基因組編碼大量的基因產(chǎn)物，調(diào)節(jié)宿主細胞，逃避宿主細胞產(chǎn)生的免疫應答。到目前為止，盡管應用于現(xiàn)代的分子生物學技術(shù)仍然還沒有制備出有效的疫苗來對抗此疾病。不過隨著我們在分子水平上對病毒復制機制的深入了解，我們在尋找新的方法來刺激產(chǎn)生保護性免疫反應的愿望最終會成為可能。
坦誠地講，本書的動物病毒分子生物學內(nèi)容并沒有涵蓋所有的科研人員在動物病毒研究領(lǐng)域所取得的重要成果。但是，我們希望通過對挑選主題的介紹，使大家能夠?qū)�動物病毒學研究的進展以及這些研究成果對病毒學發(fā)展的貢獻有所了解。在此，我們十分感謝每個章節(jié)的作者們做出的貢獻，感謝我們彼此之間的互動和交流。我們還要特別感謝Marian Horzinek 和Esteban Domingo為本書撰寫的引人深思的結(jié)語。感謝大家的貢獻與付出！我們同樣感謝 TMC公司Anette Beidler秘書對本書的每個章節(jié)的編輯整理，使本書符合出版的要求。最后，我們感謝出版商給我們這樣一個難得的機會編輯并出版此書。