早在1898年，F(xiàn)riedrich Loeffler和Paul Frosch就報(bào)道了導(dǎo)致牛感染口蹄疫疫病的病原具有濾過性和復(fù)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(xué)科應(yīng)運(yùn)而生，這就是病毒學(xué)。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(gè)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(dòng)物病毒學(xué)”奠定了基礎(chǔ)，該學(xué)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(dòng)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物，當(dāng)然，我們承認(rèn)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?xì)地選擇了這些病毒、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(fù)制、病毒的進(jìn)化以及與宿主的相互作用關(guān)系至關(guān)重要。
從事動(dòng)物病毒研究有一個(gè)明顯優(yōu)于研究人類病毒的優(yōu)勢，那就是通過試驗(yàn)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(dòng)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(shí)，可以完全擺脫人造替代品的束縛，那些動(dòng)物替代品僅是在某種程度上接近自然感染而已。因此，從嚴(yán)格意義上講，動(dòng)物病毒研究達(dá)到了最真實(shí)的境界。與任何其他試驗(yàn)研究領(lǐng)域一樣，在過去幾十年里，現(xiàn)代動(dòng)物病毒學(xué)從不同學(xué)科（如病理學(xué)、免疫學(xué)、分子結(jié)構(gòu)與細(xì)胞生物學(xué)）的實(shí)驗(yàn)方法和概念發(fā)展中受益，并得到了提升。只有把這些學(xué)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(jī)制。因此，每一個(gè)章節(jié)的作者著重闡述了當(dāng)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(xiàn)。
口蹄疫病毒開啟了動(dòng)物病毒學(xué)的研究。雖然自Friedrich Loeffler和Paul Frosch報(bào)道了口蹄疫病毒之后，學(xué)者們對該致病因子進(jìn)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(fù)出現(xiàn)，同時(shí)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(dòng)物感染口蹄疫病毒后會(huì)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(dòng)物貿(mào)易直接受到限制，為了控制疫病，疫點(diǎn)周圍大量的易感動(dòng)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(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。雖然在Friedrich Loeffler時(shí)代之后進(jìn)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(hù)動(dòng)物。生產(chǎn)這些全病毒疫苗必須嚴(yán)格按照生物安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(jìn)行分子生物學(xué)研究，能夠充分了解不同的病毒蛋白在細(xì)胞培養(yǎng)和感染動(dòng)物體內(nèi)復(fù)制過程中發(fā)揮的作用，并確定了與口蹄疫發(fā)病機(jī)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(dòng)物和自然感染動(dòng)物的診斷方法�？谔阋卟《狙芯抗ぷ鬟�為提出RNA病毒準(zhǔn)種（quasispecies）這個(gè)新概念作出了貢獻(xiàn)。準(zhǔn)種是RNA病毒具有驚人的演化潛能的原動(dòng)力。在RNA依賴性的RNA聚合酶指導(dǎo)下的基因組復(fù)制是一個(gè)容易發(fā)生錯(cuò)誤復(fù)制的過程，基于此機(jī)理，學(xué)者們提出了準(zhǔn)種概念。準(zhǔn)種不僅使病毒可以適應(yīng)環(huán)境生長，而且還可能導(dǎo)致病毒發(fā)生滅絕。這些是對口蹄疫病毒這個(gè)古老又眾人周知的病毒的全新的認(rèn)識(shí)。
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(xué)的研究已經(jīng)弄清楚了這些病毒復(fù)制的主要特征，這也為了解給養(yǎng)牛業(yè)造成經(jīng)濟(jì)巨大損失的黏膜�。╩ucosal disease）病毒的分子致病機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。這為我們通過學(xué)習(xí)分子病毒學(xué)從而理解疾病的發(fā)病機(jī)制樹立一個(gè)好榜樣。當(dāng)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(xué)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(gè)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(dòng)物病毒的致病機(jī)理在一定程度上有助于理解人類病毒。
動(dòng)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(gè)病毒家族的特征是病毒基因組轉(zhuǎn)錄后形成一個(gè)嵌套的mRNA。迄今為止，還沒有發(fā)現(xiàn)任何人類病原是由動(dòng)脈炎病毒衍生而來，但是動(dòng)脈炎病毒家族卻包含了許多重要的動(dòng)物病原。除了已經(jīng)命名的馬動(dòng)脈炎病毒外， 在過去的15年里，這個(gè)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(dòng)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(xué)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(gè)挑戰(zhàn)。PRRSV的起源并不清楚，親緣關(guān)系相距甚遠(yuǎn)的在北美和歐洲幾乎同時(shí)出現(xiàn)的PRRSV令人迷惑不解。
很長一段時(shí)間，冠狀病毒被認(rèn)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(dòng)物中引起嚴(yán)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(dāng)時(shí)世界正處于大災(zāi)難的邊緣，但是我們果斷的行動(dòng)，加上一些幸運(yùn)因素，才阻止了這場更大災(zāi)難的發(fā)生。難以置信的是，在如此短的時(shí)間內(nèi)，SARS病毒的分子特征就被破解了。科學(xué)家在獸醫(yī)領(lǐng)域長時(shí)間堅(jiān)持不懈的試驗(yàn)研究為這些結(jié)果的快速獲取打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。由動(dòng)物攜帶的SARS病毒開始在人類出現(xiàn)，這說明動(dòng)物攜帶的病原具有傳染人類的風(fēng)險(xiǎn)。冠狀病毒的分子生物學(xué)研究前沿中，關(guān)于其家族內(nèi)病毒的復(fù)制機(jī)制、酶的特殊功能以及基因組錯(cuò)綜復(fù)雜的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄機(jī)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(cuò)配率高，導(dǎo)致較大的RNA基因組不能被完全準(zhǔn)確地復(fù)制，所以，才沒有在進(jìn)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(qiáng)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(dòng)物病原。此外，副粘病毒科病毒被認(rèn)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(dǎo)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(dòng)物的嚴(yán)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(yán)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(xué)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(fù)制的機(jī)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(shí)期，還是在兩次大流行之間階段，流感都會(huì)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(jìn)一步與適應(yīng)人類的病毒重組就可以直接感染人類。當(dāng)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(yù)言，在適應(yīng)人類以后，有可能成為下一個(gè)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(jī)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(jī)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(xué)機(jī)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(yù)防人類下一個(gè)流感大流行做好準(zhǔn)備。人類流感大流行肯定會(huì)再次發(fā)生，但是沒有人知道什么時(shí)候發(fā)生，從哪里開始，會(huì)流行什么樣亞型的病毒。
動(dòng)物病毒家族只有兩個(gè)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(dòng)物病原，它們可以引起綿羊和牛的藍(lán)舌病、牛和鹿的地方性出血性熱和非洲馬瘟。研究藍(lán)舌病毒（bluetongue virus，BTV）有助于了解呼腸孤病毒的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、基因組復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的機(jī)制。此外，每個(gè)病毒蛋白的功能已經(jīng)被注釋清楚，并采用生物學(xué)技術(shù)生產(chǎn)新型疫苗。近來，藍(lán)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(lán)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(dòng)物DNA病毒，豬圓環(huán)病毒最初被認(rèn)為僅僅是豬源細(xì)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(jī)制還沒有被闡明清楚，但是通過對病毒基因表達(dá)和基因組復(fù)制的分析，對這些病毒的分子特征有了新的認(rèn)識(shí)。
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(dǎo)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(shí)驗(yàn)室在研究人類皰疹病毒，但是關(guān)于動(dòng)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(dòng)物皰疹病毒。關(guān)于偽狂犬病毒的分子生物學(xué)研究主要是在分子水平上解析皰疹病毒的復(fù)制機(jī)制以及和特殊的宿主細(xì)胞（如神經(jīng)元細(xì)胞）的相互作用關(guān)系。此外，PrV的研究還給動(dòng)物疾病的控制帶來了新的思路，首次在疫病凈化中應(yīng)用了轉(zhuǎn)基因活疫苗。實(shí)施該基因工程活疫苗免疫以后，可以采用檢測抗體血清學(xué)的方法區(qū)分自然感染動(dòng)物和免疫動(dòng)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(shí)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(dòng)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(xué)特性方面的不同和相似之處。
由一個(gè)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(gè)，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(fù)制機(jī)制。學(xué)者們對非洲豬瘟病毒感興趣，不僅僅是從病毒學(xué)角度出發(fā)的，還因?yàn)橛捎谠摬《靖腥窘o養(yǎng)豬業(yè)造成了無法接受的經(jīng)濟(jì)損失，所以，在非洲大部分地區(qū)無法從事養(yǎng)豬業(yè)。復(fù)雜的基因組編碼大量的基因產(chǎn)物，調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞，逃避宿主細(xì)胞產(chǎn)生的免疫應(yīng)答。到目前為止，盡管應(yīng)用于現(xiàn)代的分子生物學(xué)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(fù)制機(jī)制的深入了解，我們在尋找新的方法來刺激產(chǎn)生保護(hù)性免疫反應(yīng)的愿望最終會(huì)成為可能。
坦誠地講，本書的動(dòng)物病毒分子生物學(xué)內(nèi)容并沒有涵蓋所有的科研人員在動(dòng)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)��?dòng)物病毒學(xué)研究的進(jìn)展以及這些研究成果對病毒學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)有所了解。在此，我們十分感謝每個(gè)章節(jié)的作者們做出的貢獻(xiàn)，感謝我們彼此之間的互動(dòng)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(xiàn)與付出！我們同樣感謝 TMC公司Anette Beidler秘書對本書的每個(gè)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(gè)難得的機(jī)會(huì)編輯并出版此書。