病毒學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)指導(dǎo)手冊一、病毒學(xué)基礎(chǔ)概述

病毒學(xué)是研究病毒的結(jié)構(gòu)、功能、分類、遺傳、進(jìn)化、生態(tài)以及與宿主相互作用的一門科學(xué)。本手冊旨在為學(xué)習(xí)者提供系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，涵蓋病毒學(xué)的基本概念、研究方法、重要病毒分類及其實驗技術(shù)等內(nèi)容。

（一）病毒學(xué)的基本概念

1.病毒的定義與特征

-病毒是體積微小、結(jié)構(gòu)簡單的生物實體，僅含一種核酸（DNA或RNA）。

-病毒依賴宿主細(xì)胞進(jìn)行復(fù)制，不具備獨立代謝能力。

-病毒感染具有宿主特異性，通常只能感染特定種類的生物。

2.病毒的組成結(jié)構(gòu)

-核心區(qū)：含核酸（DNA或RNA）及相關(guān)蛋白質(zhì)（如衣殼蛋白）。

-包膜：部分病毒具有脂質(zhì)包膜，表面鑲嵌糖蛋白。

-衣殼：由蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成的對稱結(jié)構(gòu)，保護(hù)核酸。

（二）病毒分類與命名

1.病毒分類系統(tǒng)

-基于遺傳物質(zhì)類型（DNA病毒或RNA病毒）。

-基于包膜有無及形態(tài)（球狀、桿狀、絲狀等）。

-基于宿主范圍（動物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒）。

2.常見病毒分類舉例

-DNA病毒：皰疹病毒科（單純皰疹病毒）、腺病毒科（腺病毒）。

-RNA病毒：正粘病毒科（流感病毒）、冠狀病毒科（SARS-CoV-2）。

二、病毒學(xué)實驗技術(shù)

病毒學(xué)研究高度依賴實驗技術(shù)，以下介紹常用實驗方法及操作步驟。

（一）病毒培養(yǎng)技術(shù)

1.細(xì)胞培養(yǎng)準(zhǔn)備

-選擇合適的宿主細(xì)胞系（如Vero細(xì)胞、HEK293細(xì)胞）。

-使用L-15或DMEM等培養(yǎng)液，添加10%胎牛血清。

-在37°C、5%CO?條件下培養(yǎng)，定期更換培養(yǎng)液。

2.病毒接種與傳代

-將病毒原液稀釋至合適濃度（如10?3至10??）。

-吸附時間通常為1-4小時，后加入培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)。

-通過觀察細(xì)胞病變（CPE）判斷感染情況，進(jìn)行傳代。

（二）病毒基因組檢測技術(shù)

1.RT-PCR檢測RNA病毒

-提取病毒RNA，使用反轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA。

-通過PCR擴增目標(biāo)片段，進(jìn)行熒光定量分析。

-產(chǎn)物通過凝膠電泳或測序驗證。

2.PCR檢測DNA病毒

-直接提取病毒DNA，進(jìn)行PCR擴增。

-通過限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）或測序鑒定。

三、病毒學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域

病毒學(xué)研究在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

（一）醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用

1.疫苗開發(fā)

-滅活疫苗：如流感病毒裂解疫苗。

-亞單位疫苗：如乙肝表面抗原疫苗。

-mRNA疫苗：如COVID-19mRNA疫苗。

2.抗病毒藥物設(shè)計

-靶向病毒復(fù)制酶（如HIV蛋白酶抑制劑）。

-抑制病毒進(jìn)入細(xì)胞（如廣譜抗病毒藥物BCP-80）。

（二）農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)領(lǐng)域

1.植物病毒檢測與防治

-抗體夾心法檢測植物病毒抗體。

-利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗病毒作物。

2.基因編輯技術(shù)

-CRISPR/Cas9系統(tǒng)用于病毒基因敲除。

-基于病毒載體的基因治療工具。

四、學(xué)習(xí)資源推薦

為鞏固病毒學(xué)知識，建議學(xué)習(xí)者參考以下資源：

1.教材書籍

-《病毒學(xué)》作者：沈倍奮（科學(xué)出版社）。

-《分子病毒學(xué)》作者：R.Fortesque（Wiley出版社）。

2.在線課程與數(shù)據(jù)庫

-Coursera上的“病毒學(xué)基礎(chǔ)”課程。

-NCBI病毒學(xué)數(shù)據(jù)庫（Virustaxonomy）。

3.學(xué)術(shù)期刊

-《VirologyJournal》《JournalofVirology》等國際期刊。

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一、病毒學(xué)基礎(chǔ)概述

病毒學(xué)是研究病毒的結(jié)構(gòu)、功能、分類、遺傳、進(jìn)化、生態(tài)以及與宿主相互作用的一門科學(xué)。本手冊旨在為學(xué)習(xí)者提供系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，涵蓋病毒學(xué)的基本概念、研究方法、重要病毒分類及其實驗技術(shù)等內(nèi)容。通過本手冊的學(xué)習(xí)，讀者能夠建立扎實的病毒學(xué)知識體系，并掌握基本的實驗操作技能。

(一)病毒學(xué)的基本概念

1.病毒的定義與特征

定義：病毒是一類結(jié)構(gòu)極其簡單、以核酸（DNA或RNA）作為遺傳物質(zhì)、必須在活細(xì)胞內(nèi)寄生并以復(fù)制方式增殖的非細(xì)胞型微生物。

特征：

體積微?。翰《镜闹睆酵ǔＴ?0-400納米之間，遠(yuǎn)小于細(xì)菌，需要電子顯微鏡才能觀察到其形態(tài)結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)簡單：病毒的基本結(jié)構(gòu)通常由核酸（核心）和蛋白質(zhì)外殼（衣殼）組成。部分病毒還擁有一個脂質(zhì)包膜，包膜表面常有糖蛋白刺突。

寄生性：病毒沒有獨立的酶系統(tǒng)和能量代謝系統(tǒng)，無法在體外無細(xì)胞系統(tǒng)中自我復(fù)制，必須依賴宿主細(xì)胞的生物合成機制進(jìn)行增殖。

特異性：病毒的宿主范圍和細(xì)胞親和性具有高度特異性。這主要取決于病毒表面的糖蛋白與宿主細(xì)胞表面受體的特異性識別和結(jié)合。

遺傳物質(zhì)單一：病毒的遺傳物質(zhì)只能是DNA或RNA，二者不會同時存在。

2.病毒的分類結(jié)構(gòu)

核衣殼（Nucleocapsid）：由核酸和蛋白質(zhì)衣殼組成的復(fù)合體。

核酸（NucleicAcid）：是病毒的遺傳物質(zhì)，攜帶遺傳信息，指導(dǎo)病毒粒子的復(fù)制和組裝。可以是DNA（如腺病毒、皰疹病毒）或RNA（如流感病毒、冠狀病毒）。根據(jù)RNA的種類和復(fù)制方式，RNA病毒又可分為正鏈RNA病毒（可以直接作為mRNA翻譯蛋白質(zhì)）、負(fù)鏈RNA病毒（需要先合成正鏈mRNA才能翻譯蛋白質(zhì)）、分節(jié)段RNA病毒（基因組由多個RNA片段組成，如流感病毒）和衛(wèi)星RNA（需要輔助病毒提供衣殼蛋白才能復(fù)制）。

衣殼蛋白（CapsidProtein）：保護(hù)病毒核酸，并參與病毒與宿主細(xì)胞的附著和入侵過程。衣殼蛋白亞基（Capsomere）按一定的對稱性（如二十面體對稱、螺旋對稱）排列，形成衣殼。根據(jù)衣殼蛋白亞基的排列方式，可分為核糖核蛋白（RNP）、核糖核蛋白顆粒（VLP）。

包膜（Envelope）：部分病毒（如流感病毒、冠狀病毒、皰疹病毒）在出芽離開宿主細(xì)胞時，會包裹一層宿主細(xì)胞膜（質(zhì)膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜），形成脂質(zhì)包膜。包膜上鑲嵌有病毒的糖蛋白（Glycoproteins），這些糖蛋白是病毒附著和侵入宿主細(xì)胞的關(guān)鍵，也是誘導(dǎo)宿主免疫反應(yīng)的主要抗原。

其他結(jié)構(gòu)：部分病毒還可能具有其他輔助結(jié)構(gòu)，如尾絲（見于噬菌體）、尾鞘（見于噬菌體）、刺突（Spikes，位于包膜表面）等。

(二)病毒分類與命名

1.病毒分類系統(tǒng)

國際病毒分類委員會（ICTV）分類系統(tǒng)：這是目前國際上最廣泛接受的病毒分類系統(tǒng)。ICTV定期發(fā)布病毒分類報告，對病毒進(jìn)行分類和命名。

分類層級：病毒分類的層級結(jié)構(gòu)從高到低依次為：域（Domain）、界（Kingdom）、門（Phylum）、綱（Class）、目（Order）、科（Family）、屬（Genus）、種（Species）。

分類依據(jù)：主要依據(jù)病毒的遺傳物質(zhì)類型（DNA或RNA，以及RNA的種類和復(fù)制策略）、理化特性、宿主范圍、致病性、形態(tài)結(jié)構(gòu)等因素。

其他分類方法：

基于遺傳物質(zhì)類型：將病毒分為DNA病毒科和RNA病毒科。

基于包膜有無：將病毒分為有包膜病毒科和無包膜病毒科。

基于形態(tài)：將病毒分為球狀病毒科、桿狀病毒科、螺旋狀病毒科、絲狀病毒科等。

基于宿主范圍：將病毒分為動物病毒科、植物病毒科、細(xì)菌病毒（噬菌體）科等。

2.常見病毒分類舉例

DNA病毒（DNAViruses）：

腺病毒科（Adenoviridae）：常引起呼吸道、消化道和泌尿生殖道感染?；蚪M為雙鏈DNA。代表病毒：人腺病毒。

皰疹病毒科（Herpesviridae）：常引起皰疹、帶狀皰疹等疾病。基因組為雙鏈DNA，具有潛伏感染特性。代表病毒：單純皰疹病毒（HSV）、水痘-帶狀皰疹病毒（VZV）、EB病毒（EBV）。

痘病毒科（Poxviridae）：基因組為雙鏈DNA，形態(tài)較大，多為磚形。代表病毒：天花病毒（已基本滅絕）、痘苗病毒（用于疫苗）。

虹彩病毒科（Iridoviridae）：主要感染無脊椎動物（如昆蟲、甲殼類），基因組為雙鏈DNA。代表病毒：鮭魚虹彩病毒。

RNA病毒（RNAViruses）：

正粘病毒科（Orthomyxoviridae）：基因組為分節(jié)段負(fù)鏈RNA，常引起呼吸道感染。代表病毒：甲型流感病毒。

冠狀病毒科（Coronaviridae）：基因組為分節(jié)段正鏈RNA，部分可引起人類呼吸道或消化道疾病。代表病毒：SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2（導(dǎo)致COVID-19）。

冠狀病毒科（Coronaviridae）：基因組為分節(jié)段正鏈RNA，部分可引起人類呼吸道或消化道疾病。代表病毒：SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2（導(dǎo)致COVID-19）。

呼腸病毒科（Reoviridae）：基因組為雙鏈RNA，常感染動物，也可感染人類引起胃腸炎。代表病毒：輪狀病毒（主要引起嬰幼兒腹瀉）、諾如病毒（引起急性胃腸炎）。

鼻病毒科（Rhinoviridae）：基因組為單鏈正鏈RNA，是引起普通感冒最常見的病原體。代表病毒：多種鼻病毒型別。

二、病毒學(xué)實驗技術(shù)

病毒學(xué)研究高度依賴實驗技術(shù)，以下介紹常用實驗方法及操作步驟。

(一)病毒培養(yǎng)技術(shù)

病毒必須在活細(xì)胞內(nèi)才能復(fù)制，因此病毒培養(yǎng)是病毒學(xué)研究的基礎(chǔ)。常用的病毒培養(yǎng)系統(tǒng)包括動物細(xì)胞培養(yǎng)、組織培養(yǎng)和昆蟲細(xì)胞培養(yǎng)。

1.細(xì)胞培養(yǎng)準(zhǔn)備

細(xì)胞系選擇：根據(jù)病毒種類選擇合適的宿主細(xì)胞系。常見的人源細(xì)胞系如Vero細(xì)胞（非洲綠猴腎細(xì)胞）、HEK293細(xì)胞（人胚胎腎細(xì)胞）、HeLa細(xì)胞（人宮頸癌細(xì)胞）等。動物病毒通常選擇哺乳動物細(xì)胞系，植物病毒選擇植物細(xì)胞系，細(xì)菌病毒（噬菌體）選擇宿主細(xì)菌。

培養(yǎng)基配制：

基礎(chǔ)培養(yǎng)基：常用的有DMEM（Dulbecco'sModifiedEagleMedium）、MEM（MinimumEssentialMedium）、RPMI1640等，根據(jù)細(xì)胞類型選擇。

添加物：加入非必需氨基酸（如谷氨酰胺）、核苷酸、青霉素（100U/mL）、鏈霉素（100μg/mL）等。根據(jù)需要可添加血清（如10%胎牛血清FBS或10%馬血清FBS）以提高細(xì)胞生長速度和培養(yǎng)效果。

pH調(diào)節(jié)：使用Hepes或碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH至7.2-7.4。

細(xì)胞培養(yǎng)容器：根據(jù)細(xì)胞生長狀態(tài)選擇培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)皿或微孔板。培養(yǎng)瓶需在高壓蒸汽滅菌（121°C,15分鐘）后使用。

細(xì)胞接種與傳代：

傳代前準(zhǔn)備：觀察細(xì)胞狀態(tài)，當(dāng)細(xì)胞生長至接近匯合度（80%-90%）時，進(jìn)行傳代。

消化傳代：使用0.25%Trypsin-EDTA溶液消化細(xì)胞（根據(jù)細(xì)胞類型調(diào)整消化時間，通常5-15分鐘），加入含有血清的培養(yǎng)基終止消化，用吸管輕輕吹打懸浮細(xì)胞。

計數(shù)細(xì)胞：使用血球計數(shù)板或細(xì)胞計數(shù)儀計數(shù)細(xì)胞懸液濃度。

稀釋接種：將細(xì)胞懸液按一定比例稀釋接種到新的培養(yǎng)容器中，確保初始細(xì)胞密度適宜（如1×10?-1×10?cells/mL）。

2.病毒接種與傳代

病毒原液制備與稀釋：收集病毒培養(yǎng)上清液（含病毒粒子），或從凍存管中復(fù)蘇病毒。根據(jù)病毒滴度（TCID??，即50%組織培養(yǎng)感染劑量）和實驗?zāi)康?，用含血清的培養(yǎng)基將病毒稀釋至合適濃度。病毒滴度通常通過空斑試驗（PlaqueAssay）測定。

病毒吸附：將稀釋后的病毒懸液加入已生長至合適匯合度的細(xì)胞培養(yǎng)板中，置于37°C、5%CO?培養(yǎng)箱中吸附一定時間（通常為1-4小時，具體時間依病毒種類而定）。吸附期間可輕柔晃動培養(yǎng)箱或培養(yǎng)板，有助于病毒與細(xì)胞充分結(jié)合。

加入維持液：吸附結(jié)束后，吸棄病毒懸液，加入新鮮的含血清的維持培養(yǎng)基，繼續(xù)培養(yǎng)。

觀察感染現(xiàn)象（CPE）：在顯微鏡下觀察細(xì)胞是否出現(xiàn)病變。常見的CPE類型包括細(xì)胞圓縮、脫落、聚集、空泡形成、染色質(zhì)溶解等。不同病毒引起的CPE特征可能不同。

病毒收獲與傳代：

收獲：當(dāng)CPE達(dá)到一定程度（如50%-70%）時，收集病毒上清液（通過吸管吸棄或離心收集）。若病毒需包膜，可在收獲前提高CO?濃度或溫度促進(jìn)病毒從細(xì)胞表面釋放。

凍存：收獲的病毒液可分裝后凍存于-80°C或液氮中保存。

傳代：將病毒上清液用于感染新的細(xì)胞，進(jìn)行下一輪病毒增殖。

(二)病毒基因組檢測技術(shù)

病毒基因組檢測是病毒學(xué)研究和診斷的重要手段。根據(jù)病毒遺傳物質(zhì)的類型，采用不同的檢測技術(shù)。

1.RT-PCR檢測RNA病毒

原理：逆轉(zhuǎn)錄酶PCR（RT-PCR）是將RNA模板逆轉(zhuǎn)錄為cDNA，再以cDNA為模板進(jìn)行PCR擴增的技術(shù)。

操作步驟：

RNA提取：從細(xì)胞培養(yǎng)上清、組織樣本或其他臨床樣本中提取總RNA。常用方法包括柱式提取法（如使用TRIzol試劑或商業(yè)試劑盒）或試劑盒法。注意操作過程中防止RNA降解（如使用無RNase水、戴無菌手套、操作在冰上等）。

逆轉(zhuǎn)錄（ReverseTranscription）：將提取的RNA（或加入Oligo(dT)引物特異性結(jié)合mRNA）與逆轉(zhuǎn)錄酶（如M-MLV逆轉(zhuǎn)錄酶）、dNTPs、隨機引物或特異性引物、緩沖液等混合，在特定溫度（通常42°C）下水浴反應(yīng)一定時間（如30-60分鐘），合成cDNA。

PCR擴增：將合成的cDNA作為模板，加入PCR反應(yīng)體系（含TaqDNA聚合酶、PCR引物、dNTPs、緩沖液）。在PCR儀上按照預(yù)設(shè)的循環(huán)參數(shù)（變性、退火、延伸）進(jìn)行擴增。引物設(shè)計應(yīng)針對病毒基因組保守區(qū)域，以增加檢測特異性。

結(jié)果分析：擴增產(chǎn)物可通過瓊脂糖凝膠電泳（觀察條帶大?。┗驘晒舛縋CR（檢測擴增曲線和Cq值）進(jìn)行分析。凝膠電泳法適用于定性或半定量檢測，熒光定量PCR可實現(xiàn)精確定量。

2.PCR檢測DNA病毒

原理：PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）是以DNA為模板，利用DNA聚合酶在引物作用下合成互補DNA鏈的技術(shù)。

操作步驟：

DNA提?。簭募?xì)胞培養(yǎng)上清、組織樣本或其他臨床樣本中提取總DNA。常用方法包括柱式提取法（如使用DNA提取試劑盒）或傳統(tǒng)酚-氯仿抽提法。同樣注意防止DNA降解。

PCR擴增：將提取的DNA作為模板，加入PCR反應(yīng)體系（含TaqDNA聚合酶、PCR引物、dNTPs、緩沖液）。在PCR儀上按照預(yù)設(shè)的循環(huán)參數(shù)進(jìn)行擴增。引物設(shè)計同樣應(yīng)針對病毒基因組保守區(qū)域。

結(jié)果分析：同RT-PCR。凝膠電泳法適用于定性檢測，若需鑒定病毒種類，可結(jié)合限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）分析或測序法。

三、病毒學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域

病毒學(xué)研究在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

(一)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用

1.疫苗開發(fā)

滅活疫苗（InactivatedVaccine）：通過物理或化學(xué)方法（如加熱、紫外線照射、甲醛處理）使病毒失去感染性，但仍保留其抗原性。優(yōu)點是安全性高，但通常需要多次接種才能產(chǎn)生有效免疫。例如，流感病毒裂解疫苗。

減毒活疫苗（LiveAttenuatedVaccine）：使用遺傳上已被改造使其毒力減弱但仍能復(fù)制的病毒株制備的疫苗。優(yōu)點是免疫效果持久，接種一次即可產(chǎn)生較長時間的保護(hù)力，且可誘導(dǎo)黏膜免疫。缺點是可能存在返祖風(fēng)險，不適用于免疫力低下人群。例如，麻疹疫苗（麻疹病毒減毒株）、水痘-帶狀皰疹疫苗（VZV減毒株）。

亞單位疫苗（SubunitVaccine）：只使用病毒的部分組分（如病毒抗原蛋白、多糖）作為抗原制備的疫苗。優(yōu)點是安全性極高，無感染風(fēng)險。缺點是需要佐劑增強免疫效果，且可能需要多次接種。例如，乙肝表面抗原疫苗、破傷風(fēng)疫苗（雖為細(xì)菌毒素，但原理類似）。

重組蛋白疫苗（RecombinantProteinVaccine）：利用基因工程技術(shù)在宿主細(xì)胞中表達(dá)病毒的特定抗原蛋白，然后純化該蛋白作為疫苗。這是亞單位疫苗的一種高級形式。

mRNA疫苗（mRNAVaccine）：將編碼病毒抗原的mRNA片段包裹在脂質(zhì)納米顆粒中，注射進(jìn)入人體后，細(xì)胞利用自身的翻譯機制合成抗原蛋白，從而誘導(dǎo)免疫反應(yīng)。優(yōu)點是研發(fā)速度快、安全性高。例如，針對COVID-19的mRNA疫苗。

2.抗病毒藥物設(shè)計

原理：抗病毒藥物通過抑制病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制過程來發(fā)揮作用。其作用靶點通常選擇病毒特有的酶或結(jié)構(gòu)蛋白，以盡量減少對宿主細(xì)胞的影響。

主要靶點與藥物類型：

病毒進(jìn)入抑制劑：阻止病毒附著于宿主細(xì)胞或進(jìn)入細(xì)胞。例如，廣譜抗HIV藥物BCP-80（靶向病毒膜融合）。

病毒反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑（用于逆轉(zhuǎn)錄病毒）：抑制HIV等病毒的反轉(zhuǎn)錄酶，阻止RNA基因組轉(zhuǎn)錄為DNA。例如，疊氮胸苷（AZT）、洛匹那韋（Lopinavir）。

病毒蛋白酶抑制劑（用于逆轉(zhuǎn)錄病毒和丙型肝炎病毒）：抑制病毒蛋白酶，阻止多聚蛋白前體的正確切割。例如，洛匹那韋、西美普韋（Sitagliptin，也有降糖作用，但也可抑制HCV蛋白酶）。

病毒聚合酶抑制劑（用于RNA病毒和DNA病毒）：抑制病毒RNA依賴的RNA聚合酶（RdRp）或DNA聚合酶。例如，利巴韋林（用于流感、丙型肝炎）、阿昔洛韋（用于皰疹病毒，抑制DNA聚合酶）。

病毒轉(zhuǎn)錄抑制劑（用于皰疹病毒等）：阻止病毒DNA轉(zhuǎn)錄為mRNA。例如，阿昔洛韋。

病毒整合酶抑制劑（用于逆轉(zhuǎn)錄病毒）：抑制病毒DNA整合入宿主細(xì)胞基因組。例如，替諾福韋（Tenofovir）。

病毒裝配/釋放抑制劑：阻止新復(fù)制的病毒粒子組裝或從細(xì)胞內(nèi)釋放。例如，某些流感病毒抑制劑。

(二)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)領(lǐng)域

1.植物病毒檢測與防治

檢測方法：

抗體檢測：如酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）、抗體夾心法，用于檢測植物組織中的病毒抗原或抗體。這是目前最常用的田間快速檢測方法之一。

核酸檢測：如RT-PCR、qPCR，用于檢測植物樣本中的病毒核酸，特異性高、靈敏度高。

血清學(xué)檢測：如間接免疫熒光（IIF），用于檢測植物細(xì)胞中的病毒抗原。

防治策略：

農(nóng)業(yè)措施：選育和推廣抗病毒品種、實行輪作、清除病株和雜草、控制傳播媒介（如蚜蟲）、加強田間管理（如合理施肥灌溉）。

生物防治：利用病毒衛(wèi)星RNA、病毒相關(guān)基因（VIGs）或抗病毒蛋白來抑制病毒復(fù)制。

物理防治：溫湯浸種、使用植物生長調(diào)節(jié)劑等。

2.基因編輯技術(shù)

原理：基因編輯技術(shù)是利用核酸酶（如CRISPR/Cas9系統(tǒng)）在基因組特定位點引入精準(zhǔn)的DNA斷裂，進(jìn)而通過細(xì)胞的自我修復(fù)機制（如非同源末端連接NHEJ或同源定向修復(fù)HDR）進(jìn)行基因修飾。

在病毒學(xué)中的應(yīng)用：

病毒基因敲除：利用基因編輯技術(shù)敲除病毒基因組中的特定基因（如復(fù)制相關(guān)基因、免疫逃逸基因），用于研究病毒功能或開發(fā)基因工程疫苗。

宿主基因修飾：通過基因編輯技術(shù)修飾宿主細(xì)胞的基因，使其獲得抗病毒特性。例如，編輯CFTR基因治療囊性纖維化，該病常合并慢性呼吸道病毒感染。

基因治療工具：利用經(jīng)過基因編輯的病毒載體（如腺病毒、lentivirus）作為遞送工具，將治療基因?qū)氚屑?xì)胞，用于治療遺傳性疾病或感染性疾病。例如，使用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對造血干細(xì)胞進(jìn)行編輯，以使其抵抗HIV感染。

四、學(xué)習(xí)資源推薦

為鞏固病毒學(xué)知識，建議學(xué)習(xí)者參考以下資源：

1.教材書籍

《病毒學(xué)》（第8版）作者：沈倍奮主編（科學(xué)出版社）：國內(nèi)經(jīng)典的病毒學(xué)教材，系統(tǒng)介紹病毒學(xué)基礎(chǔ)理論。

《分子病毒學(xué)》（第2版）作者：R.Fortesque（Wiley出版社）：國際上廣泛使用的分子病毒學(xué)教材，內(nèi)容深入且更新及時。

《病毒學(xué)導(dǎo)論》（第6版）作者：B.N.Kümmerer（Springer出版社）：適合初學(xué)者的病毒學(xué)入門教材。

2.在線課程與數(shù)據(jù)庫

在線課程：

Coursera上的“病毒學(xué)基礎(chǔ)”課程（由多所大學(xué)提供）：涵蓋病毒學(xué)核心概念和基本原理。

edX上的“病毒學(xué)及其對社會的影響”課程：結(jié)合病毒學(xué)知識與社會議題。

數(shù)據(jù)庫：

NCBI病毒學(xué)數(shù)據(jù)庫（VirusTaxonomy）：提供ICTV病毒分類的最新信息。

GenBank：全球最大的核酸序列數(shù)據(jù)庫，可檢索病毒基因序列。

UniProt：收錄了病毒蛋白質(zhì)的詳細(xì)信息，包括結(jié)構(gòu)、功能等。

3.學(xué)術(shù)期刊

核心期刊：

《VirologyJournal》：發(fā)表病毒學(xué)各領(lǐng)域的原創(chuàng)研究論文。

《JournalofVirology》：美國病毒學(xué)會會刊，發(fā)表病毒學(xué)各領(lǐng)域的權(quán)威研究。

《ArchivesofVirology》：發(fā)表病毒學(xué)基礎(chǔ)和臨床研究。

《EmergingInfectiousDiseases》：關(guān)注新發(fā)和再發(fā)傳染病，包括病毒性疾病。

關(guān)注領(lǐng)域：

《AntiviralResearch》：專注于抗病毒藥物和治療研究。

《Vaccine》：關(guān)注疫苗開發(fā)、免疫學(xué)和預(yù)防醫(yī)學(xué)。

《JournalofGeneralVirology》：英國病毒學(xué)會會刊，涵蓋病毒學(xué)基礎(chǔ)研究。

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一、病毒學(xué)基礎(chǔ)概述

病毒學(xué)是研究病毒的結(jié)構(gòu)、功能、分類、遺傳、進(jìn)化、生態(tài)以及與宿主相互作用的一門科學(xué)。本手冊旨在為學(xué)習(xí)者提供系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，涵蓋病毒學(xué)的基本概念、研究方法、重要病毒分類及其實驗技術(shù)等內(nèi)容。

（一）病毒學(xué)的基本概念

1.病毒的定義與特征

-病毒是體積微小、結(jié)構(gòu)簡單的生物實體，僅含一種核酸（DNA或RNA）。

-病毒依賴宿主細(xì)胞進(jìn)行復(fù)制，不具備獨立代謝能力。

-病毒感染具有宿主特異性，通常只能感染特定種類的生物。

2.病毒的組成結(jié)構(gòu)

-核心區(qū)：含核酸（DNA或RNA）及相關(guān)蛋白質(zhì)（如衣殼蛋白）。

-包膜：部分病毒具有脂質(zhì)包膜，表面鑲嵌糖蛋白。

-衣殼：由蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成的對稱結(jié)構(gòu)，保護(hù)核酸。

（二）病毒分類與命名

1.病毒分類系統(tǒng)

-基于遺傳物質(zhì)類型（DNA病毒或RNA病毒）。

-基于包膜有無及形態(tài)（球狀、桿狀、絲狀等）。

-基于宿主范圍（動物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒）。

2.常見病毒分類舉例

-DNA病毒：皰疹病毒科（單純皰疹病毒）、腺病毒科（腺病毒）。

-RNA病毒：正粘病毒科（流感病毒）、冠狀病毒科（SARS-CoV-2）。

二、病毒學(xué)實驗技術(shù)

病毒學(xué)研究高度依賴實驗技術(shù)，以下介紹常用實驗方法及操作步驟。

（一）病毒培養(yǎng)技術(shù)

1.細(xì)胞培養(yǎng)準(zhǔn)備

-選擇合適的宿主細(xì)胞系（如Vero細(xì)胞、HEK293細(xì)胞）。

-使用L-15或DMEM等培養(yǎng)液，添加10%胎牛血清。

-在37°C、5%CO?條件下培養(yǎng)，定期更換培養(yǎng)液。

2.病毒接種與傳代

-將病毒原液稀釋至合適濃度（如10?3至10??）。

-吸附時間通常為1-4小時，后加入培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)。

-通過觀察細(xì)胞病變（CPE）判斷感染情況，進(jìn)行傳代。

（二）病毒基因組檢測技術(shù)

1.RT-PCR檢測RNA病毒

-提取病毒RNA，使用反轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA。

-通過PCR擴增目標(biāo)片段，進(jìn)行熒光定量分析。

-產(chǎn)物通過凝膠電泳或測序驗證。

2.PCR檢測DNA病毒

-直接提取病毒DNA，進(jìn)行PCR擴增。

-通過限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）或測序鑒定。

三、病毒學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域

病毒學(xué)研究在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

（一）醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用

1.疫苗開發(fā)

-滅活疫苗：如流感病毒裂解疫苗。

-亞單位疫苗：如乙肝表面抗原疫苗。

-mRNA疫苗：如COVID-19mRNA疫苗。

2.抗病毒藥物設(shè)計

-靶向病毒復(fù)制酶（如HIV蛋白酶抑制劑）。

-抑制病毒進(jìn)入細(xì)胞（如廣譜抗病毒藥物BCP-80）。

（二）農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)領(lǐng)域

1.植物病毒檢測與防治

-抗體夾心法檢測植物病毒抗體。

-利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗病毒作物。

2.基因編輯技術(shù)

-CRISPR/Cas9系統(tǒng)用于病毒基因敲除。

-基于病毒載體的基因治療工具。

四、學(xué)習(xí)資源推薦

為鞏固病毒學(xué)知識，建議學(xué)習(xí)者參考以下資源：

1.教材書籍

-《病毒學(xué)》作者：沈倍奮（科學(xué)出版社）。

-《分子病毒學(xué)》作者：R.Fortesque（Wiley出版社）。

2.在線課程與數(shù)據(jù)庫

-Coursera上的“病毒學(xué)基礎(chǔ)”課程。

-NCBI病毒學(xué)數(shù)據(jù)庫（Virustaxonomy）。

3.學(xué)術(shù)期刊

-《VirologyJournal》《JournalofVirology》等國際期刊。

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一、病毒學(xué)基礎(chǔ)概述

病毒學(xué)是研究病毒的結(jié)構(gòu)、功能、分類、遺傳、進(jìn)化、生態(tài)以及與宿主相互作用的一門科學(xué)。本手冊旨在為學(xué)習(xí)者提供系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，涵蓋病毒學(xué)的基本概念、研究方法、重要病毒分類及其實驗技術(shù)等內(nèi)容。通過本手冊的學(xué)習(xí)，讀者能夠建立扎實的病毒學(xué)知識體系，并掌握基本的實驗操作技能。

(一)病毒學(xué)的基本概念

1.病毒的定義與特征

定義：病毒是一類結(jié)構(gòu)極其簡單、以核酸（DNA或RNA）作為遺傳物質(zhì)、必須在活細(xì)胞內(nèi)寄生并以復(fù)制方式增殖的非細(xì)胞型微生物。

特征：

體積微?。翰《镜闹睆酵ǔＴ?0-400納米之間，遠(yuǎn)小于細(xì)菌，需要電子顯微鏡才能觀察到其形態(tài)結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)簡單：病毒的基本結(jié)構(gòu)通常由核酸（核心）和蛋白質(zhì)外殼（衣殼）組成。部分病毒還擁有一個脂質(zhì)包膜，包膜表面常有糖蛋白刺突。

寄生性：病毒沒有獨立的酶系統(tǒng)和能量代謝系統(tǒng)，無法在體外無細(xì)胞系統(tǒng)中自我復(fù)制，必須依賴宿主細(xì)胞的生物合成機制進(jìn)行增殖。

特異性：病毒的宿主范圍和細(xì)胞親和性具有高度特異性。這主要取決于病毒表面的糖蛋白與宿主細(xì)胞表面受體的特異性識別和結(jié)合。

遺傳物質(zhì)單一：病毒的遺傳物質(zhì)只能是DNA或RNA，二者不會同時存在。

2.病毒的分類結(jié)構(gòu)

核衣殼（Nucleocapsid）：由核酸和蛋白質(zhì)衣殼組成的復(fù)合體。

核酸（NucleicAcid）：是病毒的遺傳物質(zhì)，攜帶遺傳信息，指導(dǎo)病毒粒子的復(fù)制和組裝?？梢允荄NA（如腺病毒、皰疹病毒）或RNA（如流感病毒、冠狀病毒）。根據(jù)RNA的種類和復(fù)制方式，RNA病毒又可分為正鏈RNA病毒（可以直接作為mRNA翻譯蛋白質(zhì)）、負(fù)鏈RNA病毒（需要先合成正鏈mRNA才能翻譯蛋白質(zhì)）、分節(jié)段RNA病毒（基因組由多個RNA片段組成，如流感病毒）和衛(wèi)星RNA（需要輔助病毒提供衣殼蛋白才能復(fù)制）。

衣殼蛋白（CapsidProtein）：保護(hù)病毒核酸，并參與病毒與宿主細(xì)胞的附著和入侵過程。衣殼蛋白亞基（Capsomere）按一定的對稱性（如二十面體對稱、螺旋對稱）排列，形成衣殼。根據(jù)衣殼蛋白亞基的排列方式，可分為核糖核蛋白（RNP）、核糖核蛋白顆粒（VLP）。

包膜（Envelope）：部分病毒（如流感病毒、冠狀病毒、皰疹病毒）在出芽離開宿主細(xì)胞時，會包裹一層宿主細(xì)胞膜（質(zhì)膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜），形成脂質(zhì)包膜。包膜上鑲嵌有病毒的糖蛋白（Glycoproteins），這些糖蛋白是病毒附著和侵入宿主細(xì)胞的關(guān)鍵，也是誘導(dǎo)宿主免疫反應(yīng)的主要抗原。

其他結(jié)構(gòu)：部分病毒還可能具有其他輔助結(jié)構(gòu)，如尾絲（見于噬菌體）、尾鞘（見于噬菌體）、刺突（Spikes，位于包膜表面）等。

(二)病毒分類與命名

1.病毒分類系統(tǒng)

國際病毒分類委員會（ICTV）分類系統(tǒng)：這是目前國際上最廣泛接受的病毒分類系統(tǒng)。ICTV定期發(fā)布病毒分類報告，對病毒進(jìn)行分類和命名。

分類層級：病毒分類的層級結(jié)構(gòu)從高到低依次為：域（Domain）、界（Kingdom）、門（Phylum）、綱（Class）、目（Order）、科（Family）、屬（Genus）、種（Species）。

分類依據(jù)：主要依據(jù)病毒的遺傳物質(zhì)類型（DNA或RNA，以及RNA的種類和復(fù)制策略）、理化特性、宿主范圍、致病性、形態(tài)結(jié)構(gòu)等因素。

其他分類方法：

基于遺傳物質(zhì)類型：將病毒分為DNA病毒科和RNA病毒科。

基于包膜有無：將病毒分為有包膜病毒科和無包膜病毒科。

基于形態(tài)：將病毒分為球狀病毒科、桿狀病毒科、螺旋狀病毒科、絲狀病毒科等。

基于宿主范圍：將病毒分為動物病毒科、植物病毒科、細(xì)菌病毒（噬菌體）科等。

2.常見病毒分類舉例

DNA病毒（DNAViruses）：

腺病毒科（Adenoviridae）：常引起呼吸道、消化道和泌尿生殖道感染?；蚪M為雙鏈DNA。代表病毒：人腺病毒。

皰疹病毒科（Herpesviridae）：常引起皰疹、帶狀皰疹等疾病?；蚪M為雙鏈DNA，具有潛伏感染特性。代表病毒：單純皰疹病毒（HSV）、水痘-帶狀皰疹病毒（VZV）、EB病毒（EBV）。

痘病毒科（Poxviridae）：基因組為雙鏈DNA，形態(tài)較大，多為磚形。代表病毒：天花病毒（已基本滅絕）、痘苗病毒（用于疫苗）。

虹彩病毒科（Iridoviridae）：主要感染無脊椎動物（如昆蟲、甲殼類），基因組為雙鏈DNA。代表病毒：鮭魚虹彩病毒。

RNA病毒（RNAViruses）：

正粘病毒科（Orthomyxoviridae）：基因組為分節(jié)段負(fù)鏈RNA，常引起呼吸道感染。代表病毒：甲型流感病毒。

冠狀病毒科（Coronaviridae）：基因組為分節(jié)段正鏈RNA，部分可引起人類呼吸道或消化道疾病。代表病毒：SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2（導(dǎo)致COVID-19）。

冠狀病毒科（Coronaviridae）：基因組為分節(jié)段正鏈RNA，部分可引起人類呼吸道或消化道疾病。代表病毒：SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2（導(dǎo)致COVID-19）。

呼腸病毒科（Reoviridae）：基因組為雙鏈RNA，常感染動物，也可感染人類引起胃腸炎。代表病毒：輪狀病毒（主要引起嬰幼兒腹瀉）、諾如病毒（引起急性胃腸炎）。

鼻病毒科（Rhinoviridae）：基因組為單鏈正鏈RNA，是引起普通感冒最常見的病原體。代表病毒：多種鼻病毒型別。

二、病毒學(xué)實驗技術(shù)

病毒學(xué)研究高度依賴實驗技術(shù)，以下介紹常用實驗方法及操作步驟。

(一)病毒培養(yǎng)技術(shù)

病毒必須在活細(xì)胞內(nèi)才能復(fù)制，因此病毒培養(yǎng)是病毒學(xué)研究的基礎(chǔ)。常用的病毒培養(yǎng)系統(tǒng)包括動物細(xì)胞培養(yǎng)、組織培養(yǎng)和昆蟲細(xì)胞培養(yǎng)。

1.細(xì)胞培養(yǎng)準(zhǔn)備

細(xì)胞系選擇：根據(jù)病毒種類選擇合適的宿主細(xì)胞系。常見的人源細(xì)胞系如Vero細(xì)胞（非洲綠猴腎細(xì)胞）、HEK293細(xì)胞（人胚胎腎細(xì)胞）、HeLa細(xì)胞（人宮頸癌細(xì)胞）等。動物病毒通常選擇哺乳動物細(xì)胞系，植物病毒選擇植物細(xì)胞系，細(xì)菌病毒（噬菌體）選擇宿主細(xì)菌。

培養(yǎng)基配制：

基礎(chǔ)培養(yǎng)基：常用的有DMEM（Dulbecco'sModifiedEagleMedium）、MEM（MinimumEssentialMedium）、RPMI1640等，根據(jù)細(xì)胞類型選擇。

添加物：加入非必需氨基酸（如谷氨酰胺）、核苷酸、青霉素（100U/mL）、鏈霉素（100μg/mL）等。根據(jù)需要可添加血清（如10%胎牛血清FBS或10%馬血清FBS）以提高細(xì)胞生長速度和培養(yǎng)效果。

pH調(diào)節(jié)：使用Hepes或碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH至7.2-7.4。

細(xì)胞培養(yǎng)容器：根據(jù)細(xì)胞生長狀態(tài)選擇培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)皿或微孔板。培養(yǎng)瓶需在高壓蒸汽滅菌（121°C,15分鐘）后使用。

細(xì)胞接種與傳代：

傳代前準(zhǔn)備：觀察細(xì)胞狀態(tài)，當(dāng)細(xì)胞生長至接近匯合度（80%-90%）時，進(jìn)行傳代。

消化傳代：使用0.25%Trypsin-EDTA溶液消化細(xì)胞（根據(jù)細(xì)胞類型調(diào)整消化時間，通常5-15分鐘），加入含有血清的培養(yǎng)基終止消化，用吸管輕輕吹打懸浮細(xì)胞。

計數(shù)細(xì)胞：使用血球計數(shù)板或細(xì)胞計數(shù)儀計數(shù)細(xì)胞懸液濃度。

稀釋接種：將細(xì)胞懸液按一定比例稀釋接種到新的培養(yǎng)容器中，確保初始細(xì)胞密度適宜（如1×10?-1×10?cells/mL）。

2.病毒接種與傳代

病毒原液制備與稀釋：收集病毒培養(yǎng)上清液（含病毒粒子），或從凍存管中復(fù)蘇病毒。根據(jù)病毒滴度（TCID??，即50%組織培養(yǎng)感染劑量）和實驗?zāi)康?，用含血清的培養(yǎng)基將病毒稀釋至合適濃度。病毒滴度通常通過空斑試驗（PlaqueAssay）測定。

病毒吸附：將稀釋后的病毒懸液加入已生長至合適匯合度的細(xì)胞培養(yǎng)板中，置于37°C、5%CO?培養(yǎng)箱中吸附一定時間（通常為1-4小時，具體時間依病毒種類而定）。吸附期間可輕柔晃動培養(yǎng)箱或培養(yǎng)板，有助于病毒與細(xì)胞充分結(jié)合。

加入維持液：吸附結(jié)束后，吸棄病毒懸液，加入新鮮的含血清的維持培養(yǎng)基，繼續(xù)培養(yǎng)。

觀察感染現(xiàn)象（CPE）：在顯微鏡下觀察細(xì)胞是否出現(xiàn)病變。常見的CPE類型包括細(xì)胞圓縮、脫落、聚集、空泡形成、染色質(zhì)溶解等。不同病毒引起的CPE特征可能不同。

病毒收獲與傳代：

收獲：當(dāng)CPE達(dá)到一定程度（如50%-70%）時，收集病毒上清液（通過吸管吸棄或離心收集）。若病毒需包膜，可在收獲前提高CO?濃度或溫度促進(jìn)病毒從細(xì)胞表面釋放。

凍存：收獲的病毒液可分裝后凍存于-80°C或液氮中保存。

傳代：將病毒上清液用于感染新的細(xì)胞，進(jìn)行下一輪病毒增殖。

(二)病毒基因組檢測技術(shù)

病毒基因組檢測是病毒學(xué)研究和診斷的重要手段。根據(jù)病毒遺傳物質(zhì)的類型，采用不同的檢測技術(shù)。

1.RT-PCR檢測RNA病毒

原理：逆轉(zhuǎn)錄酶PCR（RT-PCR）是將RNA模板逆轉(zhuǎn)錄為cDNA，再以cDNA為模板進(jìn)行PCR擴增的技術(shù)。

操作步驟：

RNA提?。簭募?xì)胞培養(yǎng)上清、組織樣本或其他臨床樣本中提取總RNA。常用方法包括柱式提取法（如使用TRIzol試劑或商業(yè)試劑盒）或試劑盒法。注意操作過程中防止RNA降解（如使用無RNase水、戴無菌手套、操作在冰上等）。

逆轉(zhuǎn)錄（ReverseTranscription）：將提取的RNA（或加入Oligo(dT)引物特異性結(jié)合mRNA）與逆轉(zhuǎn)錄酶（如M-MLV逆轉(zhuǎn)錄酶）、dNTPs、隨機引物或特異性引物、緩沖液等混合，在特定溫度（通常42°C）下水浴反應(yīng)一定時間（如30-60分鐘），合成cDNA。

PCR擴增：將合成的cDNA作為模板，加入PCR反應(yīng)體系（含TaqDNA聚合酶、PCR引物、dNTPs、緩沖液）。在PCR儀上按照預(yù)設(shè)的循環(huán)參數(shù)（變性、退火、延伸）進(jìn)行擴增。引物設(shè)計應(yīng)針對病毒基因組保守區(qū)域，以增加檢測特異性。

結(jié)果分析：擴增產(chǎn)物可通過瓊脂糖凝膠電泳（觀察條帶大?。┗驘晒舛縋CR（檢測擴增曲線和Cq值）進(jìn)行分析。凝膠電泳法適用于定性或半定量檢測，熒光定量PCR可實現(xiàn)精確定量。

2.PCR檢測DNA病毒

原理：PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）是以DNA為模板，利用DNA聚合酶在引物作用下合成互補DNA鏈的技術(shù)。

操作步驟：

DNA提取：從細(xì)胞培養(yǎng)上清、組織樣本或其他臨床樣本中提取總DNA。常用方法包括柱式提取法（如使用DNA提取試劑盒）或傳統(tǒng)酚-氯仿抽提法。同樣注意防止DNA降解。

PCR擴增：將提取的DNA作為模板，加入PCR反應(yīng)體系（含TaqDNA聚合酶、PCR引物、dNTPs、緩沖液）。在PCR儀上按照預(yù)設(shè)的循環(huán)參數(shù)進(jìn)行擴增。引物設(shè)計同樣應(yīng)針對病毒基因組保守區(qū)域。

結(jié)果分析：同RT-PCR。凝膠電泳法適用于定性檢測，若需鑒定病毒種類，可結(jié)合限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）分析或測序法。

三、病毒學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域

病毒學(xué)研究在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

(一)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用

1.疫苗開發(fā)

滅活疫苗（InactivatedVaccine）：通過物理或化學(xué)方法（如加熱、紫外線照射、甲醛處理）使病毒失去感染性，但仍保留其抗原性。優(yōu)點是安全性高，但通常需要多次接種才能產(chǎn)生有效免疫。例如，流感病毒裂解疫苗。

減毒活疫苗（LiveAttenuatedVaccine）：使用遺傳上已被改造使其毒力減弱但仍能復(fù)制的病毒株制備的疫苗。優(yōu)點是免疫效果持久，接種一次即可產(chǎn)生較長時間的保護(hù)力，且可誘導(dǎo)黏膜免疫。缺點是可能存在返祖風(fēng)險，不適用于免疫力低下人群。例如，麻疹疫苗（麻疹病毒減毒株）、水痘-帶狀皰疹疫苗（VZV減毒株）。

亞單位疫苗（SubunitVaccine）：只使用病毒的部分組分（如病毒抗原蛋白、多糖）作為抗原制備的疫苗。優(yōu)點是安全性極高，無感染風(fēng)險。缺點是需要佐劑增強免疫效果，且可能需要多次接種。例如，乙肝表面抗原疫苗、破傷風(fēng)疫苗（雖為細(xì)菌毒素，但原理類似）。

重組蛋白疫苗（RecombinantProteinVaccine）：利用基因工程技術(shù)在宿主細(xì)胞中表達(dá)病毒的特定抗原蛋白，然后純化該蛋白作為疫苗。這是亞單位疫苗的一種高級形式。

mRNA疫苗（mRNAVaccine）：將編碼病毒抗原的mRNA片段包裹在脂質(zhì)納米顆粒中，注射進(jìn)入人體后，細(xì)胞利用自身的翻譯機制合成抗原蛋白，從而誘導(dǎo)免疫反應(yīng)。優(yōu)點是研發(fā)速度快、安全性高。例如，針對COVID-19的mRNA疫苗。

2.抗病毒藥物設(shè)計

原理：抗病毒藥物通過抑制病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制過程來發(fā)揮作用。其作用靶點通常選擇病毒特有的酶或結(jié)構(gòu)蛋白，以盡量減少對宿主細(xì)胞的影響。

主要靶點與藥物類型：

病毒進(jìn)入抑制劑：阻止病毒附著于宿主細(xì)胞或進(jìn)入細(xì)胞。例如，廣譜抗HIV藥物BCP-80（靶向病毒膜融合）。

病毒反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑（用于逆轉(zhuǎn)錄病毒）：抑制HIV等病毒的反轉(zhuǎn)錄酶，阻止RNA基因組轉(zhuǎn)錄為DNA。例如，疊氮胸苷（AZT）、洛匹那韋（Lopinavir）。

病毒蛋白酶抑制劑（用于逆轉(zhuǎn)錄病毒和丙型肝炎病毒）：抑制病毒蛋白酶，阻止多聚蛋白前體的正確切割。例如，洛匹那韋、西美普韋（Sitagliptin，也有降糖作用，但也可抑制HCV蛋白