病毒概论

病毒是一种微小的传染原，可在活宿主细胞内繁殖。 当被感染时，宿主细胞被迫迅速产生数千个与原始病毒相同的拷贝。 与大多数生物不同，病毒没有分裂的细胞。 新病毒在受感染的宿主细胞中组装。 但与朊病毒等更简单的传染原不同，它们含有允许它们变异和进化的基因。 在环境中的数百万种病毒中，已经详细描述了 4,800 多种病毒。 它们的起源尚不清楚：有些可能是从质粒——可以在细胞间移动的 DNA 片段——进化而来，而另一些可能是从细菌进化而来。

病毒由两部分或三部分组成。 都包括基因。 这些基因包含病毒的编码生物信息，由 DNA 或 RNA 构成。 所有病毒也都覆盖着一层蛋白质外壳以保护基因。 一些病毒可能还具有覆盖蛋白质外壳的脂肪样物质包膜，使它们容易受到肥皂的攻击。 具有这种病毒包膜的病毒使用它以及特定受体进入新的宿主细胞。 病毒的形状从简单的螺旋和二十面体到更复杂的结构不等。 病毒的大小从 20 到 300 纳米不等； 需要 33,000 到 500,000 个并排才能拉伸到 1 厘米（0.4 英寸）。

病毒以多种方式传播。 尽管许多病毒对它们攻击的宿主物种或组织非常具体，但每种病毒都依赖于一种特定的方法来复制自身。 植物病毒通常通过昆虫和其他生物（称为载体）在植物之间传播。 人类和其他动物的一些病毒通过接触受感染的体液传播。 当人们咳嗽或打喷嚏时，流感等病毒通过水滴在空气中传播。 诺如病毒等病毒通过粪口途径传播，涉及手、食物和水的污染。 轮状病毒通常通过与受感染儿童的直接接触传播。 人类免疫缺陷病毒 HIV 是通过性交过程中转移的体液传播的。 登革热病毒等其他病毒则通过吸血昆虫传播。

病毒，尤其是那些由 RNA 制成的病毒，可以迅速变异以产生新的类型。 宿主可能对这种新形式几乎没有保护。 例如，流感病毒经常变化，因此每年都需要一种新疫苗。 重大变化可能导致大流行，例如 2009 年蔓延到大多数国家的猪流感。 通常，这些突变发生在病毒首次感染其他动物宿主时。 此类人畜共患疾病的一些例子包括蝙蝠中的冠状病毒以及猪和鸟类中的流感，这些病毒在传播给人类之前。

病毒感染可引起人类、动物和植物的疾病。 在健康的人类和动物中，感染通常被免疫系统消除，这可以为宿主提供对该病毒的终生免疫力。 对细菌起作用的抗生素没有影响，但抗病毒药物可以治疗危及生命的感染。 那些产生终身免疫力的疫苗可以预防某些感染。

1884 年，法国微生物学家 Charles Chamberland 发明了 Chamberland 过滤器（或 Chamberland–Pasteur 过滤器），其孔隙比细菌还小。 然后他可以让含有细菌的溶液通过过滤器，并完全去除它们。 在 1890 年代初期，俄罗斯生物学家德米特里·伊万诺夫斯基 (Dmitri Ivanovsky) 使用这种方法研究了后来被称为烟草花叶病毒的病毒。 他的实验表明，从受感染的烟草植物压碎的叶子中提取的提取物在过滤后仍然具有传染性。

与此同时，其他几位科学家表明，尽管这些病原体（后来称为病毒）与细菌不同，而且比细菌小约一百倍，但它们仍可能导致疾病。 1899 年，荷兰微生物学家 Martinus Beijerinck 观察到该试剂仅在细胞分裂时才会繁殖。 他称其为具有传染性的活体液体（拉丁语：contagium vivum fluidum）——或可溶性活细菌，因为他找不到任何类似细菌的颗粒。

20 世纪初，英国细菌学家 Frederick Twort 发现了感染细菌的病毒，法裔加拿大微生物学家 Félix d’Herelle 描述了将病毒添加到在琼脂上生长的细菌中时，会导致整个区域形成死细菌。 计算这些死亡区域使他能够计算悬浮液中的病毒数量。

1931 年电子显微镜的发明带来了xxx张病毒图像。 1935年，美国生物化学家和病毒学家温德尔·梅雷迪思·斯坦利对烟草花叶病毒（TMV）进行了检测，发现它主要由蛋白质构成。 不久之后，这种病毒被证明是由蛋白质和 RNA 制成的。 Rosalind Franklin 于 1955 年开发了 X 射线晶体学图片并确定了 TMV 的完整结构。