自從微生物學(xué)誕生以來，研究人員著重關(guān)注讓我們、我們馴養(yǎng)的家畜和種植的植物患病的病原體。鑒于癥狀的產(chǎn)生是了解特定病毒是否在幾年前就已存在的唯一方法，因此大多數(shù)得到很好研究的病毒是那些導(dǎo)致疾病的病毒。但是很多病毒長期地感染人類，不會(huì)導(dǎo)致疾病，但是可能會(huì)導(dǎo)致年齡非常小的、年齡非常大的或者存在免疫抑制的人患病。

科學(xué)家成功將結(jié)締組織細(xì)胞重編程為心肌細(xì)胞

近年來，基因組科學(xué)取得的巨大進(jìn)步允許研究人員檢測存在于人體內(nèi)和表面上的病毒---一起被稱作人類病毒組（human virome）。近期對(duì)人樣品開展的基因組研究已揭示出幾十種之前并不被認(rèn)識(shí)的病毒存在于我們的腸道、肺部、皮膚和血液中。這新鑒定出的病毒中的一些可能導(dǎo)致神秘的無法解釋的疾病，但是也可能的是，在大多數(shù)時(shí)間里，這些病毒中的一些在大多數(shù)人體內(nèi)是無害的。了解這些新發(fā)現(xiàn)的病毒如何影響人類將允許我們確定它們的感染是否可被預(yù)防、治療、忽略，或者甚至促進(jìn)。

如今，研究人員能夠利用宏基因組分析鑒定出存在于自然界中的病毒。這是通過將來自臨床樣品的下一代測序獲得的遺傳信息與所有已知的病毒的基因組進(jìn)行比較而實(shí)現(xiàn)的。這些病毒感染所有生命分支（從人類到植物和細(xì)菌）的病毒。當(dāng)一種樣品含有一種之前已被鑒定出的病毒，它的基因序列能夠與美國國家生物技術(shù)信息中心（NCBI）和ENA（ European Nucleotide Archive）數(shù)據(jù)庫等公共數(shù)據(jù)庫中的病毒序列存在80%以上的相似性。這種相似性很容易通過計(jì)算方法加以鑒定出。

更加挑戰(zhàn)性的是新的病毒，它們的DNA或RNA基因組并沒有與任何已知的病毒存在較大的匹配性。在這些情形下，研究人員能夠在電腦中將病毒基因翻譯為蛋白，通過計(jì)算方法尋找存在同源關(guān)系的病毒蛋白序列。由于遺傳密碼的冗余性和需要維持基礎(chǔ)的蛋白結(jié)構(gòu)和活性位點(diǎn)，所以蛋白序列要比它們的基因以一種更加緩慢的速度進(jìn)行進(jìn)化，因而在更長的進(jìn)化時(shí)間里才是可識(shí)別出的。

利用這種新的快速描述病毒基因組的能力，數(shù)據(jù)采集正在超過我們對(duì)病毒在健康和疾病中的作用的理解。幾年前，已知僅有兩種多瘤病毒感染人類。利用宏基因組方法，研究人員已鑒定出13種已知的多瘤病毒毒株，而且將它們中的一些與免疫抑制移植患者和艾滋病患者的神經(jīng)或腎臟損傷和皮膚癌等疾病相關(guān)聯(lián)[1]。大多數(shù)的這些多瘤病毒種感染很多人（在兒童時(shí)期），隨后在人體內(nèi)保持靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)人體免疫系統(tǒng)受到削弱時(shí)會(huì)給他們?cè)斐蓢?yán)重破壞。

這種機(jī)會(huì)致病性是在人類中發(fā)現(xiàn)的病毒科的典型特征。比如，一些人乳頭瘤病毒（HPV）是大多數(shù)健康的成年人皮膚表面上發(fā)現(xiàn)的，而且未獲得人們的注意[2]，然而一些特異性的HPV類型能夠誘導(dǎo)宮頸癌或肛門癌（如今可通過早期疫苗接種加以預(yù)防）。類似地，皰疹病毒是成年人體內(nèi)的一種幾乎普遍的感染，在那里，它們終生地、不產(chǎn)生癥狀地存在于神經(jīng)元或免疫系統(tǒng)細(xì)胞中。在生命后期或在遭受免疫抑制后，潛伏的皰疹病毒能夠重新激活和誘導(dǎo)從唇皰疹到腦膜炎、淋巴瘤或卡波氏肉瘤在內(nèi)的疾病。

一類很少被研究的被稱作指環(huán)病毒（anellovirus）的病毒可能獲得最為常見的人類病毒感染的寶座；它們能夠在幾乎100%的成年人血液中被檢測到[3]。在人出生后不久，指環(huán)病毒就被傳播，而且它們的多種毒株能夠在同一個(gè)人體內(nèi)建立持續(xù)性的病毒血癥。鑒于它們的遺傳多樣性水平---多樣性水平最高的一個(gè)病毒科，指環(huán)病毒可能感染不同的組織，產(chǎn)生不同的后果。與乳頭瘤病毒一樣，可想而知的是，僅有一部分指環(huán)病毒可能產(chǎn)生致病性。

這些常見的和持久性的病毒是否影響健康仍然正處于整理中。慢性和急性病毒感染的一個(gè)常見的后果就是免疫過度刺激。在免疫受到抑制的個(gè)人體內(nèi)觀察到的日益增加的指環(huán)病毒濃度表明這種病毒一直處于免疫控制之中，因而可能導(dǎo)致低水平的慢性炎癥，其中已知這種慢性炎癥導(dǎo)致很多健康問題。

盡管存在這種影響健康的潛力，迄今為止仍沒有直接的證據(jù)證實(shí)指環(huán)病毒感染是有害的。它們的普遍存在和其他急性致病性表明它們與人類存在長期的成功的共同進(jìn)化。然而，由于指環(huán)病毒感染幾乎任何人，它們對(duì)健康的潛在影響是特別難以確定的。

幸運(yùn)的是，科學(xué)家們最近發(fā)現(xiàn)猴子和嚙齒動(dòng)物體內(nèi)的指環(huán)病毒，這會(huì)為在這些動(dòng)物模型中研究這些病毒的致病性---在病毒分離和其他常見感染方面---提供一種手段。

除了上述描述的幾乎普遍存在的血源性病毒之外，大量最近發(fā)現(xiàn)的其他病毒能夠在健康人---特別是兒童---的呼吸道樣品和糞便樣品中檢測到。這些病毒包括數(shù)量日益增加的星狀病毒（astrovirus）、細(xì)小病毒（parvovirus）、小核糖核酸病毒（picornavirus）、小雙核糖核酸病毒（picobirnavirus）和其他的在健康和疾病中的作用仍然在很大程度上是未知的病毒。 這些關(guān)于我們的病毒組的大量新信息表明即便我們的身體非常健康，我們?nèi)匀槐粠追N病毒長期感染，而且經(jīng)常還被其他的病毒暫時(shí)地感染。因此，每種人類病毒導(dǎo)致疾病的觀念正讓位于一種更加復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)實(shí)。

年輕時(shí)的病毒感染可能有助我們的免疫系統(tǒng)合適地發(fā)育，從而抵抗隨后的感染和阻止導(dǎo)致過敏癥的免疫過度反應(yīng)。如今，已知健康嬰兒的呼吸道和胃腸道病毒感染是常見的，而且通常是無癥狀的，這可能要?dú)w功于通過胎盤和母乳運(yùn)送的母體抗體。這些較弱的病毒感染可能提供一種天然的疫苗接種來抵抗隨后的相關(guān)的致病性更強(qiáng)的病毒的感染。正如嬰兒體內(nèi)人腸道和免疫系統(tǒng)的適當(dāng)發(fā)育依賴于一種細(xì)菌性腸道微生物組的存在，一項(xiàng)近期的研究發(fā)現(xiàn)在小鼠體內(nèi)，早期的腸道病毒感染能夠產(chǎn)生類似的有益影響[4]。特別地，作為一種常見的人類病原體的有親緣關(guān)系的共生體（commensal relative），小鼠諾如病毒（norovirus）回復(fù)在無菌的或經(jīng)過抗生素治療的新生小鼠體內(nèi)受到擾亂的腸道組織形態(tài)和免疫學(xué)功能[5]。

共生病毒（commensal virus）可能也抵抗其他病毒的致病性感染。令人意外的是，據(jù)報(bào)道，與丙肝病毒（HCV）、寨卡病毒、登革熱病毒屬于同一個(gè)病毒科的一種病毒緩解HIV感染產(chǎn)生的后果。這種被稱作pegivirus C（GBV-C）的病毒起初是在一例無法解釋的急性肝炎病例中發(fā)現(xiàn)的[6]，但是研究人員隨后證實(shí)它是一種常見的與這種疾病不相關(guān)聯(lián)的感染。據(jù)估計(jì)，7.5億人被GBV-C持續(xù)性感染，盡管更多的人在早前的已被清除的感染中獲得抵抗這種病毒的抗體[8]。這種現(xiàn)象背后的機(jī)制是未知的，但是可能涉及阻斷HIV復(fù)制所需的細(xì)胞表面受體或胞內(nèi)組分之間的相互作用。

體內(nèi)常駐性病毒的另一種潛在益處與它們對(duì)快速分裂的細(xì)胞的偏好性相關(guān)聯(lián)。軼事般觀察到的與病毒感染同時(shí)發(fā)生的自發(fā)性癌癥消退表明病毒可能偏好地感染癌細(xì)胞，而且?guī)追N大有希望的溶瘤病毒療法正在被開發(fā)出來抵抗人類腫瘤[9, 10]。盡管病毒感染和癌細(xì)胞裂解是否是一種常見的自然現(xiàn)象仍然是一個(gè)引人關(guān)注的問題[11]。

除了能夠感染我們的病毒之外，人類（和所有其他的脊椎動(dòng)物）擁有整合到我們自己的基因組中的過去的病毒感染的痕跡。大約8%的人類基因組是由將自己插入到人生殖細(xì)胞系中的逆轉(zhuǎn)錄病毒DNA序列組成的，在那里，它們的一些功能被人生殖細(xì)胞系獲得而在它們的宿主的存活和發(fā)育起著至關(guān)重要的作用[12]。

由這些內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒表達(dá)的蛋白能夠結(jié)合并且阻斷可能被外源性的致病性逆轉(zhuǎn)錄病毒使用的細(xì)胞受體[13]。一些內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的膜融合活性也是宿主的某些細(xì)胞功能所必不可少的。比如，內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒包膜蛋白導(dǎo)致滋養(yǎng)層細(xì)胞相互融合而形成一種調(diào)節(jié)母體系統(tǒng)和胎兒系統(tǒng)之間的營養(yǎng)物和氣體交換的哺乳動(dòng)物胎盤結(jié)構(gòu)[14]。最近，研究人員發(fā)現(xiàn)在這些對(duì)胎盤發(fā)育必不可少的病毒蛋白中，一種被稱作合胞素（syncytin）的蛋白也增加肌纖維形成期間成肌細(xì)胞（myoblast cell）融合：缺乏這種逆轉(zhuǎn)錄病毒基因的雄性小鼠而不是雌性小鼠表現(xiàn)出20%的肌肉質(zhì)量下降[15]。同樣地，這個(gè)源自病毒的參與胎盤形成的基因也參與作為胎盤動(dòng)物的一種典型特征的性別二態(tài)性（雄性具有更高的肌肉質(zhì)量）。

脊椎動(dòng)物也接收了許多種整合性的逆轉(zhuǎn)錄病毒啟動(dòng)子來對(duì)早期胚胎發(fā)育期間的多種基因表達(dá)進(jìn)行嚴(yán)格的協(xié)調(diào)性控制[16]。明顯地，我們?cè)诟缓?xì)菌和病毒的環(huán)境中的非常長的進(jìn)化史已促進(jìn)人類適應(yīng)很多這樣額感染：從細(xì)胞水平上的適應(yīng)---逆轉(zhuǎn)錄病毒基因馴化、過度反應(yīng)的免疫系統(tǒng)---到文化上的適應(yīng)，即旨在降低這些傳染病負(fù)擔(dān)的適應(yīng)。

隨著測序和計(jì)算平臺(tái)持續(xù)在改善和研究人員構(gòu)建出一種更加完整的感染人類的病毒基因組目錄，檢測病毒感染將變得更加快速和更加靈敏。分析血液、呼吸道拭子或糞便樣品和在幾小時(shí)或者甚至幾分鐘內(nèi)報(bào)道它的完整病毒內(nèi)含物的能力可能使得公共衛(wèi)生工作者能夠快速地理解和更好地控制傳染病爆發(fā)，而且可能有朝一日成為診斷性實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)做法，或者甚至被消費(fèi)者直接使用。這種對(duì)已知的病毒病原體的快速識(shí)別可能降低不必要的抗生素使用和相應(yīng)的細(xì)菌耐藥性擴(kuò)散。

基因組方法也將允許大分子流行病學(xué)研究準(zhǔn)確地測量哪些病毒與不同地理區(qū)域中的疾病相關(guān)聯(lián)。這種信息將確定哪些病毒導(dǎo)致最大的疾病負(fù)擔(dān)和有助確定哪些疫苗和降低傳播的措施將是最為效果的。遠(yuǎn)大的計(jì)劃還在進(jìn)行中：對(duì)所有哺乳動(dòng)物物種中的所有病毒進(jìn)行測序和預(yù)測哪些病毒最有可能跨越物種感染人類。人類病毒也可能通過突變或與動(dòng)物病毒發(fā)生重組變得更加致病性。更好地理解是什么讓一些病毒具有致病性---除了持續(xù)地監(jiān)控人類病毒組對(duì)健康和疾病的影響，特別是人類-動(dòng)物交互的熱點(diǎn)區(qū)域---可能為下一次重大的病毒流行病提供早期的警報(bào)信號(hào)。

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