病毒生态学

病毒生态学是研究病毒在自然环境中的分布及环境与病毒相互关系的学科。有几门分支学科与病毒生态学有密切关系： 比较病毒学研究各类生物中的病毒类型及其在进化上的可能关系； 病毒分类学根据病毒的基本性状将病毒划分为有秩序的体系，以阐明其相互间的关系；病毒遗传学研究病毒遗传与变异的规律。
病毒的分布遍于整个生物界。从原核的支原体、细菌、蓝绿藻，到真核的真菌、高等植物，以至原生动物、软体动物、节肢动物、脊椎动物中都已发现了病毒。因此，有理由相信病毒是极其古老的，可能从有最原始的生命形式以来就有病毒，并随着其宿主的进化而进化。同其他生物一样，病毒进化也是通过变异和自然选择进行的，其最高目的是保证种的生存。由于病毒是严格的寄生物，它的直接环境就是宿主本身，因此病毒生态学也可以从病毒与宿主关系来加以探讨。
病毒与宿主关系的第一种形式，是在基因水平上与宿主染色体相结合并通过生殖细胞而传递给下一代。噬菌体的溶原状态和最近发现的高等动物的内源性病毒就可能是这种生存形式的例证。在虫媒病毒和某些RNA肿瘤病毒中，也有病毒经卵传代的例子，但对病毒在卵中存在的状态尚不了解。这种通过生殖细胞传给后代的传播方式通常称为垂直传播。垂直传播的病毒也常常同时发生横向传播，即在个体之间传播。
病毒与宿主关系的第二种形式是潜伏感染。在隐性或显性的急性期感染以后，病毒以尚不了解的方式在体内潜伏下来，于条件有利时再次增殖引起疾病。潜伏感染多数系由DNA病毒所引起，如人类的单纯疱疹病毒、带状疱疹病毒、巨细胞病毒、EB病毒、腺病毒、BK病毒、JC病毒、乙型肝炎病毒等。潜伏感染的病毒不能通过生殖细胞传给宿主的子代，因此这类病毒必须同时具有个体之间传播的能力，才能生存下来，通常是在婴儿时期从母亲获得感染。
病毒与宿主关系的第三种方式是在不同种属宿主之间传播，其生态环节比较复杂，大致可分为动物源性和节肢动物媒介（简称虫媒） 两类，它们常常引起人类严重的甚至致死的疾病。狂犬病和砂粒病毒引起的淋巴细胞性脉络丛脑膜炎与几种出血热属于典型的动物源性疾病。有三个科的病毒可通过虫媒传播：
❶披膜病毒科，包括蚊传的东部马脑炎病毒、西部马脑炎病毒、委内瑞拉马脑炎病毒、黄热病毒，登革病毒、乙型脑炎病毒和蜱传森林脑炎病毒；
❷布尼亚病毒科，包括蚊传的布尼亚属病毒、立夫特山谷热病毒、蜱传的克里米亚-刚果出血热病毒和白蛉传的白蛉热病毒；
❸弹状病毒科，包括白蛉和蚊传的水泡性口腔炎病毒。这类病毒常常有其在自然界独立的生活史，如美国的东部、西部和圣路易脑炎病毒经常在蚊和鸟类中循环，而人和马的发病仅仅是偶然事件，而且人和马对病毒生存是不利的。在另一些情况下，又可以觉察到有些病毒从自然疫源地向经济疫源地过渡的迹象。例如森林脑炎病毒由蜱携带并经卵传代，伐木工人进入疫源地而感染发病，完全是偶然事件；但是与之同属一种的欧洲的双波脑炎病毒，同样由蜱携带却能经污染的牛羊乳而传播给人。中国的乙型脑炎主要在蚊和猪中间循环，属于经济疫源地疾病，但其越冬环节可能涉及自然疫源。
近年来从猪、马，特别从水鸟中分离出许多甲型流感病毒，其中有些具有人类流感病毒的血凝素或神经氨酸酶抗原。根据基因分析和模拟重组实验的结果，有人认为人类流感的大流行株是通过人类病毒和某些动物病毒重组而产生的。
病毒与宿主关系的第四种方式是在同一种属宿主的个体之间直接经呼吸道或消化道横向传播。有些病毒，如甲型肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒及其他肠道病毒等可以通过水和食品传播。特殊环境如托幼机构特别有利于呼吸道病、肠道病以及小儿疹病如麻疹、风疹、水痘等的传播；新兵营特别有利于腮腺炎和流感的传播。这类病毒生存的方式完全依赖于从一个易感宿主到另一个易感宿主的传播。从进化上说是比较新近的，因为只有在农业社会产生后人类才形成足够大的集体使得这类病毒能以连续传播的方式维持其生存。
病毒依靠其变异性而形成在上述四种不同生态条件下生存的能力，并且还在继续变异以适应新的环境。对病毒生存有重大意义的变异主要包括毒力、抗原性和宿主范围等方面。自然界存在毒力强弱不同的病毒株，在乙型脑炎病毒、脊髓灰质炎病毒和流感病毒都已得到论证。适当的毒力对病毒生存可能是有利的，因为如果毒力过强以至杀死了多数宿主，病毒本身也就失掉继续增殖的场所。抗原漂移在流感病毒、副流感病毒、鼻病毒以及肠道病毒中，可能是病毒赖以生存的一个重要机制。在一些慢性感染如羊的Visna-maedi和马传染性贫血中，病毒在宿主个体内也能发生抗原漂移。在实验室中，宿主范围的变异是很容易证明的，由此推论在自然界也可能不断发生，但至今尚无确实的证据。
近年来在世界范围内发现了一些新的病毒病，在一些国家或地区也发现了一些原来没有过的病。发生这些“新病毒病”可能有几种不同原因。
❶由于人类进入新的自然疫源地或与来自疫源地的感染动物接触而发病，如拉沙热、马尔堡病等。
❷由于经济开发而形成疫源地，例如中国北方近年来由于稻田的开发，形成三带喙库蚊的孳生地，使得乙型脑炎疫源地北移。
❸国际间的传播，如16世纪欧洲殖民者将埃及伊蚊和黄热病从非洲带到南美，近年来登革热从东南亚传入中国等。
❹可能有新病毒的产生。流感新亚型可以看做是一种新病毒。但对其他一些初次发现的病毒如70年代初期席卷全世界许多国家引起出血热结膜炎的肠道病毒70型和中国发现的引起猪水泡病的柯萨奇B₅型变种，近年来在保加利亚引起严重麻痹的肠道病毒71型，这些究竟是新病毒，还是原有病毒的变种，还是原有病毒的宿主转换，还颇难断定。从理论上看，通过内源性病毒的激活或病毒重组，产生新病毒是有可能的。
由于各国在世界卫生组织帮助下的努力合作，已经从全世界消灭了天花。消灭天花有许多有利条件： 病毒是单型的，除人外无其他宿主，无潜伏感染，疾病严重而易于诊断，疫苗效果好而持久，采取了世界性行动。从理论上看，消灭另一些病毒病如脊髓灰质炎和麻疹，同样是可能的，当然，需要有决心，还要积极进行科学研究。