Virüs

Etimoloji

Latinceden gelen vīrus kelimesi zehir anlamına gelmektedir ve Hint-Avrupa dil kökeninden gelen diğer zararlı sıvılar ile sanskritçede viṣa poison, Doğu İran dillerinde vīša poison, antik Yunancada ἰός poison aynı anlamdadır, bu kelimenin ilk tastiki 1398'de Bartholomeus Anglicus'un John Trevisa tarafından İngilizce tercümesi olan De Proprietatibus Rerum'da yapılmıştır. 1400'lerde Latincede Virulent, virulentus (zehirli) kelimesi kullanılmıştır. Dmitri Ivanovsky'nin 1892'de virüsları keşfinden önce "bulaşıcı hastalığa neden ajan" anlamı ilk kez 1728'de kayda girmiştir. Viral sıfatı 1948'de kullanılmıştır. Virion terimi (çoğulu virionlar) 1959'da, Özgül hücreleri enfekte edebilen tek bir stabil enfektif viral partikül anlamında kullanılmıştır.

Tarihçe

Louis Pasteur kuduz için bir nedensel ajan bulamadı ve bir mikroskop kullanılarak tespit edilemeyecek kadar küçük bir patojenle ilgili spekülasyonlar yaşandı. 1884'te, Fransız mikrobiyolog Charles Chamberland, bakteriden daha küçük gözeneklere sahip olan filtreyi icat etti (günümüzde Chamberland filtresi ya da Chamberland-Pasteur filtresi olarak bilinir). Böylece, bakteri içeren bir çözeltiden bakteriler tamamiyle ayrıştırılabildi. 1892'de, the Rus biyolog Dmitri Ivanovsky şimdiki tütün mozaik virüsü olarak bilinen virüsü incelemek için bu filtreyi kullandı. Deneylerinde enfekte tütün bitkilerinin ezilmiş yapraklarından elde edilen çözeltilerin süzülmesi sonucunda süzülen sıvıda etkenlerin süzülmeden kaldığını gözlemledi. Ivanovsky enfeksiyonun bakteriler tarafından üretilen bir toksin tarafından meydana geldiğini öne sürdü, ancak bu düşüncesini sürdürmedi. O zamanlar tüm enfeksiyöz ajanların filtreler tarafından süzülebildiği ve üretilme ortamlarında üreyebildikleri düşünülmekteydi – Bu düşünce hastalık yapıcı mikrop teorisinin bir parçasıydı. 1898'de, Hollandalı mikrobiyolog Martinus Beijerinck bu deneyleri tekrarladı ve süzülmüş çözeltinin enfeksiyöz ajanların yeni bir formunun içerdiğine ikna oldu. Bu ajanların sadece bölünebilen hücrelerde çoğaldıklarını gözlemledi ancak bu deney sonucunda hastalık oluşturan partikülleri göremedi, ajanlara contagium vivum fluidum (çözünür canlı mikroplar) adını verdi ve sonra virüs olarak yeniden adlandırıldı. Beijerinck virüslerin  doğada sıvı olarak bulunduğunu savunmuştur, daha sonra bu teori virüslerin partikül olduğunu düşünen Wendell Stanley tarafından düşürülmüştür. Aynı yıl içinde Friedrich Loeffler ve Paul Frosch ilk hayvan virüsü olan şap hastalığı virüsünü tescillediler.
20. yüzyılın başlarında, İngiliz bakteriyolog Frederick Twort, şimdilerde bakteriyofaj (ya da sadece faj) denilen ve bakterileri enfekte eden virüs gruplarını keşfetti. Fransız-Kanadalı mikrobiyolog Félix d'Herelle, besiyerindeki bakterilere süspansiyon şeklinde eklendiğinde onları öldüren virüsları tanımladı. Bu süspansiyonları seyrelterek en yüksek seyreltmeyi keşfetti (en düşük virüs konsantrasyonları), tüm bakterilerin ölmesinden ziyade, ölü organizmaların oluşturduğu alanları gözlemledi. Bu alanları sayma ve seyreltme faktörü ile çarparak orijinal süspansiyondaki virüslerin sayısını hesaplamaya çalıştı. Fajlar tifo ve kolera gibi hastalıkların olası tedavisi gibi takdim edildi, ancak penisilinin geliştirilmesi ile bir kenara bırakıldılar. Faz çalışmaları, genlerin açılıp kapanma mekanizmalarını ve yabancı genlerin bakteri hücrelerine aktarılmaları için kullanışlı bir mekanizmayı anlamayı destekledi  .
19. yüzyılın sonlarında virüsler, enfeksiyonları, filtrelerden geçebilmeleri ve yaşamaları için konağa gereksinim duymaları bakımından tanımlanmışlardır. Virüsler sadece bitki ve hayvanlarda üretilebilmişlerdi. 1906'da, Ross Granville Harrison lenf dokusu yetiştirmek için bir yöntem icat etti ve 1913'te E. Steinhardt, C. Israeli, ve R. A. Lambert, gine domuzu kornea dokusu parçalarında Vaccinia virüsü üretme amacıyla bu metodu kullandı. 1928'de, H. B. Maitland ve M. C. Maitland, kıyılmış tavuk böbreği süspansiyonunda vaccinia virüsü ürettiler. Bu metotlar 1950'lerde aşı üretimi için büyük ölçekte poliovirüs üretilene kadar geniş ölçüde kabul edilmediler, .
Diğer bir atılım 1931'de geldi, Amerikan patologlar Ernest William Goodpasture ve Alice Miles Woodruff influenzavirüs ve bazı diğer virüsleri döllenmiş tavuk yumurtasında ürettiler. 1949'da, John Franklin Enders, Thomas Weller ve Frederick Robbins insan embriyo hücre kültüründe poliovirüs ürettiler ve böylece sağlam hayvan dokuları ve embriyonlu yumurta dışında virüs üretilmiş oldu. Bu çalışma etkili polio aşısı üretmek için Jonas Salk tarafından yapıldı.
Virüslerin ilk görüntüleri, Alman mühendisler Ernst Ruska ve Max Knoll tarafından 1931'de elektron mikroskobunun icadı üzerine elde edildi. 1935'te, Amerikan biyokimyacı ve virolog Wendell Meredith Stanley tütün mozaik virüsü ile ilgili çalışmalar yaptı ve çoğunlukla protein yapılardan oluştuğunu buldu. Kısa bir süre sonra, virüsler proteinler ve RNA parçalarına ayrıştırıldılar. Tütün mozaik virüsü ilk kez kristalize edildi ve yapısı bu nedenle ayrıntılı olarak tarif edilebildi. Kristalize virüsün ilk X ışını kristalografisi görüntüleri Bernal ve Fankuchen tarafından 1941'de elde edildi. Bu görüntüleri temel alan Rosalind Franklin 1955 yılında virüsün tam yapısını keşfetti. Aynı yıl içinde, Heinz Fraenkel-Conrat ve Robley Williams saflaştırılmış tütün mozaik virüsünün RNA ve protein kapsidinin kendi kendine birleşip fonksiyonel virüs formunu oluşturabildiğini gösterdi, bu basit mekanizmanın muhtemelen virüslar tarafından konak hücre içinde oluşturulduğu düşünüldü.
20. yüzyılın ikinci yarsında virüs keşfi altın çağını yaşadı ve bu yıllarda 2000'den fazla hayvan, bitki ve bakteri virüsü türü keşfedildi. 1957'de, atların viral arteritine yol açan equine arterivirüs ve sığır viral diyare virüsü (bir pestivirüstür) keşfedildi. 1963'te, hepatit B virüsü Baruch Blumberg tarafından keşfedildi, ve 1965'te, Howard Temin ilk retrovirüsü tanımladı. Ters transkriptaz enzimi retrovirüsler tarafından kendi RNA'larından DNA kopyalamada kullanılır ve ilk kez birbirinden bağımsız olarak Howard Martin Temin ve David Baltimore tarafından 1970'te tanımlanmıştır. 1983'te Luc Montagnier'in takımı Fransada Pasteur Enstitüsünde, şimdilerde HIV olarak bilinen retrovirüsü ilk kez izole ettiler.

Canlılık tartışması

Virüsler ve canlı hücreler, DNA veya RNA, ve proteinler gibi ortak bileşiklere sahiptirler. Lakin biyokimyacı Wendel Stanley'nin tanımına göre virüsler biyolojik moleküllerden "basit" oluşumlardır. Organik moleküllerin kendi kendilerine yapısallaşma özeliklerinin bir sonucudurlar ve dolayısıyla canlı sayılmazlar. François Jacob da virüsler hakkında "bir kültür ortamına yerleştirildiklerinde virüslerin bir metabolik faaliyeti yoktur, enerjiyi ne üretebilirler ne de kullanabilirler, ne büyür ne çoğalabilirler, canlıların bu ortak özelliklerinden hiçbiri yoktur onlarda" der. Virüsler ancak canlı bir hücrenin enzimlerini kullanarak çoğalabilirler. Ayrıca, virüsler DNA veya RNA'dan birine sahip olsalar da, canlı hücrelerde olduğu gibi bunların ikisi birden yoktur.
Öte yandan son yıllarda yapılan yeni keşifler virüslerin canlılığı hakkındaki tartışmayı yeniden gündeme getirmiştir. Amipleri enfekte eden Mimivirüsün 1200 geni vardır, ki bu rakam bâzı bakterilerin gen sayısından daha fazladır. Bu virüslerin genleri arasında normalde virüslerde bulunmayan, canlı hücrelerde bulunan 30 kadar gen vardır, örneğin protein sentezi ve DNA tamirinden sorumlu enzimleri kodlayan genler.
Virüslerin canlı olup olmadığı tartışması sürmektedir. Sorunun cevaplandırılması için "hayat nedir?" sorusunun cevabı gerekmektedir. Zooloji ve botaniğe dayalı kıstaslara göre virüsler canlı değildir. Ancak, bu çıkarım canlı olduğu kabul görmüş varlıkların özelliklerinden genelleme yaparak elde edilmiştir ve yıllar boyunca keşfedilmiş, gittikçe daha küçük canlı türlerini göz önüne alarak sürekli değiştirilmiş tanımlara dayalıdır. Eğer hayat temel ilkelere göre tanımlanırsa, canlılığın en temel kıstası çoğalma yeteneğidir. Virüsler çoğalabildiklerine göre canlı oldukları, veya konak hücreler olmadan çoğalamadıkları için canlı olmadığı iddia edilebilir. Öte yandan pek çok canlı da diğer canlıların ürettiği gıdalar olmadan ne büyüyebilir ne çoğalabilir. Virüslerin canlı olup olmadığı kullanılan hayat tanımına bağlıdır.
Hayatı yahut canlılığı tanımlarken Alman bilim adamı Hoimar von Ditfurth şu yorumu yapmıştır:
"Amerikalı biyokimyacı ve Nobel Ödülü sahibi Melvin Calvin'in bilimsel bir yazısından aktarılmış 'canlılık:düzenli enerji dönüştürme mekanizmasına ilişkin bilgiyi başka bir özdeş sisteme aktarabilme yeteneği' tanımı, içinden çıkılmazlığıyla aslında sorunun güçlülüğünü ortaya koyuyor. Canlı olmayan ile canlı olanı birbirinden ayırt etmeye kalkışmak, aslında doğaya kendisinde bulunmayan bir duruma ilişkin dıştan bir 'müdahale' ve bu müdahaleye bağlı bir kavram getirme anlamına gelmektedir. Gerçekten de böyle bir girişim doğaya kendisinin tanımadığı sınırları yerleştirmekle eş anlamlıdır. Aslında bu türden sınırların gerçekte karşılığı bulunmayan yapay sınırlar oldukları kesindir. Doğanın o sayısız olayları ve süreçleri karşısında derli toplu bir bakış edinebilmek ve kolaylık sağlayıcı sınıflandırmalar yapabilmek için doğaya dıştan aklın bulunduğu ayırıcı çizgiler yerleştirmek, Dünya'yı gerçekte bulunmayan enlem ve boylam çizgilerine bölmekten hiç farklı değildir. Yön bulmamıza yardımcı olan ve coğrafî alanlar ya da noktalarda nereleri kastettiğimizi kolaylıkla belirtmemizi sağlayan haritalar üzerindeki bu kavramsal çizgileri hiç kimsenin kalkıp da söz konusu bölgelerin doğal bir özelliğini algılayabileceği gibi, bu çizgileri de o bölgelerde aramak kimsenin aklına gelmeyecektir."

Yaşamsal özellikleri

Virüslerin bir yaşam biçimi olup olmadığı ya da canlı organizmalarla etkileşime girip girmedikleri konusunda farklı görüşler mevcuttur. Virüsler "yaşamın kıyısındaki organizmalar" olarak tanımlanmışlardır, genler, doğal seçilim yoluyla evrim, ve öz-montaj yoluyla kendilerinin birden çok kopyasını yeniden oluşturarak organizmalardakine benzer özelliklere sahiptir. Genleri olmasına rağmen, genellikle yaşamın temel birimi olarak görülen bir hücresel yapıya sahip değillerdir. Virüsler kendi metabolizmalarına sahip değillerdir ve yeni ürünler üretmek için konak hücrelere ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden konak hücre dışında replike olamazlar Rickettsia ve chlamydia gibi bakterilerde konak hücrelerde çoğalabilir olmalarına rağmen canlı olarak kabul edilirler. Canlı kabul edilen hücrelerin çoğalmak için hücre bölünmesini kullanmaları, buna karşın virüslerin hücrelerde spontan olarak replike olmaları onların çoğalmasını canlı kabul edilen hücrelerin çoğalmasından ayırırken virüslerin, çoğalırken doğal seçilime maruz kalmaları nedeniyle genetik yapılarında meydana gelen farklılıklar, onları kristallerin özerk çoğalmasından ayırır. Konak hücrede virüs replikasyonunun, hayatın kökeni çalışmalarına katkısı vardır ve hayatın, moleküllerin kendiliğinden birleşmesi ile başlamış olabileceğini savunan hipoteze katkıda bulunabilir.

Yapıları

Virüsler morfoloji denilen şekil ve boyutları bakımından farklılıklar gösterirler. Genellikle bakterilerden çok küçüktürler. İncelenen virüslerin çoğunluğu 20 ila 300 nanometre çapa sahiptirler Bazı filovirüslerin çapları yaklaşık 80 nm iken uzunlukları toplamda 1400 nm'ye kadar çıkmaktadır. Çoğu virüs optik mikroskopla görülemez, bu yüzden taramalı ve geçirimli elektron mikroskobu virionları görselleştirmek için kullanılır. Virüs ile arka plan arasındaki kontrastı arttırmak için, elektron - yoğun " boyama" kullanılır. Bu boyalar tungsten gibi ağır metallerden yapılmış tuz solusyonlarıdır, bu boya ile boyanmış yerler elektonla kaplanır. Virionlar boya ile kaplandığında (pozitif boyama), ince ayrıntılar belirsizleşir. Negatif boyamada sadece arka planın boyanması ile bu sorun giderilebilir.
Bir virüs türüne özgü yapıların tümünü bir arada bulunduran tek bir virüs partikülüne virion denmektedir. Viral genom tarafından kodlanan ve kapsomer adı verilen alt ünite proteinlerin bir araya gelmesiyle kapsid oluşmuştur ve kapsidin şekli virüsun morfolojik ayrımında kullanılır. Virüsler konak hücre zarından kendilerine "zarf" adı verilen ve kapsidi çevreleyen lipit bir dış zar oluşturabilirler. Virüs tarafından kodlanan protein alt-üniteleri özerk olarak birleşerek, içinde genellikle virüs genomunu barındıran kapsidi oluştururlar. Kapsid yapılarına yardımcı proteinler için virüslerde karmaşık kodlar vardır. nükleik asit ile ilgili proteinler nükleoproteinler şekilde bilinmektedir ve viral nükleik asit ile viral kapsid proteinlerinin birlikte bulunduğu yapı nükleokapsid olarak adlandırılır. Kapsid ve tüm virüs yapısı atomik kuvvet mikroskobu aracılığıyla mekanik (fiziksel) olarak derinlemesine incelenebilir. Genel olarak, dört ana morfolojik virüs türü vardır:

Konak savunma mekanizmaları

Virüslere karşı vücudun ilk savunma hattı doğuştan gelen bağışıklık sistemidir. Bu konağı enfeksiyondan nonspesifik olarak savunan hücreleri ve diğer mekanizmaları içermektedir. Bunun anlamı doğuştan gelen bağışık sistemi hücrelerinin patojenleri tanıması ve genel bir şekilde onlara cevar vermesidir ancak edinilmiş bağışıklık sisteminin aksine konağa uzun süreli ya da koruyucu bağışıklık sağlamaz.
RNA interferaz virüslere karşı doğuştan gelen önemli bir savunmadır. Birçok virüsün çift iplikçikli RNA (çiRNA) içeren bir replikasyon stratejisi vardır. Böyle bir virüs bir hücreyi enfekte ettiğinde, RNA molekülü ya da moleküllerini salar ve bu moleküller hemen RNA'yı küçük parçalara kesen dicer denilen bir protein kompleksine bağlanırlar sonrasında bir biyokimyasal yol olan RISC kompleksi aktive olur ve viral mRNA'yı yıkımlayarak hücreyi enfeksiyondan korur. Rotavirüsler çift kapsidlidirler ve kapsidleri tam olarak soyulmaz virüsün üretilen mRNA'lar iç kapsidinde bulunan gözeneklerden salınırlar ve bu sayede RISC kompleksi aktive olmaz. Böylece rotavirüsün çift iplikçikli RNA'sı kapsid içinde zarar görmeden kalır.
Omurgalıların edinilmiş bağışıklık sistemi bir virüsle karşıaştığında, virüse bağlanan ve genellikle enfeksiyon yapma özelliğini ortada kaldıran özgül antikorlar üretirler. Buna humoral ya da sıvısal immün yanıt denir. Antikorların iki önemli tipği vardır. Birincisi IgM denen ve virüs nötralizasyonunda oldukça etkili bir antikordur ancak hücreler tarafından sadece birkaç hafta boyunca üretilirler. İkincisine ise IgG denir ve süresiz olarak üretilir. Konakçı kanında IgM varlığı akut enfeksiyonların tanımlanmasında kullanılır, bunun yanında IgG varlığı geçmiş bir zamanda deçirilmiş bir enfeksiyona işaret eder. Bağışıklık testlerinde ise IgG'ye bakılır.
virüsler konak hücreye girdikten sonra da antikorlar etkili bir savunma mekanizması olmaya devam edebilir.
Omurgalılardaki ikinci savunma mekanizması hücresel immunitedir ve T hücreleri olarak bilinen savunma hücrelerini içerir. Bir T hücresi vücuttaki hücrelerin yüzeylerindeki proteinlerin kısa bölümlerini gözlemler ve şüpheli bir durumla karşılaşırsa öldürücü T hücreleri hücreyi yıkımlar, eğer yıkımlanan hücrede virüs enfeksiyonu var idiyse bu sefer virüse özgül T hücreleri çoğalır. Makrofajlar gibi hücreler bu antijen sunumunda uzmanlaşmıştır. İnterferon üretimi önemli bir konak savunma mekanizmasıdır, interferon virüs mevcudiyetinde vücut tarafından üretilen bir hormondur. Bağışıklıktaki rolü karmaşıktır; enfekte hücreyi ve komşularını öldürerek enfeksiyonun yayılmsına mani olur.
Tüm virüs enfeksiyonlarında bağışıklık cevabı oluşmayabilir. HIV virion yüzeyindeki amino asit dizilimini sık sık değiştrerek bağışıklık sisteminden kaçar. "kaçış mutasyonu" olarak bilinen bu durumla birlikte viral epitoplar konak bağışıkık mekanizmalarından kaçar. Bu kalıcı virüsler antijenik sapma ile beraber konak bağışıklık sisteminin enfeksiyonu sınırlandırmasını engellerler, antijen sunumunu bloke ederler, sitokine direnç sağlarlar, doğal öldürücü hücrelerin faaliyetlerinden kaçarlar, apoptozisten kaçarlar. Nörotropik virüsler  denen başka diğer virüslerde sinirler boyunca yayıldıkları için bağışıklık sistemi elemanları bunlara ulaşamayabilir.

Epidemiyoloji

Viral epidemiyoloji virüslerin yayılımı ve kontrolünü ele alan bir tıp dalıdır. Virüsler anneden-bebeğe dikey (vertikal) yolla yayılablecekleri gibir, insandan insana yatay (horizontal) yolla da yayılabilirler. Dikey yolla bulaşmaya hepatit B virüsü ve HIV örnek verilebilir, bebek doğduğunda çoktan bu virüslerle enfekte olmuştur. Daha nadir görülen başka bir örnek varicella zoster virüsudur, yetişkinlerde hafif seyreden enfeksiyonlara neden olurken ceninde ve yeni doğanlarda öümcül enfeksiyonlara yol açabilir.
Yatay yolla yayılma virüs populasyonunun sürdürülmesinde daha çok karşılaşılan bir bulaş yoludur. virüsler: seksüel aktivite sırasında temas edilen vücut sıvıları gibi maddelerden bulaşabilir. Örneğin, kontamine transfüzyon çözeltileri ya da aletleri ile kan yoluyla HIV bulaşabilir; hepatit C; Ağız sagısıyla bulaşabilir; Epstein–Barr virüsü; Kontamine gıda veya su tüketimi ile bulaşabilir; virüs içeren aerosoller solunduğunda norovirüsler buşabilirken, damlacık enfeksiyonu ile influenza virüs bulaşabilir; Deng hummasında olduğu gibi sinekler ve böcekler gibi vektörler ya da konaklar ile bulaşabilir. Viral enfeksiyonların yayılma oranı ya da hızı nüfus yoğunluğunu ve duyarlı kişilerin nüfustaki oranı, yaşam kalitesi ve iklim şartları gibi faktörlerin de içinde bulunduğu bazı faktörlere bağlıdır.
Epidemiyoloji, viral hastalıkların salgınları sırasında hayat çemberini kırmak için kullanılır. kontrol önlemleri virüsün nasıl bulaştığı sorusunun ceabına göre alınır. Salgının kaynağını veya kaynaklarını b ulmak için virüsün tespiti önemlidir. Tespit edilen virüsün yaılımı aşılamalar yoluyla engellenebilir. Mevcut aşısı bulunmayan virüsler içinse, sanitasyon ve dezenfeksiyon etkili önlemler olabilir. Sık sık, enfekte kişiler toplumun geri kalanında ayrı tutulurlar ve virüse maruz kalmış olanlar karantinada tutulurlar. 2001 yılında İngilterede şap hastalığı salgınının kontrol altına alınması çalışmalarında yüzlerce sığır itlaf edildi. İnsan ve hayvanlarda meydana gelen viral enfeksiyonların çoğunda kuluçka süresince herhangi bir belirti meydana gelmez. Çoğu viral hastalık için bilinen kuluçka süreleri birkaç günden birkaç haftaya kadar değişebilir. İnsanlar ya da hayvanlar enfekte olduklarında kontajiyöz olarak diğer insanlara ve hayvanlara enfeksiyonu belaştırdıkları, genel olarak kuluçka dünemini takip eden bir yayılım dnemi vardır. Birçok viral enfeksiyon için bilinen bu dönemlerin bilinmesi, salgınların kontrolünde çok önemlidir. Bir popülasyonda, toplulukta, ya da bölgede hastalık vakalarının alışılmadık derecede yüksek oranda olması durumuna epidemi denir. Salgınlar dünya çapına yayıldıysa bunlara pandemi denir.

Epidemiler ve pandemiler

Amerkan yerlileri kontajiyöz hastalıklar nedeniyle harap olmuş durumda idiler, özellikle de avrupalı sömürgeciler tarafından getirilen çiçek hastalığı nedeniyle. Colomb'un amerikaya ayak basmasından öne kaç tane yerlinin aşina olmadıkları hastalıklardan öldüğü bilinmemektedir, ancak rakamların yerli nüfusunun %70'ine yakın olduğu tahmin edilmiştir. Bu hastalıkların yerlilere verdikleri zararlar önemli ölçede avrupalıların istilalarına yardımcı olmuştur.
Dünya çapındaki epidemilere pandemi denir. 1918 grip pandemisi, 1919 yılına kadar devam etti,kategori 5 influenza pandemisi influenza A virüsünün neden olduğu ciddi alışılmadık ciddi ve ölümcül hastalıklara neden olmuştur. Birçok grip salgınında ağırlıklı olarak, çocuklar yaşlılar ve bağışıklığı zayıf kişiler etkilenirken, kurbanlar genellikle sağlıklı genç yetişkinler olmuştur. Eski tahminlere göre 40-50 milyon insanın öldüğü tahmin edilmektedir, daha yeni tahminlerde ise etkilenip bir şekilde ölen insanların 100 milyonu bulduğu belirtilmektedir ve bu rakam 1918'deki dünya nüfusunun %5'idir.
Birçok araştırmacı HIV'in 20. yüzyılda Sahra Altı Afrika'da ortaya çıktığını olduğunu düşünmektedir; Şu anda pandemik olan bu etkenin neden olduğu hastalıkla dünya çapında tahminen 38.6 milyon insan yaşamaktadır. HIV/AIDS Hakkında Ortak Birleşmiş Milletler Programı (UNAIDS) ve Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ) AIDS'in ilk tanımlandığı 5 Haziran 1981 yılından bu yana 25 milyon insan öldü ve kaydedilen en yıkıcı pandemilerden birine neden oldu. 2007'de 2.7 milyon insan HIV ile enfekte olmuştur ve 2 milyon insan HIV ile ilşkili enfeksiyonlardan dolayı ölmüşlerdir.
Ciddi manada ölümcül etkenlerin yer aldığı Filoviridae ailesi. Filovirüsler ebolavirüsleri ve marburg virüsleri barındırır, iplik benzeri virüslerdir ve viral kanamalı hummalara neden olurlar. Marburg virüsü, 1967'de tespit edildi, 2005'te Angola'da meydana gelen salgın basının dikkatini çekmişti. Ebola Virüs Hastalığı ilk tanımlanığı 1976 yılından bu yana yüksek oranda ölümlerle seyreden aralıklı salgınlara neden oldu. En kötü ve en yakın zamanda meydana gelen salgın Batı Afrika Ebola salgınıdır.

Korunma ve tedavi

virüsler konak hücrede hayati metabolik yolları kullandıkları için, genel olarak konak hücrede toksik etkilere neden oan ilaçlar kulanılmak durumundadır. Viral hastalıklarda en etkili medikal yaklaşım enfeksiyona bağışıklık sağlamak aşılama yapmak ve seçici olarak viral replikasyonu engelleyen antiviral ilaçlardır.

Aşılama

Aşılama virüs enfeksiyonlarından korunmada etkili ve ucuz bir seçenektir. Aşı uygulamaları virüslerin keşfinin de öncesinde uygulanmakta idi. Aşılamanın keşfi çocuk felci, kızamık, kabakulak ve kızamıkçık gibi hastalıkların morbiditeleri (hastalık) ve mortalitelerinde (ölüm) dramatik bir düşüşe neden olmuştur. Çiçek hastalığı enfeksiyonları eradike edilmiştir. Aşılamalar insanlarda halihazırda 13'ün üzerinde viral enfeksiyonun önlenmesinde ve daha fazlası hayvanlardaki viral enfeksiyonların önlenmesinde kullanılmaktadır. Aşılar viral proteinleri ya da zayıflatılmış veya öldürülmüş virüsleri (antijenler) içerebilir. Virüslerin zayıflatılmış (attenüe) formlarını içeren canlı aşılar, hastalığa neden olmazlar ancak yine de bağışıklık sağlarlar. Canlı aşılar, bağışıklık sistemi zayıf insanlarda tehlikeli olabilirler çünkü bu insanlarda virüs zayıflatılmış bile olsa hastalığa yok açabilir. Biyoteknoloji ve genetik mühendisliği teknikleri alt ünite aşıların üretilmesi için kullanılmıştır. Bu aşılar sadece virüsün kapsid proteinlerinden yapılmaktadır. Hepatit B sşısı bu aşılara bir örnektir. Alt ünite aşıları bağışıklık sistemi zayıf insanlarda güvenle kullanılabilirler çünkü hastalığa neden olmazlar. Sarı humma virüsü aşısı, 17D olarak bilinen canlı-attenüe bir suştur, muhtemelen üretilen en güvenli ve etkili aşıdır.

Antiviral ilaçlar

antiviral ilaçlar genellikle virüslerin yanlışlıkla kendi genomları ile birleştirdiği nükleosit analoglarıdır (Sahte DNA yapıtaşı). Virüsün yaşam döngüsü durdurulur çünkü yeni sentezlenen DNA inaktiftir. Örneğin herpes simpleks virüs enfeksiyonları için kullanılan bir nükleosit analoğu olan asiklovir ve HIV ve hepatit B virüs enfeksiyonlarında kullanılan lamivudin. Asiklovir en eski ve en sık reçete edilen antiviral ilaçların biridir. Kullanılan diğer antiviral ilaçlar virüs yaşam döngüsünün çeşitli evreleri hedefler. HIV, enfeksiyöz forma geçebilmek için HIV-1 protease denilen proteolitik bir enzime gereksinim duyar. Bu enzimi inaktive etmek için proteaz inhibitörleri adı verilen geniş bir ilaç grubu vardır.
Hepatit C'ye neden olan RNA virüslerinin oluşturduğu enfeksiyonların %80'i kronik seyirlidir ve hastalar tedavi edilmezlerse karaciğerlerinin kalan kısımları da enfekte olur, etkili bir tedavi için interferon ile kombine şekilde nükleozid analogu bir ilaç olan ribavirin kullanılır. Benzer bir strateji kullanarak, kronik hepatit B taşıyıcılırını tedavi etmek için lamivudine geliştirilmiştir.

Diğer türlerdeki viral enfeksiyonlar

Virüsler tüm hücresel yaşam formlarını etkilerler, virüsler evrensel etkenler olmalarına karşın kendilerine özgül konaklarda enfeksiyona neden olurlar. Uydu adı verilen bazı virüsler, replike olabilmek için başka virüslere gereksinim duyarlar.

Arke virüsleri

Bazı virüsler arkelerde replike olurlar: Bunlar farklı ve bazen benzersiz şekillere sahip çift-iplikçikli DNA virüsleridir. Bu virüsler termofilik arkelerde ve özellikle Sulfolobales ve Thermoproteales takımlarında daha ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bu virüslere karşı savunma mekanizması, virüslerin genleriyle ilişkili arke genomu ile beraber tekrarlayan DNA dizilerinden RNA interferaz içermektedir. Çoğu arkede de adaptif savunma olarak CRİSPR-Cas sistemi mevcuttur.

İnsan hastalıklarındaki rolleri

Virüslerin neden olduğu yaygın insan hastalıklarının örnekleri arasında, soğuk algınlığı, grip, su çiçeği ve uçuk yaraları gibi hastalıkların yanı sıra ebola virüs hastalığı, AIDS, tavuk vebası (kuş gribi) ve SARS gibi pek çok ciddi hastalıklar da bulunmaktadır. Virüsün hastalık yapabilme yeteneği virulans olarak adlandırılmaktadır. diğer hastalıkların oluşumunda da virüslerin muhtemel bağlantıları araştırılmaktadır, örneğin insan herpesvirüs 6 (HHV6) nın multipl skleroz ve kronik yorgunluk sendromu gibi sinirsel hastalıklarda rol oynadığı düşünülmektedir. Önceleri bornavirüslerin, atlarda nörolojik hastalıklara ve insanlarda psikiyatrik hastalıklara neden olduğu düşünülmekteydi.
Virüsler virüsün türüne göre değişebilen farklı mekanizmalar ile hastalığa neden olurlar. Hücresel düzeyde etkileri, hücreler parçalanarak ölebilir çok hücreli organizmalarda, yeterli sayıda hücre ölürse, etkiler bütün organizmaya yayılmaya başlar. Bazı virüsler organizmada nispeten zararsız gibi bulunmalarına rağmen hastalık yaparak sağlığın ve homeostazın bozulmasına neden olabilirler. Örneğin herpes simpleks virüsü insanda zararsız şekilde bulunur ancak bağışıklığın baskılandığı durumlarda iktif hale gelerek uçuklara neden olabilir, bu duruma gizli (latent) enfeksiyon denir ve herpes virüslerin karakteristik özelliklerindendir, buna benzer başka virüsler da vardır örneğin Epstein–Barr virüsü glandüler ateşe neden olur, varisella zoster virüsü su çiçeği ve zonaya neden olur. Birçok insan herpesvrusların en az bir türü ile enfektedir. Ancak latent virüsler bazen yararlıdırlar, mesela virüsün varlığı yersinia pestis bakterisi gibi bazı bakterilere karşı bağışıklığı arttırabilir.
Bazı virüsler hayat boyu kronik enfeksiyonlara neden olurlar, bu virüsler konağın savunma mekanizmalarına rağmen vücutta çoğaltmaya devam ederler. Buna en iyi örnek hepatit B ve hepatit C virüsleridir . Kronik olarak hasta insanlar taşıyıcı olarak adlandırılırlar ve enfeksiyöz virüsün rezervuarlarıdır. Taşıyıcıların oranının yüksek olduğu toplumlarda, hastalığın endemik olduğu söylenir.

Kanser

Virüsler insan ve diğer türler için kanser nedenlerinden biridir. Viral kanserler enfekte kişilerin ya da hayvanların az bir kısmında meydana gelir. Kanser virüsleri DNA ve RNA virüslerini barındıran bir virüs grubudur, tek tip bir "onkovirüs" yoktur,onkovirüs grubunda birçok aileden etken vardır. Kanser gelişimini etkileyen çeşitli birçok faktör vardır konak bağışıklığı ve virüsün konakta mutasyon geçirmesi bunlardan ikisidir. Virüslerin  bazı türleri ve bazı genotiplerinin insanlarda kanserlere neden olduğu kabul edilmektedir, bunlardan bazıları insan papilloma virüsü, hepatit B virüsü, hepatit C virüsü, Epstein–Barr virüs, Kaposi sarcoma-bağlantılı herpesvirüs ve İnsan T-lenfotropik virüs. İnsan kanserlerinde en çok rastlanan virüs ise polyomavirüstur (Merkel cell polyomavirüs) bu virüs Merkel hücre karsinoması adı verilen cilt kanserlerine neden olur. Hepatit virüsleri  hepatosellüler karsinomlara yol açan kronik enfeksiyonlara neden olurlar.  İnsan T-lenfotropik virüsü tropikal spastik paraparezilere ve yetişkin T-hücresi lösemilerine yol açar. İnsan papillomavirüsleri serviks, cilt, makat ve penis kanserlerine neden olurlar. Merkel hücre polyomavirüsü, SV40 ve fare polyomavirüsleri  yakın ilişkili virüslerdır ve 50 yıldan uzun bir süredir kanser virüslerinin hayvan modeli olarak kullanılırlar.

Canlı bilimleri ve tıp

Virüsler, moleküler biyoloji ve hücre biyolojisi çalışmalarına önemlidir, hücrelerin fonksiyonlarını değiştirmek ve incelemek için kullanılabilen basit sistemlerdir. Çalışmalarda virüslerin kullanımı hücre biyolojisi hakkında değerli bilgiler sağlamıştır. Virüsler  genetik çalışmalarında çok kullanışlıdırlar ve moleküler genetiğin temel mekanizmalarını anlamamızda yardımcı olurlar. Örneğin, DNA replikasyonu, transkripsiyonu, RNA işlenmesi, translasyonu, protein taşınması ve immünoloji.
Genetikçiler hücre genlerini tanımlamak için virüsleri bir vektör gibi kullanırlar. Virüsler hücrede yabancı bir madde üretmek ya da hücre genomunun içine yerleştirilern yeni bir genin etkisini araştırmak için kullanışlıdır. Benzer bir şekilde, viroterapide bazı hastalıkları tedavisinde virüsler vektör gibi kullanılırlar. Kanser tedavisinde ve gen tedavisinde kullanımları ümit vericidir. Doğu Avrupalı bilim insanları bakteriyofajları bezen antibiyotiklerin alternatifi gibi kullanmışladır, antibiyotik direnci kazanmış yüksek patojen bakterileri öldürmek için bu yöntem düşünülmektedir. Virüslerin  heterolog proteinlerinin ekspresyonu şu anda kullanılmakta olan antikorlar ve antijenler gibi çeşitli proteinlerin üretim işlemlerinin temelidir. Ön-klinik ve klinik çalışmalarda viral vektörler ve bir dizi farmasötik proteinler kullanılarak son zamanlarda endüstriyel işlemler geliştirilmiştir.

Malzeme bilimi ve nanoteknoloji

Nanoteknoloji araştırmalarına eğilimler, virüslerden  çok yönlü faydalanılmasına kapı aralamaktadır. Bir Malzeme bilimci açısından, virüsler, organik nanopartiküller olarak kabul edilebilir. Yüzeyleri konak hücrelerinin engellerini geçmek için tasarlanmış özel araçlar taşır. Virüslerin  büyüklükleri ve şekilleri, yüzeylerindeki doğal ve fonksiyonel grupların sayısı tam olarak tanımlanmıştır. Virüsler genelde malzeme biliminde kullanılan iskeletler gibi kovalent bağla bağlanmış yüzey değişkenlerine sahiptirler. Canlı bilimlerinde çok güçlü teknikler geliştirilmiştir, nanomaddelere olan yaklaşımlar biyoloji ve tıbbın dışında da geniş bir uygulama yelpazesi açmakta ve mühendisliğin temeli haline gelmektedir.
Şekilleri, boyutları ve çok iyi tanımlanmış kimyasal yapıları nedeniyle virüsler nano materyalleri düzenlemek için şablon olarak kullanılmaktadır. Bunun son örneklerinden biri Washington, DC'de Naval Araştırma Laboratuvarında gerçekleştirilmiş ve DNA mikrodizi tabanlı sensörlerin sinyallerini yükseltmek için Cowpea mosaic virüsü (CPMV) partikülleri kullanılmıştır. Bu uygulamada, floresan yoğunluğunu azaltan ve floresan olmayan dimerlerin sinyal vermelerini önlemek için virüs partikülleri floresan boyalar kullanılarak ayrılmıştır. CPMV'nin moleküler elektronikte kullanımı da vardır.

Sentetik virüsler

Birçok virüsün sentetiği üretileblir ("sıfırdan") ve ilk sentetik virüs 2002 yılında üretilmiştir. Biraz yanlış anlaşılsa da sentezlenen virüs asıl virüs değildir, daha doğrusu DNA genomu (DNA virüsler ) ya da genomun cDNA (RNA virüslerinde) kopyasıdır . Birçok DNA ve RNA (önceden enzimatik olarak cDNA'ya dönüştürülürse) virüs ailesinin çıplak genomu konak hücreye girdiğinde enfeksiyon oluşturabilir yani yeni virüsler  üretmek için gerekli tüm bilgileri içerir. Bu teknoloji yeni aşı stratejilerini araştırmak için kullanılmaktadır. Virüs sentez yeteneğinin geniş kapsamlı sonuçları vardır, Virüs genom bilgilerini kendi genom dizilerinde barındıran ve bunlara müsamaha gösteren hücrelerin varlığı, virüs neslinin tüketilemeyeceğini düşündürmektedir. Mart 2014 itibarıyla,  3843 farklı virüsün genom dizileri Ulusal Sağlık Enstitüsünün halka açık çevrim içi veri tabanında yer almaktadır.

Silah olarak kullanımı

Toplumlarda yıkıcı salgınlara neden olan virüslerin  biyolojik silah olarak kullanılabileceği endişesine yol açmıştır. 1918 grip virüsünün laboratuvar ortamında başarılı bir şekilde tekrar üretilmesi endişelerin artmasına yol açtı. Eradike edilmeden önce çiçek hastalığı toplumları defalarca harap etti. Çiçek virüsünü stoklarında tutmak için yetkili olan dünyada sadece iki merkez vardır: Birisi Rusyadaki Vector Institute ve diğeri de ABD'deki CDC'dir. Virüslerin silah olarak kullanılabileceklerine dair endişeler asılsız olmayabilir. Ciddi yan etkilere sahip çiçek aşısı artık hiçbir ülkede rutin olarak kullanılmamaktadır. Böylece, modern insan toplumlarında çiçek virüsüne karşı direnç neredeyse yok olmuştur ve virüse karşı savunmasızdırlar.