病毒病是一类严重危害人畜健康的传染性疾病,具有传播迅速、动物发病率和死亡率高等特点,对人类和动物健康构成了巨大威胁。比如,当前在全球大流行的新型冠状病毒肺炎疫情,已在全球226个国家和地区传播流行,并导致超过620万名患者死亡,给人类生活和全球经济造成了重大影响[1];另外,2018年传入我国的非洲猪瘟,在短短1年时间内,就在我国各省份相继形成疫情,导致超过116万头猪被扑杀,给我国养猪业造成了巨大的经济损失[2]。 目前针对各类人畜的病毒病主要通过研制相关疫苗进行防治,但是疫苗主要起预防作用,并不能消灭病毒的感染,而且病毒能够通过变异逃避宿主的免疫应答而导致疫苗的免疫效果不佳,临床上迫切需要开发新的广谱抗病毒药物进行病毒病的治疗。宿主防御肽作为一种生物体产生的小分子多肽,因其抗菌谱广、无残留、不易产生耐药性等特点而受到广泛关注。近年来,宿主防御肽也被发现具有抗病毒活性,在各类病毒病的预防和治疗上具有潜在的应用价值[3]。本文结合近年国内外相关研究进展,围绕宿主防御肽在直接杀伤病毒(图 1)[4]、调节病毒感染过程和参与宿主抗病毒天然免疫调节这3个方面的作用机制(图 2)进行综述,为宿主防御肽抗病毒研究和相关抗病毒药物的开发提供新思路。
1 宿主防御肽概述
宿主防御肽(host defense peptides, HDPs)是生物体产生的一类具有抗菌活性的小分子多肽[5]。HDPs一般是由30−60个氨基酸构成的短肽,多呈阳离子性,具有良好的热稳定性,其不仅有广谱的抗菌活性[6-7],还有抗真菌、抗寄生虫、抗肿瘤活性和免疫调节功能[8-10]。由于HDPs主要通过静电吸引聚集于细菌表面,进而诱导微生物细胞膜去极化和破坏细胞膜的完整性,因此不易引起细菌耐药性[11-12],在细菌疾病防治方面具有广阔的应用前景。 HDPs可分为阳离子和阴离子宿主防御肽,其中阳离子宿主防御肽占大多数,包括抗菌肽(cathelicidins)和防御素(defensins) 2类[13]。在脊椎动物中,cathelicidins在结构和功能上均具有多样性[14]。不同物种编码cathelicidins基因的数量不同,例如人类、小鼠和狗只有1个cathelicidin编码基因,而在某些种类的鱼、两栖动物、爬行动物、鸟类和其他大多数哺乳动物中发现了2–11个cathelicidin编码基因[15-16]。Cathelicidin编码序列构成非常保守,其前体序列由4个外显子编码的N端信号肽序列、保守的中间cathelin区域和易变异的C端成熟cathelicidin序列组成,经蛋白水解后形成成熟的功能性肽[17]。一般来说,成熟的cathelicidin可分为4类:在生理条件或生物膜存在下含螺旋构象的α-螺旋肽或线性肽,某些氨基酸如甘氨酸、丝氨酸、脯氨酸或色氨酸组成比例较高的线性多肽,以及通过二硫键而维持稳定结构的2类肽,即β结构肽和环肽。其中,α-螺旋肽在脊椎动物中分布最广泛,包括LL-37、BMAP-27和cathelicidin-BF等,而其他结构类型仅在某些物种中交叉存在[18]。 Defensins是一种富含半胱氨酸的阳离子多肽,具有特殊的半胱氨酸基和多个精氨酸和亮氨酸[19]。根据结构和进化特征,防御素可分为α-防御素、β-防御素和θ-防御素。其中,α-防御素主要存在于人的中性粒细胞和小肠Paneth细胞中。人中性粒细胞α-防御素一般被称为人中性粒细胞肽(human neutrophil peptides, HNPs),包括HNP1、2、3和4,其中HNP1、2和3含量是最丰富的。与许多宿主防御肽一样,它们也是以非活性前肽的形式产生,这些肽在中性粒细胞分化过程中经历蛋白水解成熟,最终存在于成熟的中性粒细胞中[20]。而肠道α-防御素、人防御素(human defensins, HDs) HD5和HD6在Paneth细胞中以非活性前体的形式表达,然后被分泌到肠腔中,最终被胰蛋白酶水解活化为成熟形式[21]。相比于α-防御素只在哺乳动物中表达,β-防御素的表达则更为广泛,存在于鱼、鸟和哺乳动物的上皮细胞和髓细胞中。其中,人β-防御素(human beta-defensins, HBDs) 1、2、3和4在多种黏膜上皮细胞中表达,因此能参与抵御微生物定殖的黏膜固有免疫,并且其基因经严格转录调控后产生前肽,进而被信号肽酶切割成活性形式。同时,其基因表达由Toll样受体介导的免疫应答所诱导,因此可作为先天免疫反应的一部分被调节[22]。在3种防御素中,对于θ-防御素的研究最少,其仅存在于特定的非人灵长类动物中[23]。 以往宿主防御肽的相关研究多集中在抗细菌和真菌感染的研究上,对宿主防御肽抗病毒的研究较少。近期研究表明,宿主防御肽在宿主抵御病毒感染中发挥重要作用,比如在cathelicidins家族中,人抗菌肽LL-37对包括甲型流感病毒(influenza A virus, IAV)、丙型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)、牛痘病毒(vaccinia virus, VV)、呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus, RSV)、人类免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus 1, HIV-1)等多种病毒感染具有抑制作用[24];鼠抗菌肽CRAMP能够降低寨卡病毒(Zika virus, ZIKV)的传染性,对ZIKV引起的雄性小鼠不育具有一定的保护作用[25];从蛇毒中分离得到抗菌肽BF-30能够有效地抑制流感病毒株H1N1和H3N2,并在体内显著地保护小鼠免受流感病毒的感染[26]。由此可见,各类宿主防御肽在拮抗病毒感染方面都发挥着重要的作用,对于病毒病治疗新策略制定具有重要意义。同时,研究发现宿主防御肽的抗病毒活性主要表现为直接杀伤病毒以及通过免疫调节来改变病毒感染的能力,虽然这2种属性对于宿主抵御感染的相对意义还不清楚,但是毋庸置疑其抗感染的属性将受到越来越多的关注。本文旨在围绕宿主防御肽直接杀伤病毒、调节病毒感染过程和参与宿主抗病毒天然免疫调节这3个方面的作用机制进行综述,探讨宿主防御肽作为一种多肽分子试剂在抗病毒方面的应用前景。
2 宿主防御肽对病毒的直接杀伤作用
2.1 对包膜病毒的杀伤作用
宿主防御肽不仅能够抵御细菌的感染,还具有广谱抗包膜病毒感染作用。宿主防御肽等电点较高,大多数宿主防御肽为阳离子多肽,而病毒包膜一般偏酸性、带负电,因此,宿主防御肽能够通过静电吸引与包膜病毒膜结构相互作用破坏病毒包膜,从而实现直接的抗病毒作用。研究认为宿主防御肽采用一种所谓的“地毯模型”直接杀伤病毒,即宿主防御肽不断聚集并呈地毯状平行覆盖在病毒包膜的表面,当数目达到一定程度时可在膜上瞬间形成缺口,破坏膜的完整性。 已有研究表明,在cathelicidins家族中,人抗菌肽LL-37就以“地毯模型”直接破坏VV的包膜,而且其KS-30结构域对VV以及大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和链球菌等的感染均表现出最强的抑制效应,该结构域的这种广谱抑制作用进一步证明膜破坏作用是LL-37抑制VV的主要机制[27];同时,LL-37和CRAMP也能够通过直接破坏IAV的包膜从而影响其在宿主细胞里的存活和扩增,且经LL-37治疗的IAV感染小鼠肺部促炎细胞因子浓度低于未用抗菌肽治疗的感染小鼠[28-30];LL-37通过诱导RSV包膜的直接损伤,破坏病毒颗粒,阻断RSV与上皮细胞结合从而阻断其感染,外源给予LL-37治疗可显著降低小鼠肺部病毒滴度从而改善小鼠的生存情况[31];LL-37也能够减少卡波西肉瘤相关疱疹病毒(Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus, KSHV)内化到人类口腔上皮细胞系OKF6/Tert-1及其随后的感染,这是由于该肽具有破坏KSHV病毒包膜的能力[32]。本课题组成员近年来的研究也表明鸡源抗菌肽CATH-B1能够直接与IAV结合,并且通过聚集和破坏病毒颗粒使病毒失去感染性[33]。因此,以上研究表明抗菌肽对多种包膜病毒具有直接杀伤作用。 此外,防御素能够与病毒体结构组分特别是包膜病毒的脂质双分子层之间的直接相互作用,从而破坏病毒结构并使其失去传染性。研究发现暴露于中和性HBD2的RSV的脂质双分子层在电镜下可见明显受损,同时大量病毒的蛋白质在密度梯度中更易漂浮,这表明大多数病毒颗粒被破坏[34]。虽然防御素对许多包膜病毒具有广泛的中和作用,但是针对于不同的包膜病毒,α-防御素的敏感性不同。有研究表明,兔子NP-1和NP-2抑制单纯疱疹病毒I型(herpes simplex virus type 1, HSV-1)的效果高达1 000倍、水泡性口炎病毒(vesicular stomatitis virus, VSV)高达100倍、IAV高达56倍,HSV-2可达10倍,但对巨细胞病毒(cytomegalovirus, CMV)没有抑制作用。同样,HNP1能够有效地抑制HSV-1 (1 000倍)和HSV-2 (100倍),但仅轻微抑制CMV (6倍)、VSV (7倍)和IAV (6倍)[35]。防御素对于病毒包膜的破坏取决于其脂质双分子层的组成,带负电荷的磷脂更容易受到破坏,而对于中性的双分子层基本没有影响。而病毒包膜的脂质含量可能因病毒家族的不同而存在差异。因此病毒对防御素易感性的不同可能与包膜脂质组成的差异密切相关。
2.2 对非包膜病毒的杀伤作用
虽然目前大部分的研究发现宿主防御肽抗病毒活性主要依赖于其破坏病毒包膜的特性,但有研究发现宿主防御肽对非包膜病毒也有抑制作用。 比如,抗菌肽LL-37在感染A549细胞前与非包膜病毒人腺病毒(human adenovirus type 19, HAdV-19)预孵育,其对HAdV-19感染会产生时间依赖性的抑制作用[36]。此外,LL-37在人乳头瘤病毒(human papillomavirus, HPV)诱导的常见皮肤疣和生殖器组织中都有表达,并且LL-37能够有效抑制HPV16的感染[37]。这表明,尽管很多病毒缺乏包膜,但LL-37仍对其表现出抗病毒活性。此外,猪抗菌肽PG-1和羊抗菌肽SMAP-29均能通过与非包膜病毒人鼻病毒(human rhinovirus, HRV)发生直接作用而拮抗病毒感染,而不是通过诱导宿主细胞的凋亡或坏死[38-39]。 防御素HD5结合非包膜病毒HAdV-C会增加衣壳对机械力或热的抵抗力。这一效应与HD5结合病毒粒子后抑制粒子的脱壳相关,类似于未加工的前体衣壳蛋白的HAdV-C基因突变体。脱壳失败会阻止内部衣壳蛋白的释放,从而阻止HAdV-C从核内体逃逸以及将病毒基因组注入细胞核进行复制[40]。而人α防御素能直接结合HAdV的裸露外壳,使其不能发生构象改变并阻碍病毒蛋白pVI的暴露,从而阻止病毒核酸由内涵体中释放,导致病毒颗粒在早期内涵体和溶酶体中积聚而无法进入感染周期,从而抑制HAdV的感染[41]。与防御素引起包膜病毒粒子的不稳定而损害其传染性不同,防御素主要通过与非包膜病毒衣壳的相互作用稳定病毒粒子从而产生类似的抑制作用[42]。因此,cathelicidins和defensins家族宿主防御肽对非包膜病毒也具有直接抑制作用[43],不过宿主防御肽对非包膜病毒直接作用的相关研究还较少,相关机制还有待进一步探究。
3 宿主防御肽抑制病毒感染过程的机制
3.1 抑制病毒的吸附与入侵
吸附和入侵是病毒感染宿主细胞过程中的第一步,是病毒复制过程中的重要阶段。研究表明,多种宿主防御肽能够通过影响病毒对靶细胞的吸附和入侵来抑制相关病毒的感染。 Cathelicidins家族抗菌肽PG-1能够通过阻断猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)对非洲绿猴胚胎肾细胞的吸附,从而抑制病毒感染[44];在HSV-1吸附感染阶段,LL-37也能够通过抑制HSV-1对细胞的吸附来保护人类角膜上皮细胞免受HSV-1感染[45]。最近研究表明LL-37既能够与SARS-CoV-2的纤突蛋白结合,也与人ACE2的羧肽酶结构域结合,进而抑制SARS-CoV-2的吸附与入侵[46]。 防御素defensins在影响病毒的吸附和入侵中也发挥重要作用。在HSV感染中,多种defensins能够通过与HSV糖蛋白B (glycoprotein B, gB)或其对应宿主受体硫酸乙酰肝素的结合来抑制HSV对细胞的吸附与入侵。其中HNP1-3和HD5主要通过与gB结合,以阻止病毒吸附于细胞上;HNP4和HD6则可与HSV感染的受体硫酸乙酰肝素发生竞争性结合,从而抑制病毒感染;而HBD3是唯一能同时结合gB和硫酸乙酰肝素的防御素[47]。类似的,HNP1-4可结合HIV-1的gp41和gp120蛋白,以及细胞表面受体CD4。抗体竞争试验发现,在gp120上的HNP1和HNP2结合位点定位到了CD4和共受体结合位点,相反,在CD4上的HNP1和HNP2结合位点则定位到了gp120结合位点[48]。总之,防御素能够直接干扰HIV-1的结合与入侵。另外,HD5可直接作用于多瘤病毒(BK virus, BKV),使BKV发生凝集,阻止病毒与细胞受体结合,从而显著抑制其对细胞的吸附[49]。以上研究表明,防御素能够通过与病毒或宿主相互作用,影响病毒的吸附与入侵,从而实现对病毒感染过程的抑制。
3.2 抑制病毒侵入细胞后的感染过程
病毒实现成功感染不仅需要穿透宿主细胞膜,还涉及病毒基因转录、蛋白质合成、病毒组装和释放等过程,以上过程都必须发生才能完成一个完整的病毒复制循环。研究发现,cathelicidins家族宿主防御肽能够通过调节病毒编码蛋白的功能来拮抗病毒的感染。NS2B-NS3丝氨酸蛋白酶是登革热病毒(dengue virus, DENV)的一个重要功能蛋白,对于DENV的复制过程至关重要,被认为是设计抗病毒药物的潜在靶点,而猪抗菌肽PG-1能够抑制NS2B-NS3丝氨酸蛋白酶的活性从而抑制DENV的感染[50];研究表明,人抗菌肽LL-37也能够与HIV-1编码的逆转录酶发生相互作用,并以剂量依赖的方式抑制其逆转录酶活性[51];同时LL-37能够减少HCV核心抗原的表达,降低HCV的感染力[52]。此外,防御素HD5能够通过直接和HAdV衣壳蛋白作用,进而阻止其脱壳、释放内溶蛋白VI以及复制过程,从而导致HAdV仍然停留在核内/溶酶体途径中,而没有转移到细胞核[53]。在病毒侵入细胞后添加HNP1和HD5也能够阻止HSV-1和HSV-2感染,HNP2和HD5可以结合HSV-2 DNA,这可能通过阻断病毒基因表达来抑制其感染。对于对HNP1-4和HD5敏感的多种类型的乳头瘤病毒来说,唯一已知被防御素抑制的步骤是HPV-16基因组的核定位过程。总之,尽管病毒侵入细胞后的感染过程是较为复杂的,但是不可否认的是,宿主防御肽在其中能够发挥非常关键的抑制病毒复制的作用。
4 宿主防御肽调节宿主天然免疫的机制
4.1 影响Toll样受体对病毒的识别
Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)是免疫系统中一组跨膜、非催化的蛋白质,是存在于机体的一类重要的模式识别受体[54]。研究表明,宿主防御肽与多种Toll样受体信号通路具有复杂的相互作用,其可通过与病毒基因组的结合,影响Toll样受体的识别和免疫应答[55]。 比如,TLR9是一种CpG DNA的传感器,可以识别病毒和细菌的CpG DNA[56]。抗菌肽LL-37能够通过与微生物DNA结合诱导TLR9激活,从而增强TLR9对病毒和细菌的CpG DNA的识别。此外,TLR3可以感知病毒的dsRNAs[57],LL-37和其他阳离子多肽可增强病毒dsRNA类似物poly (I: C)诱导的TLR3信号激活,以及增强TLR3对呼肠孤病毒dsRNA的应答,从而激活炎症反应[58-59]。不过,LL-37也能够通过与poly (I: C)形成强复合物和部分抑制poly (I: C)与TLR3的结合,从而抑制TLR3信号通路[60]。TLR7和TLR8主要识别的是ssRNA[61],在抵御病原体入侵方面起着至关重要的作用。研究表明,LL-37能够通过静电作用与细胞外self-RNA/DNA片段形成复合物来增强TLR7/8的信号传导[62]。 防御素HNP-1也可以直接或间接影响TLRs介导的先天免疫反应。研究表明HNP-1能够与HAdV-C5、HAdV-D26和HAdV-B35的衣壳直接结合,并将病毒定位到TLR4复合物以促进HAdV的侵入,而且诱导NLRP3炎症小体激活和IL-1β释放[63]。此外,小鼠β防御素2 (mDF2beta)可作为TLR4的内源性配体直接作用于未成熟的树突状细胞,诱导共刺激分子的上调和树突状细胞成熟。这些活动反过来又在体内触发强大的I型极化适应性免疫反应,提示mDF2beta可能在对抗病原体和自身抗原或肿瘤抗原的免疫监视中发挥重要作用[64]。HBD3也能以一种TLR依赖的方式激活单核细胞和髓系树突状细胞共刺激分子CD80、CD86和CD40的表达,其激活单核细胞是通过与TLR1/2相互作用介导,进而导致下游MyD88的信号传导、IL-1受体相关激酶1磷酸化和NF-κB的激活[65]。可见,TLRs信号不仅受微生物模式的识别,也可以被宿主来源的多肽所调节。因此,宿主防御肽在调节Toll样受体对病毒的识别和宿主抗病毒应答中发挥着关键作用。
4.2 调节病毒感染引起的炎症反应
宿主防御肽作为生物体内具有免疫调节功能的小分子,在病毒感染引起的炎症过程中起着重要的作用[66]。研究表明,IAV感染会诱导TNF、IL-6、IL-8等促炎性因子产生,从而导致各类综合征和肺损伤发生。但是,人抗菌肽LL-37可降低IAV引起的嗜中性粒细胞IL-8的释放从而减轻对肺损伤的影响[67],鸡抗菌肽CATH-2能通过调节TLR2/4激活来调控IL-1β、IL-6和TNF-α等炎性细胞因子分泌[68]。本课题组也发现CATH-2通过激活NLRP3炎症小体促进LPS处理的中性粒细胞IL-1β成熟和分泌,且JNK信号通路参与了该激活过程[69]。本课题组成员还发现鸡抗菌肽CATH-B1表现出良好的抗IAV感染活性,而且能够下调IAV诱导的炎症细胞因子(IL-1β、IL-6和IL-8)的表达。总之,以上抗菌肽所表现出的调节病毒诱导炎症反应的能力,为相关病毒病治疗策略的研究提供了重要参考和思路。 防御素也具有调控细胞因子和趋化因子表达的功能。髓系α防御素能够上调巨噬细胞中CC趋化因子MIP-1α和MIP-1β的表达和分泌,同时,HNP1和HBD1处理单核细胞衍生的DCs后增强了促炎因子TNF-α和IL-6的分泌水平。HBD3能够诱导活化的T细胞中IL-2和IL-10的分泌,但是不影响IFN-γ的分泌。同样,鼠β防御素MBD2可通过激活未成熟的DCs增强IL-12、IL-1α和IL-1β的表达和分泌[70]。以上证据表明防御素是促炎的,但是也有研究表明它们也具有抗炎作用。HNPs在活化的人单核细胞衍生的巨噬细胞上具有抗炎作用,表现为TNF-α、IL-8和IL-1β分泌的减少。而HBD3也可以阻断LPS处理的单核细胞中TNF-α和IL-6的分泌,并降低LPS处理的小鼠血清中的TNF-α水平。这种效应是通过HBD3的内化并进而干扰MyD88依赖性和非依赖性TLR信号传导而发生[71]。总之,防御素具有调节宿主炎症反应的能力,但是其促炎和抗炎活性如何在体内平衡以及如何发挥抗病毒作用尚需要进一步研究。
4.3 调节宿主干扰素信号通路
干扰素(interferons, IFNs)通路介导的免疫应答是宿主抵御病毒感染的第一道防线。病毒入侵宿主后会被模式识别受体以及一些胞质传感器所识别[72],诱导干扰素调节因子(interferon regulatory factors, IRFs)磷酸化[73],磷酸化的IRFs入核进而诱导I型干扰素产生,干扰素进一步诱导相关干扰素刺激基因(interferon-stimulated genes, ISGs)的产生,从而发挥抗病毒作用。 研究发现,抗菌肽可通过调节干扰素信号通路来抑制病毒的感染,其主要的机制是通过诱导IRFs的磷酸化促进IFNs和ISGs的产生来抑制病毒的感染。人抗菌肽LL-37衍生肽GF-17和牛抗菌肽BMAP-27衍生肽BMAP-18能够通过调节I型IFN信号通路介导抗ZIKV的作用[74];对于属于非包膜病毒的肠道病毒71型(enterovirus 71, EV71)的感染,LL-37和CRAMP虽然对其没有直接的杀灭作用,但其能够增加IFN-β的表达和IRF3的磷酸化,显著降低IL-6的产生和MAPK的活化,从而显著抑制EV71的复制[75]。因此,抗菌肽可通过增强干扰素调节因子的磷酸化来上调I型干扰素的表达,进而抑制病毒的复制。此外,I型干扰素可被分泌到胞外通过自分泌或旁分泌的方式与细胞上相应受体结合,并经JAK-STAT通路激活下游大量ISGs的产生。这些ISGs分子常作为重要的宿主限制性因子表现出显著的抗病毒活性,而抗菌肽是否具有抑制ISGs和JAK-STAT通路激活的活性及其作用机制还有待深入探究。 虽然防御素对IFN信号通路的调节尚未见有相关研究,但是有研究表明在HIV-1急性感染期间,防御素HBD1在循环单核细胞中的表达显著上调,而在慢性感染中则回归到基线水平。进一步研究发现,在体外实验中,HIV-1可诱导单核细胞HBD1的表达,证据表明HIV-1触发了抗病毒的IFN-α反应,它是HBD1的有效诱导剂。据报道,与其他防御素相比,HBD1对HIV-1的抑制活性较低,这表明体内诱导的防御素可能不会显著促进针对HIV-1的早期抗病毒反应[76]。
5 小结
当前,全球正在遭受新型冠状病毒的侵扰,给我们人类的生命健康构成了巨大的威胁,严重影响着人类社会的正常发展。同时,近些年非洲猪瘟病毒的流行传播也给我国养猪业造成了巨大的经济损失。因此,临床上迫切需要开发新的抗病毒药物来治疗各类威胁人畜的病毒病。宿主防御肽作为一种具有抗菌活性和免疫调节功能的小分子多肽,已被证明具有广谱的抗病毒活性,在临床各类病毒病的预防和治疗上具有广阔的应用空间。不过,目前关于宿主防御肽抗病毒感染的研究还相对较少,且主要集中于少数的人类病毒,其抗病毒感染的具体作用机制尚不完全明确。而且,不同的宿主防御肽针对不同靶病毒的抑制效应也有较大差异,一种宿主防御肽往往难以产生对各类病毒感染的广谱抑制效应。因此,宿主防御肽在抗病毒感染方面的临床应用还较为滞后,其抗病毒分子机制的研究亟待加强。未来,通过深入研究宿主防御肽介导的抗病毒感染相关分子机制,将有助于筛选和鉴定出各类拮抗病毒感染的广谱和特异性宿主防御肽分子,并不断优化宿主防御肽规模化生产工艺,可提早开展各类广谱抗病毒宿主防御肽制剂、特异性抗病毒宿主防御肽制剂和免疫增强宿主防御肽制剂等的研发,从而为临床上更好地预防和治疗相关病毒性传染病奠定重要的理论基础和提供治疗策略。