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γ疱疹病毒（GHVs）作为卡波西肉瘤和传染性单核细胞增多症等疾病的病原体，构成了全球临床负担。卡波西肉瘤相关疱疹病毒（KSHV）和EB病毒（EBV）是研究最深入的人类γ疱疹病毒，而小鼠γ疱疹病毒68（MHV-68）是公认的实验模型。GHVs的特征在于它们调节宿
γ疱疹病毒（GHVs）作为卡波西肉瘤和传染性单核细胞增多症等疾病的病原体，构成了全球临床负担。卡波西肉瘤相关疱疹病毒（KSHV）和EB病毒（EBV）是研究最深入的人类γ疱疹病毒，而小鼠γ疱疹病毒68（MHV-68）是公认的实验模型。GHVs的特征在于它们调节宿主细胞以建立终身潜伏感染，并在周期性再激活过程中加剧宿主失调。由于它们在宿主细胞中引起广泛变化，系统水平技术非常适合研究GHV感染在中心法则各个阶段的情况：基因组学、转录组学和蛋白质组学。此外，代谢组学可以揭示众多宿主细胞通路的最终代谢变化。该综述评估了通过组学技术获得的GHV感染的当前知识。研究人员还识别了差距并提出了未来方向，包括开发新的治疗策略。早期的组学技术已描绘了EBV、KSHV和MHV-68感染的大部分特征，揭示了保守基因、同源转录本和蛋白质。现代组学技术实现了更高分辨率的研究，揭示出病毒-宿主基因、转录本和蛋白质调节策略在跨地理人群、病毒亚型、患者间和患者内感染以及潜伏和裂解状态中的异质性。GHV感染期间的代谢组仍然了解最少，但当前研究已确定了EBV、KSHV和MHV-68对核苷酸、氨基酸和脂质合成的关键调节。重要的是，整合组学方法在GHV感染中的应用仍是一个有前景的研究方向，因为现代技术分辨率的提高满足了更深入理解每种GHV感染差异的需求。
1. 引言
γ疱疹病毒（GHVs）是疱疹病毒科（Herpesviridae）中的一个生物学和临床相关的亚科，其特征是在宿主细胞中建立终身潜伏感染并具有周期性再激活的能力。EB病毒（EBV）和卡波西肉瘤相关疱疹病毒（KSHV）是研究最深入的人类病原体，而小鼠γ疱疹病毒68（MHV-68）则作为广泛使用的实验模型，用于体外和体内研究GHV发病机制。EBV感染全球超过90%的成年人口，并与多种淋巴增殖性疾病和恶性肿瘤相关。KSHV是卡波西肉瘤（KS）、原发性渗出性淋巴瘤（PEL）、多中心Castleman病（MCD）和卡波西肉瘤炎症细胞因子综合征（KICS）的病原体。MHV-68与EBV和KSHV具有显著的基因组和功能同源性，在小鼠中再现了GHV感染的关键特征，包括B细胞潜伏、肿瘤形成、裂解再激活和免疫调节。GHV的生命周期包括潜伏期和裂解复制期，两者之间的转换由病毒和宿主因子的复杂网络调控，并受环境和免疫信号影响。高通量系统水平的组学技术已彻底改变了研究宿主-病毒相互作用的能力。基因组学方法可详细分析病毒基因组结构、序列多样性和表观遗传修饰。转录组学分析（特别是RNA测序）揭示了感染不同阶段以及不同细胞类型和组织中病毒和宿主基因表达的动态。蛋白质组学通过揭示翻译后修饰（PTM）、蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）和多蛋白复合物的组装，定义了结构和功能性病毒及宿主蛋白质组。代谢组学通过质谱（MS）和核磁共振（NMR）捕捉感染引起的代谢重编程，阐明GHVs如何操纵宿主生物能量学、营养感知和信号通路以促进复制和持久性。这些多组学方法提供了GHV生物学的系统级视图，允许识别病毒控制和宿主反应的关键节点。本综述整合了来自EBV、KSHV和MHV-68的基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学研究的当前知识，突出了GHV感染的复杂分子调节，识别了关键差距，并提出了未来研究方向以指导诊断、治疗和预防策略。
2. 基因组学
从研究单个基因转向研究整个基因组，即“基因组学”，使得绘制完整病毒基因组成为可能。早期Sanger测序方法为测序整个病毒基因组和确定遗传组织铺平了道路，而高通量测序技术，如下一代测序（NGS）和单分子实时测序（SMRT），通过解码病毒全基因组、识别突变以及表征宿主内和宿主间的病毒多样性，彻底改变了病毒学。病毒基因组学已绘制了GHV的基因组，这些病毒共享110-180 kb的大型线性双链DNA基因组，编码约80-100个开放阅读框（ORFs）。比较基因组学揭示出参与病毒复制、潜伏维持和免疫调节的基因具有高度保守性。例如，KSHV的潜伏期相关核抗原（LANA）和MHV-68的mLANA都将病毒附加体拴系到宿主染色质上，确保细胞分裂期间的基因组持久性，这与EBV的EBNA1功能类似。凋亡抑制剂vBCL-2基因在所有三种病毒中保守，突出了逃避宿主细胞死亡和促进潜伏的共同策略。MHV-68与KSHV共享同源ORFs，如补体调节蛋白（ORF4）、D型细胞周期蛋白（ORF72）、病毒G蛋白偶联受体（ORF74）和免疫逃避蛋白（ORF K3）。比较基因组学研究表明，尽管共享核心基因和基因组结构，但病毒特异性适应（如KSHV独特的裂解基因级联或EBV的B细胞转化能力）导致了不同的致病特征。
2.1 研究γ疱疹病毒的基因组学方法
GHV的基因组研究始于1964年使用电子显微镜从伯基特淋巴瘤肿瘤中分离的淋巴母细胞中首次发现EBV。1984年，B95.8型I型EBV株的全基因组通过双脱氧核苷酸/M13测序完成，揭示了其172 kb的线性dsDNA结构。随后对Raji株的Sanger测序揭示了B95.8株缺失的12 kb区域，强调了EBV内的基因组变异性。MHV-68于1980年首次被发现，1990年开始使用Sanger测序，随后循环测序完成了全基因组表征，鉴定出80个病毒基因及其与GHVs（KSHV和EBV）的共线性，确立了MHV-68作为体内外理解GHV生物学的模型。KSHV于1994年通过代表性差异分析结合PCR在艾滋病患者的KS组织中被鉴定。1996年使用鸟枪测序和自动化双脱氧循环测序对淋巴瘤BC-1细胞系进行基因组表征，揭示了140.5 kb独特区域及其两侧富含G+C的末端重复序列，并鉴定出81个ORFs，编码与人类细胞因子、细胞周期调节因子和凋亡抑制因子同源的蛋白质。Sanger全基因组测序揭示了EBV的基因组多样性，特别是在潜伏相关基因中，这些基因定义了I型和II型病毒。高通量测序揭示了EBV病毒多样性影响发病机制和疾病结局。全基因组测序研究揭示了KSHV的广泛基因组多样性，包括新多态性、重组事件、地理聚类和个体内混合感染。基因组方法还广泛用于表征病毒基因组并识别与疱疹病毒相关疾病相关的标志物或风险变异，例如EBV的BALF2基因变异与鼻咽癌（NPC）风险强相关。种群规模基因组分析显示病毒持久性受病毒遗传变异和宿主遗传因素共同影响。
2.2 表观遗传调节
表观遗传调节是DNA病毒调节基因表达以建立和维持长期潜伏感染的关键机制。病毒基因组进入细胞核后被染色质化，并通过甲基化和乙酰化等共价修饰进行调节。这些修饰由宿主表观遗传调节因子沉积和移除，控制着异染色质化潜伏状态与活跃真染色质状态之间的转换。转座酶可及染色质测序（ATAC-seq）和染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）技术能够高分辨率绘制与病毒潜伏、裂解再激活和宿主转录重塑相关的染色质可及性图谱。EBV对细胞染色质可及性和DNA甲基化的影响已得到广泛研究。ATAC-seq和ChIP-seq显示EBV在感染期间改变宿主染色质可及性，特别是在B细胞活化和增殖相关区域。在B细胞中，ChIP-seq主要检查了EBV基因组上的组蛋白甲基化标记如H3K9me3和H3K27me3，这些沉默标记的丢失导致EBV病毒染色质开放并去抑制潜伏和裂解基因。在鼻咽癌（NPC）中，全基因组亚硫酸氢盐测序、ATAC-seq和全外显子组测序（WES）的整合研究发现EBV相关的表观遗传失调，包括两种表观基因组亚型。KSHV基因组在潜伏期携带抑制性组蛋白标记（H3K27me3、H3K9me3），在再激活期间携带激活标记（H3K4me3），这些转换由宿主酶和病毒调节因子（如复制和转录激活因子RTA）驱动。LANA通过招募宿主复合物调节组蛋白甲基化以建立潜伏。在MHV-68中，早期ChIP-seq研究证明RTA启动子处的组蛋白乙酰化（而非DNA甲基化）在潜伏-裂解转换中起关键作用，随后的研究揭示了组蛋白H3与启动子和裂解复制起点的动态关联。
3. 转录组学
转录组学研究细胞或组织中转录的所有RNA分子。大量RNA测序（bulk RNA-seq）成为转录组学研究的主导方法，而单细胞RNA测序（scRNA-seq）在单个细胞水平识别基因表达谱，解决了群体内细胞异质性问题。空间转录组学（ST）在保留组织微环境完整性的同时生成基因表达谱及其在组织样本中的定位。
3.1 大量转录组学
3.1.1 潜伏转录组学
大量RNA-seq显示EBV优先感染B淋巴细胞并将其推向分化以生成淋巴母细胞系（LCLs）。EBV的多种潜伏程序由宿主细胞中不同的病毒基因表达模式定义，使病毒能够平衡长期持久性。EBV感染的静息B细胞的大量RNA-seq揭示了感染前潜伏期（pre-latent phase）转录组的全局重编程，涉及细胞周期进展基因的上调。潜伏膜蛋白1和2A的表达随感染进程增加，而裂解基因在感染两周后上调。KSHV潜伏期的大量RNA-seq揭示了缺氧样转录程序的诱导，包括缺氧响应基因的上调以促进细胞存活、凋亡抵抗、代谢重编程和免疫逃避。对地方性和流行性背景下KS病变的转录组比较显示免疫和肿瘤相关基因的显著失调。MHV-68的DNA微阵列分析鉴定了潜伏相关基因，包括M2、M11、73、74和75，并首次在潜伏期检测到ORF75，揭示了选择性剪接和转录活性的可能性。
3.1.2 裂解转录组学
大量转录组学分析揭示了EBV、MHV-68和KSHV在裂解再激活期间病毒和宿主基因调节的不同但重叠的机制。EBV感染诱导宿主细胞转录本的整体减少，同时上调病毒基因表达，这种转变得到宿主基因组结构变化（包括染色质环丢失和染色质可及性增加）的支持。对自然杀伤T细胞淋巴瘤的转录组分析揭示了与EBV相关的独特表达谱，裂解基因显著上调。KSHV在裂解期调节宿主基因表达，包括宿主mRNA降解（宿主关闭）以优先病毒翻译。使用大量RNA-seq，KS病变被分类为潜伏、裂解和混合表达谱，裂解基因表达与显著的宿主血管生成和糖酵解转录本相关。MHV-68裂解感染的转录组分析显示动态基因表达模式，早期病毒基因在感染后8-12小时表达，而病毒粒子结构蛋白在12-24小时后达到峰值。最近对MHV-68裂解感染NIH 3T3细胞的时间序列大量RNA-seq揭示了整个感染过程中宿主基因表达的逐步变化，包括先天免疫和干扰素响应途径的诱导，以及戊糖磷酸途径和表观遗传调节因子的诱导。
3.2 单细胞RNA测序
单细胞RNA测序（scRNA-seq）通过捕捉单个细胞水平的转录组差异，实现了细胞异质性的解析。在EBV感染中，scRNA-seq描绘了对应于潜伏、早期裂解和完全裂解阶段的独特细胞簇。潜伏簇富集了超级增强子调节的基因，干扰这些调节区域足以导致病毒再激活。在鼻咽癌（NPC）中，scRNA-seq揭示了上皮-间充质转换状态的个体内和个体间异质性，与肿瘤侵袭性相关。关于KSHV，scRNA-seq用于揭示原发性渗出性淋巴瘤（PEL）中潜伏和裂解病毒状态的转录异质性。使用3D气液界面培养模型研究KSHV感染口腔上皮细胞，scRNA-seq鉴定了与病毒再激活相关的新型中间潜伏状态。
3.3 空间转录组学
空间转录组学（ST）在保留细胞环境的同时，定位杂交的mRNA，预测转录本定位，并获取区域内的转录多样性。在EBV研究中，Stereo-seq与scRNA-seq结合在NPC中揭示了三级淋巴结构（TLS）内的细胞类型多样性，包括炎症部位附近的免疫细胞簇，使浆细胞亚群与EBV恶性细胞之间的相互作用得以空间定位。另一项研究聚焦于EBV阳性弥漫大B细胞淋巴瘤肿瘤微环境中PD-1/PD-L1轴介导的免疫抑制，ST提供了PD-1/PD-L1表达的精确定位，并突出了EBV阳性和阴性肿瘤之间12个免疫细胞簇类型和空间分布的显著差异。对临床试验参与者KS皮肤肿瘤的ST分析确定了七个基因表达簇，其中两个表达KSHV潜伏基因和裂解基因，以及显著改变的血管生成和细胞外基质重塑相关基因。关于MHV-68，目前尚无ST研究，这凸显了GHV生物学建模中的关键空白。
3.4 新型和先进测序技术
高通量测序技术彻底改变了对GHV复杂转录组的理解。基因表达帽分析测序（CAGE-seq）、deepCAGE和聚腺苷酸化测序（pA-seq）等技术已注释了EBV基因组的重叠转录。一项多平台转录组学研究鉴定了EBV病毒基因组中的322个转录起始位点（TSSs）、57个转录结束位点（TESs）和351个聚腺苷酸化位点，其中许多是新颖的。用于启动子分析和基因表达的RNA注释和定位（RAMPAGE）等方法通过选择性捕获加帽的5' RNA端，增强了KSHV病毒再激活期间的启动子定位。短读长Illumina测序与长读长平台（包括PacBio SMRT和Oxford Nanopore测序）的整合实现了病毒转录本的全长表征，鉴定了数百个新颖转录本、剪接变体和调节元件。硫醇（SH）连接的烷基化用于RNA代谢测序（SLAM-seq）是一种高吞吐量RNA测序方法，通过检测单核苷酸分辨率下的4-硫尿苷（s4U）掺入，区分新合成的RNA和预先存在的RNA。SLAM-seq显示KSHV K-RTA在裂解感染期间减少宿主细胞基因转录。
4. 蛋白质组学
蛋白质组学通过全面鉴定和定量病毒蛋白质组、表征宿主和病毒翻译后修饰（PTMs）以及绘制复杂的宿主-病毒蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络，彻底改变了γ疱疹病毒生物学。基于质谱的蛋白质组学方法能够大规模、无偏见地鉴定和定量数千种蛋白质，提供病毒和宿主蛋白质组的全局视图。亲和纯化-质谱（AP-MS）已广泛应用于定义疱疹病毒-宿主PPI网络。先进的MS技术，包括串联质谱（MS/MS）、无标记定量和同位素标记技术（如细胞培养中氨基酸稳定同位素标记SILAC或串联质量标签TMT），能够详细表征病毒-宿主蛋白相互作用的动态变化。
4.1 病毒蛋白质组学
GHV的蛋白质组学分析已鉴定了结构和调节性病毒蛋白，阐明了它们在病毒复制、免疫逃避和疾病发病机制中的作用。2004年首次使用LC-MS/MS表征了成熟EBV病毒粒子的蛋白质组，揭示了与疱疹病毒粒子大致同源的组成，包括参与组装、出芽和宿主机制操纵的皮层蛋白（tegument proteins）以及介导附着、膜融合和包膜的包膜糖蛋白。多种宿主蛋白也被整合到病毒粒子中。使用iTRAQ耦合2D LC-MS/MS对NPC进行疾病特异性EBV蛋白质组学分析，鉴定了12个与细胞骨架形成、代谢途径失调、DNA结合、细胞增殖、凋亡和信号转导相关的上调蛋白。2005年报道了第一个KSHV病毒粒子蛋白质组，通过MALDI-MS和LC-MS/MS鉴定了多种病毒和细胞蛋白。UHPLC-LC-MS扩展了已知的KSHV蛋白质组，鉴定了17种额外病毒蛋白，包括与裂解再激活、裂解复制、基因组复制、增殖、免疫调节和免疫逃避相关的新因子。MHV-68在2003年首次通过LC-MS/MS对胞外病毒粒子进行分析，鉴定了14种衣壳、皮层和包膜蛋白，后通过1D凝胶/nano LC-MS/MS扩展至31种结构蛋白。
4.2 翻译后修饰
翻译后修饰（PTMs）在GHV生物学中发挥重要作用，基于质谱的研究揭示了这些化学修饰如何使GHVs操纵细胞通路并促进感染。主要的PTMs包括乙酰化、磷酸化、糖基化、泛素化等。TMT LC-MS/MS揭示KSHV广泛重编程宿主非组蛋白乙酰化蛋白质组以驱动肿瘤发生。磷酸化蛋白质组学方面，EBV中基于SILAC的LC-MS/MS分析显示病毒激酶BGLF4在裂解复制期间过度磷酸化超过1000个参与DNA损伤反应（DDR）、有丝分裂和细胞周期调节的细胞蛋白。KSHV中，iTRAQ基HPLC-MS/MS分析揭示了潜伏期碳、脂质和缺氧诱导因子信号通路的改变。LC-MS/MS分析表明KSHV vCyclin招募CDK6磷酸化嘧啶从头合成关键酶CAD蛋白。MHV-68的nano-LC-MS/MS和HPLC耦合高分辨率MS/MS分析鉴定了宿主磷酸蛋白和病毒蛋白的改变，以MAPK和CDK信号事件为主。糖基化方面，nano-LC-MS/MS对EBV在人类伯基特淋巴瘤B细胞中的O-糖蛋白质组进行了作图，揭示了六种EBV包膜糖蛋白的O-糖基化。泛素化方面，SILAC LC-MS/MS揭示了IgG交联介导的B细胞受体激活后EBV蛋白泛素化的动态变化。KSHV中，UBE1L2-FAT10系统在裂解复制期间上调，LC-MS/MS鉴定了FAT10化蛋白。LC-MS/MS还鉴定了EBV裂解感染中七种SUMO化病毒蛋白，并揭示了宿主抗病毒TRIM24/28/33复合物的磷酸化和SUMO化事件。
4.3 蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）
早期使用酵母双杂交（Y2H）阵列绘制KSHV全基因组PPI图谱，鉴定了123种相互作用。EBV的Y2H测定揭示了43种病毒-病毒相互作用和173种EBV-人类蛋白相互作用。MHV-68的Y2H筛选结合多种功能验证方法创建了一个包含25种病毒蛋白和197种细胞蛋白的PPI网络。现代PPI研究使用质谱及其相关技术。在KSHV中，大规模的AP-MS研究创建了KSHV病毒与宿主蛋白之间的综合相互作用图谱，揭示了超过50,000种相互作用。使用GeLC-MS/MS，在MHV-68感染中鉴定了与mLANA复合物中的191种细胞蛋白，其中Hsc70是支持高效MHV-68复制的关键宿主因子。在EBV中，使用BioID结合高分辨率电喷雾电离串联质谱（HR-ESI-MS/MS）揭示了超过1000种与EBV LMP1相互作用的蛋白，扩展了过去的Y2H网络。最近，使用LC-MS/MS首次绘制了EBV裂解周期的EBV-宿主和EBV-EBV蛋白相互作用图谱，鉴定了1398种病毒-宿主和90种病毒-病毒高置信度相互作用蛋白。计算PPI方法，如?1-范数优化，提供了预测性框架，揭示了尽管具有显著序列同源性，EBV和KSHV表现出不同的拓扑结构。现代计算平台Tapioca展示了机器学习如何通过整合多种现代质谱方法推进PPI网络，在KSHV再激活期间每个测量时间点预测45,000至80,000种PPI。
5. 代谢组学
代谢组学通过分类和定量多种复杂通路中的代谢物，提供宿主细胞代谢组的整体视图。研究探索了细胞代谢的改变，包括中心碳途径（如糖酵解、TCA循环和戊糖磷酸途径）以及核苷酸、脂质和谷氨酰胺代谢，以揭示病毒感染期间宿主中病毒特异性的代谢调节。脂质组学作为代谢组学的分支，涉及脂质组的大规模分析。
5.1 全局代谢组学
全局代谢组学研究未靶向的全细胞小分子变化，以发现疾病生物标志物并识别受调控的生物通路。对潜伏EBV感染与模拟感染的B细胞进行的非靶向代谢组学（LC-MS/MS）分析显示，通过上调吲哚胺2,3-双加氧酶1（IDO1）增加了NAD从头生物合成途径，这是EBV从潜伏前期建立潜伏所必需的。在KSHV感染细胞中，使用GC-MS和LC-MS的全局代谢组学揭示了潜伏期代谢物水平的变化，包括长链脂肪酸（LCFA）的增加是由于合成增加，因此KSHV在潜伏期诱导脂肪生成。KSHV感染的口腔上皮细胞在4小时潜伏感染时表现出显著改变的代谢谱，包括尿素循环、不对称二甲基精氨酸（ADMA）和对称二甲基精氨酸（SDMA）途径以及从头嘧啶生物合成。对MHV-68感染细胞的全局代谢组学和脂质组学分析显示，裂解GHV感染增加了宿主细胞的葡萄糖、谷氨酰胺、脂质和核苷酸代谢。脂质组学分析揭示宿主细胞脂质组重塑，三酰甘油在早期裂解感染期间达到峰值，而游离脂肪酸和二酰甘油在后期出现。抑制葡萄糖代谢、谷氨酰胺代谢和脂肪生成减少了感染性病毒的产生，表明宿主细胞代谢改变是生产性裂解感染所必需的。
5.2 同位素标记
稳定同位素解析代谢组学已成为病毒感染研究中的重要方法，因为它能够直接测量代谢通量和营养利用，揭示病毒如何重编程宿主代谢以支持复制、潜伏和免疫逃避。对EBV感染B细胞的代谢通量分析（U-
13C-葡萄糖、2,3,3-
2H-丝氨酸和U-
13C-丝氨酸）显示丝氨酸是EBNA2诱导的一碳代谢的燃料来源，且EBV激活了从头丝氨酸合成。同位素示踪（U-
13C-谷氨酰胺和U-
13C-葡萄糖）表明谷氨酰胺是维持天冬氨酸生物合成的主要碳源。在KSHV感染的人类口腔角质形成细胞中，最近证明[U-
13C]葡萄糖和[酰胺-
15N]谷氨酰胺分别掺入糖酵解和嘧啶代谢中，与模拟感染相比，野生型KSHV中嘧啶合成上调，而缺乏vCyclin的突变型KSHV则没有。
6. 讨论
本综述呈现了来自基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学研究的关键发现，阐明了宿主与GHVs（特别是EBV、KSHV和MHV-68）之间的复杂相互作用。基因组学研究从早期的Sanger测序到现代NGS，阐明了EBV和KSHV的遗传多样性，并定义了MHV-68作为实验模型。潜伏相关和结构基因中的基因组多样性强调了它们在病毒发病机制中的关键作用。全基因组测序揭示了地理变异和患者群体内的多样性，识别了病毒进化与宿主因素之间的关系。转录组学研究使用大量RNA-seq揭示了病毒特异性适应，而单细胞RNA测序和空间转录组学提供了对细胞间异质性的洞察，同时保留了空间分辨率。蛋白质组学研究通过质谱法极大地扩展了对疱疹病毒生物学中蛋白质的理解，揭示了关键结构和调节蛋白，促进了潜在生物标志物的识别，并揭示了宿主-病毒蛋白质-蛋白质相互作用。代谢组学研究最近揭示了KSHV、EBV和MHV-68感染期间改变和必需的途径。全局代谢组学提供了对感染期间修饰途径的广泛理解，而稳定同位素解析代谢组学提供了定量分析代谢物变化的机会。总之，基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学的整合方法不仅将加强我们对这些GHV发病机制的理解，还将标志靶向诊断和治疗方法发展的重大进展。MHV-68与EBV和KSHV的同源性提供了从体内模型获得洞察的机会，可能增强我们对GHV感染动态的理解。尽管下一代组学技术取得了显著进步，但许多问题仍未解决，包括感染期间基因和蛋白质表达的时空协调、宿主遗传背景对病毒发病机制的影响、组织特异性代谢环境的作用以及持续感染对宿主细胞生理的长期后果。此外，新兴的单细胞和空间组学领域有望完善我们对病毒异质性、宿主细胞嗜性和感染微环境背景的理解。
