乳铁蛋白可以帮助机体抵御多种病毒的感染。由轮状病毒、肠道病毒和腺病毒引起的肠道感染都可以用乳铁蛋白进行治疗，在感染发生初期，乳铁蛋白可以抑制腺病毒的复制，阻止病毒吸附于靶细胞上从而防止感染。在研究引起感染性腹泻的诺如病毒时发现，乳铁蛋白可以减轻细胞毒素的损伤、降低病毒细胞的数量、阻止病毒与细胞的粘附、抑制病毒的复制并增加抗病毒细胞因子的表达，从而杀灭诺如病毒。乳铁蛋白可以抑制HIV-1逆转录酶和剪接酶的活性，阻止HIV病毒感染细胞。除此之外，乳铁蛋白还可以抵御HSV-1、HCMV、HCV等病毒对机体的入侵。也有观点认为，乳铁蛋白并无直接的抗病毒效果，而是间接地通过免疫系统的抗病毒反应以达到抗病毒的目的。
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