解码delta:病毒如何变异以及如何应对
尽管一些美国人恢复了大流行前的活动，如社交聚会、用餐或购物，但在美国，接种了COVID-19疫苗的人和未接种疫苗的人之间正在出现危险的分裂。几乎只在未接种疫苗的人群中传播的是对所有人的潜在威胁:冠状病毒变体。
过去两周，美国新冠肺炎病例增加了一倍多三角洲变体美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的数据显示，这占了新增感染病例的一半以上。病毒变体本身并不是意料之外的——病毒经常变异，偶尔一种新的病毒形式会提供足够的病毒优势，使其能够占据并在整个社区传播。但是新型SARS-CoV-2病毒株的迅速出现表明，目前公共卫生武器库中最伟大的工具是疫苗接种，这将防止感染和进一步的病毒感染突变-从一开始就发生。
“比如说，一个突变对人类有利的几率是百万分之一病毒．如果你让病毒自我复制90万次，有利的突变就有可能发生，”约翰·霍普金斯大学病毒学家安德鲁·佩克斯说。“但如果你将病毒的整体复制限制在1000次以内，那么随机的有利突变发生的可能性就会小得多。这就是公共卫生干预在这场大流行期间真正帮助我们的地方——通过减少病毒复制的总量，从而减少病毒改进或适应的机会。”
The Hub与Pekosz进行了交谈，以了解病毒变体、它们是如何出现的，以及可以做些什么来预防它们。
三角洲变异与目前在美国流行的其他冠状病毒株有什么不同?
我们有一些想法，但我们不知道delta的变化是什么，使它更容易传播。我们知道，如果我们观察刺突蛋白，这是病毒用来附着在细胞上并开始感染过程的蛋白质，我们看到有突变使这种蛋白质更好地进入人类细胞．我们还可以观察刺突蛋白，看看突变会降低疫苗产生的一些抗体与病毒结合的能力。所以我们认为它也在寻找方法来绕过我们通过接种疫苗在人群中产生的免疫力。
但这种病毒在其他基因中也有很多其他突变，我们不知道这些突变可能会起什么作用。所以我们对正在发生的变化有了一些线索，但像我的实验室和全国各地的许多实验室都在花很多时间试图弄清楚这种病毒还有什么变化，使它在人群中更容易传播。
疫苗所针对的刺突蛋白的变化有点令人恐惧。
绝对的。但你知道，当我们观察峰值中的变化时，其中一些变化是我们在其他时间看到的其他变体的变化。这给了我们一种感觉，有一些突变给了病毒一种优势——它们使病毒更好地传播，或者帮助逃避一些通常可以防止感染的免疫反应。因此，这些突变开始出现在我们测序的人群中。同样，我们在其他时候在其他变体中看到的一些突变，所以它告诉我们，病毒正在“学习”优化途径，它正在寻找相同类型的突变，从而更好地进入和复制。
但这也意味着，由于刺突蛋白同样的“危险”突变也发生在其他不那么致命的变体中，因此刺突突变本身并不是导致变体传播的原因。这需要多种因素的结合。
是的,当然。这就是病毒基因组本身只给我们提供了一部分的情况。通常情况下，其他因素包括突变发生在世界的哪个地方。它发生在正确的时间吗?它是否发生在病毒可以占主导地位的情况下?当时还有其他品种可以与之竞争吗?所有这些因素都决定了一个变种是否会出现并成为主导。所以这真的是一个复杂的场景。
首先看到像D614G变种，然后是Alpha变种，现在是delta变种，出现并与其他病毒谱系竞争，这引起了病毒学家的注意，这是值得关注的事情，因为病毒很难赶上并超越其他已经领先的病毒谱系。
变异出现的速度有多快?
首先，病毒的突变率比人类或其他动物要高得多，而且它们的复制速度非常非常快。换句话说，一个被病毒感染的细胞复制了10万个副本，所有这些副本都可以出去并开始复制。所以突变是随机发生的，但是因为病毒复制的速度非常快，所以突变的积累也非常快。
但是，同样重要的是要注意，虽然突变是随机发生的，但大多数突变要么对病毒的行为没有任何改变，要么是有害的。
在大流行的第一年，我们看到了很多这样的突变，使我们能够追踪病毒。我们可以说这个月在英国发生了某种突变，病毒株开始传播。我们可以根据这些独特的突变来追溯病毒的来源，但它们都没有真正改变病毒自身复制的方式。直到现在，我们才了解到这些变异正在改变病毒在人群中的行为方式。再说一次，这只是这些病毒中积累的突变的一小部分。
有可能防止病毒变异吗?
你不能阻止病毒变异，但你能做的是限制病毒的传播，这样你就减少了出现变异的机会，这种变异有助于病毒更好地感染人类。
比如说，一个突变对病毒有利的几率是百万分之一。如果你让病毒自我复制90万次，有利的突变就会发生。但是如果你把病毒的整体复制次数限制在1000次以内，那么随机的有利突变发生的可能性就会大大降低。这就是公共卫生干预在这次大流行期间真正帮助我们的地方——通过减少病毒复制的总量，从而减少病毒改进或适应的机会。
因此，如果我们能够达到接种疫苗的临界数量，我们大概可以大大减少额外的有利突变在我们的社区中扎根的机会。
绝对的。我认为我们现在在美国各地看到，在疫苗接种率高的地方，你会看到病毒不那么容易传播。它只在未接种疫苗的人群中传播。因此，疫苗接种的力量不仅可以保护人们，而且可以通过减少病毒在人群中的整体复制来限制其他变体的出现。
随着新毒株的发现——现在还有一种伽马变型——关于最初的SARS-CoV-2病毒，我们了解到了什么?
从本质上讲，它告诉我们，最初的菌株——它在人类中的传播能力让我们感到惊讶——仍然有改进的空间。达尔文自然选择的基本原则现在正在发挥作用。病毒正在发生变化，以便能够更好地在人群中传播，当它传播得更好时，它就成为了主导病毒——我们看到这种情况一次又一次地发生。所以很明显，这种病毒具有很好的复制人类的能力，但它正在寻找方法变得更好，变得更像人类病原体，而不是我们过去所说的人畜共患病原体。这可能意味着它将在未来一段时间内成为人类病原体。
您认为您的实验室还会长期研究新冠病毒吗?
绝对的。我的实验室花了很多时间研究流感，我们对SARS-CoV-2所做的许多相同类型的实验与对流感所做的相同实验得出的结果非常不同。因此，虽然这两种病毒以相同的方式传播，并在呼吸道中引起疾病，但它们的行为方式非常不同。因此，了解两种呼吸道病毒如何在分子水平上引起如此不同的疾病对我们来说非常重要。
虽然已经有成千上万篇关于SARS-CoV-2的论文发表，但我认为，在了解这种病毒如何对人体造成损害方面，我们只触及了皮毛——我们真的不了解任何细节。将其与其他呼吸道病毒进行比较对我们来说是非常非常重要的，因为，这将告诉我们不同的特征，我们可能需要在动物病毒中寻找，这可能告诉我们动物病毒是否可能是人类病原体。
但我要强调的是，疫苗仍在发挥作用，疫苗正在对抗delta变异，尤其是mRNA疫苗。如果你得到了完整的信使rna疫苗你已经对这些变异有了很好的保护。这只是鼓励人们去接种疫苗的又一项数据。这些COVID-19疫苗的总体表现比我们任何科学家的预期都要好得多，我们确实有一个工具，现在可以在全国范围内，但很快就会在全球范围内，对这种病毒的传播方式产生重大影响。
