大量的新冠病毒感染,而不是疫苗,是新冠病毒变异的主要驱动因素

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大量的新冠病毒感染,而不是疫苗,是新冠病毒变异的主要驱动因素
传播瓶颈是限制一种新变种感染另一个人的能力。图片来源:Vaughn Cooper via BiorenderCC BY-ND

冠状病毒变体的增加凸显了进化生物学对日常生活的巨大影响。但是突变、随机机会和自然选择如何产生变异是一个复杂的过程,关于新的变异如何以及为什么会出现,人们一直存在很多困惑。

直到最近,最著名的快速进化的例子是胡椒蛾的故事.19世纪中期,英国曼彻斯特的工厂开始用煤烟覆盖飞蛾的栖息地,飞蛾正常的白色使它们能被捕食者看到。但有些飞蛾发生了突变,使它们变得更黑。因为他们能更好地伪装在美国,它们可以躲避捕食者,比白人繁殖得更多。

我们是进化生物学家和一个传染病流行病学家他们共同致力于追踪和控制病原体的进化。在过去的一年半里,我们一直在密切关注冠状病毒是如何获得不同的世界各地。

人们很自然地想知道,高效的COVID-19疫苗是否会导致逃避疫苗的变体的出现,就像黑椒飞蛾逃避追捕它们的鸟类一样。但是在下面全世界40%的人接种过一剂疫苗低收入国家的这一比例仅为2%全球每天发生近100万例新感染病例在美国,新的、更具传染性的变种(如delta)的出现,是由不受控制的传播推动的,而不是疫苗。

病毒是如何变异的

任何生物体,包括病毒,复制它的是繁殖的本质,但这个过程往往不完美。冠状病毒使用RNA获取遗传信息,并复制RNA比DNA更容易出错.研究人员已经证明,当冠状病毒复制时,大约3%的新病毒副本有一个新的随机错误,也就是所谓的突变。

每次感染都会产生数百万病毒在人体内,导致许多变异的冠状病毒。然而,突变病毒的数量与引起感染的病毒株相同的病毒数量相比是微不足道的。

几乎所有发生的突变都是无害的小故障这并不能改变病毒的工作方式——事实上,其他的会伤害病毒。一小部分变化可能会使病毒更具传染性,但这些突变体也必须是幸运的。为了产生一个新的变种,它必须成功地跳到一个新的人身上并复制许多副本。

传播是重要的瓶颈

感染者体内的大多数病毒在基因上都与开始感染的病毒株相同。它是更有可能是这些复制品中的一个这并不是一种罕见的突变,它会遗传给其他人。研究表明变异病毒几乎不会传播从原来的宿主转移到另一个人身上。

即使一个新的突变体引起了感染,突变体病毒在新宿主体内的数量通常比非突变体病毒多通常不会传染给下一个人

突变体传播的小几率被称为"人口瓶颈“只有一小部分病毒会引发下一次感染,这一事实是限制新变种出现概率的关键随机因素。”每一个新变种的诞生都是一个偶然事件,包括复制错误和不太可能的传播事件。在感染者体内的数百万个冠状病毒副本中,少数几个更合适的突变体传播给另一个人并被放大成新的变种的几率很小。

新的变种是如何出现的?

不幸的是,病毒不受控制的传播甚至可以克服最严格的瓶颈。虽然大多数突变对病毒没有影响,有些人可以而且已经增加了冠状病毒的传染性.如果一种快速传播的菌株能够在某个地方引起大量COVID-19病例,它将开始与传染性较低的菌株竞争,并产生一种新的变体就像delta变量一样

许多研究人员正在研究哪些突变会导致更容易传播的冠状病毒。结果是变量有很多相同的突变增加感染者产生的病毒量.由于每天有100多万新感染病例发生,数十亿人仍未接种疫苗,易感宿主很少短缺。所以,将有利于突变,可以利用所有这些未接种疫苗的人,使冠状病毒更具传染性。

在这种情况下,限制冠状病毒进化的最好方法是减少感染人数。

疫苗可以阻止新的变异

变种病毒已经在全球传播,而下一个变种已经在上升.如果目标是限制感染,疫苗就是答案。

即使接种了疫苗的人仍然会感染三角洲变种,他们往往会经历更短暂、更轻微的感染比未接种疫苗的人要多。这大大降低了任何变异病毒从一个人跳到另一个人的机会——无论是使病毒更具传染性的变异病毒,还是可以使病毒通过疫苗免疫的变异病毒。

最终,当几乎每个人都通过接种疫苗对冠状病毒产生一定免疫力时,突破这种免疫力的病毒可能比其他菌株获得竞争优势。在这种情况下,理论上有可能,自然选择将导致变异,可以感染并导致接种疫苗的人严重疾病。

然而,这些突变体仍然必须逃脱种群瓶颈。疫苗诱导免疫不太可能是主要因素只要有很多新的感染发生,就会出现突发性。这只是一个数字游戏,就目前而言,病毒从逃避疫苗中获得的适度好处是与感染未接种疫苗的人的巨大机会相比,这就相形见绌了

世界已经见证了感染数量和突变体增加之间的关系。冠状病毒在几个月里基本没有变化,直到大流行失控。由于感染相对较少,基因密码突变的机会有限。但是,随着集群爆炸,掷骰子数百万次,一些突变产生了更合适的突变体。

阻止新变种的最好方法是阻止它们的传播,而答案就是接种疫苗。

所提供的谈话

本文转载自谈话在创作共用许可下读了原文谈话

引用: 2023年1月7日从//www.pyrotek-europe.com/news/2021-09-massive-covid-infections-vaccines-main.html检索到的新冠病毒变体(2021,9月9日)的主要驱动因素是大量的新冠病毒感染,而不是疫苗
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