这就是为什么某些COVID-19菌株传播得比其他菌株快的原因这就是为什么某些COVID-19菌株传

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这就是为什么某些COVID-19菌株传播得比其他菌株快的原因
冠状病毒的新变种已席卷整个英国，并在美国，加拿大和其他地方被发现。科学家担心这些新菌株可能更容易传播。
作为一名进化生物学家，我研究了突变和选择如何结合在一起以塑造种群随时间的变化。我们从未像SARS-CoV-2那样拥有如此多的实时进化数据：去年测序了超过380,000个基因组。
SARS-CoV-2传播时一直在发生突变，在其基因组中产生细微差异。这些突变使科学家可以在病毒家族树中追踪与谁相关的人。
包括我自己在内的进化生物学家都告诫不要过分解释突变带来的威胁。大多数突变都不会对病毒有所帮助，就像随机踢打工作机不太可能使其变得更好一样。
但是每隔一段时间，一个突变或一系列突变会使病毒具有优势。数据令人信服，该变异体携带的突变首次出现在英国，称为B.1.1.7 ，使病毒更加“适合” 。
更高的适应度或机会？
当一个新的变种变得普遍时，科学家们就确定了其流行背后的原因。带有特定突变的病毒在以下情况下可以偶然增加频率：
由超级传播者携带；
移至新的未感染地点；
引入了新的人群群体。
后两个例子称为“创始人事件”：如果将特定的变种引入新的群体并开始局部流行，则频率会迅速上升。机会事件可能解释了几种不同的SARS-CoV-2变体的频率升高。
但是B.1.1.7是个例外。它显示出非常强烈的选择信号。
在过去的两个月中，在英格兰几乎每个星期和整个健康地区， B.1.1.7的频率上升速度均高于非B.1.1.7 。该数据于2020年12月21日报告，有助于说服英国首相鲍里斯·约翰逊（BorisJohnson）将该国大部分地区置于封锁之下，并导致英国广泛禁止旅行。
B.1.1.7的上升无法用新地区的创始人事件来解释，因为COVID-19已经在英国各地流传。
鉴于当时针对大型聚会的广泛限制，在新人群中的创始人活动（例如在会议之后）也不是合理的。
我们跟踪SARS-CoV-2进化的能力归因于科学家实时共享和分析数据的巨大努力。
但是，我们对B.1.1.7的了解得非常详细，这也是由于运气不好。
其突变之一改变了英国用于测试COVID-19的基因组部分，从而从超过275,000例病例中获得了进化传播的图片。
行动进化
流行病学家得出的结论是， B.1.1.7更易传播，但没有迹象表明它更致命。
一些研究人员估计B.1.1.7会使受感染的个人引起的新病例数（称为生殖数或Rt）增加40％至80％；另一项初步研究发现Rt增加了50-74％。
40-80％的优势意味着B.1.1.7不仅更适合，而且更适合。
即使选择如此强大，进化也不是瞬时的。我们的数学模型以及加拿大和美国其他国家的数学模型表明， B.1.1.7需要几个月的时间才能达到飞速增长，因为最初只有一小部分案例带有新的变体。
对于许多国家（例如美国和加拿大）来说， COVID-19病例数一直在上升，这种变种会使传播增加40-80％，这有可能将我们推向顶峰。
这可能导致案件数量呈指数增长，并使不堪重负的医疗服务不堪重负。进化的变革需要一段时间，可能需要几周的时间为我们做准备。
更多变体
对于研究人员而言，一个惊喜是B.1.1.7带有大量新突变。
B.1.1.7在过去一年中累积了30-35个变化。 B.1.1.7不会以更高的速率变异，但是在最近的一段时间里它似乎经历了快速的变化。
该病毒可能是由免疫受损的人携带的。免疫系统较弱的人会长期感染病毒，长期感染，反复出现病毒复制以及病毒不断进化的部分免疫反应。

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上图：每个点代表一个SARS-CoV-2基因组，其分支将相关病毒与其祖先相连。该中心代表被引入人类的病毒。离中心最远的病毒携带更多突变。金色突出显示的是三个新变体。
尚未验证的初步研究报告描述了另外两个令人关注的变体：一个最初来自南非（B.1.351），另一个来自巴西（P1）。
这两个变体都显示了最近突变的历史，并在当地人群中出现了频率的快速增加。科学家目前正在收集所需的数据，以确认选择更高的透射率而不是偶然的原因是负责任的。
允许传播的变化是什么？
选择在这些变体的进化中扮演两个角色。
首先，考虑那些产生大量突变体的个体中的作用。 B.1.1.7的23个突变和P1的21个突变不是随机排列在整个基因组中，而是聚集在编码刺突蛋白的基因中。