چگونه ویروس ها پخش می شوند، طفره می خورند و به متغیرهای جدید تبدیل می شوند

ویروس برای ساخت نسخه های خود به یک سلول میزبان نیاز دارد. هر بار که این کپی کردن اتفاق می افتد، احتمال این است که نسخه جدید کمی با اصل متفاوت باشد — تغییری که به آن طفره گفته می شود. وقتی طفرات کافی در یک خط نسلی تجمع می یابند، سازمان های بهداشتی آن را متغیر نام گذاری می کنند. در طی میلیون ها عفونت، این فرآیند نحوه ای است که ویروس های تنفسی مثل آنفلوانزا یا SARS-CoV-2 به مرور زمان تغییر می کنند.

چگونه ویروس از یک شخص به شخص دیگر منتقل می شود

سازمان جهانی بهداشت راه هایی را که ویروس های تنفسی بین افراد منتقل می شوند به تماس، قطره و انتقال هوایی طبقه بندی می کند. انتقال تماسی زمانی اتفاق می افتد که ترشحات حاوی ویروس مستقیماً بین افراد یا به طور غیر مستقیم از طریق سطح آلوده شده منتقل شود. انتقال قطره ای شامل ذرات تنفسی بزرگ تر است — بیش از 5 تا 10 میکرومتر — که به زمین سقوط می کنند یا بر روی دهان، بینی یا چشمان شخص دیگری در فاصله تقریباً یک متر فرود می آیند. انتقال هوایی شامل ذرات کوچک تر است که در هوا معلق می مانند و می توانند فاصله بیشتری را طی کنند؛ سازمان جهانی بهداشت می گوید این مسیر بیشتر در طی اقدامات پزشکی که اروسل تولید می کنند مستند شده است.

در نظرات خود درخصوص SARS-CoV-2، سازمان جهانی بهداشت اشاره می کند که خوشه های موارد در فضاهای داخلی شلوغ و بدون تهویه مناسب گزارش شده است — رستوران ها، سالن های ورزشی، اماکن مذهبی — به خصوص بعد از تماس نزدیک که حدود یک ساعت یا بیشتر طول می کشد. تهویه، فاصله فیزیکی و زمان گذرانده شده با هم، همه بر سهولت انتقال ویروس تنفسی از طریق یک گروه تأثیر می گذارند.

اندازه گیری انتشار: عدد تکثیر

اپیدمیولوژیست ها میزان انتشار عفونت را با عدد تکثیر پایه، R0 خلاصه می کنند — تعداد عفونت های جدید مورد انتظار که توسط یک شخص مبتلا در جمعیتی کاملاً آسیب پذیر ایجاد می شود، طبق نقل از مطالعه ای که بر روی پلتفرم PubMed Central (PMC) موسسه ملی بهداشت ایالات متحده منتشر شده است. اگر R0 بیشتر از 1 باشد، یک شخص مبتلا معمولی ویروس را به بیش از یک فرد دیگر به طور متوسط منتقل می کند و فوق العاده رشد می کند؛ اگر زیر 1 بماند، فوق العاده کوچک می شود. مطالعه اشاره می کند که R0 به نرخ تماس بین افراد، احتمال انتقال در هر تماس، و مدت زمانی که کسی واگیر است بستگی دارد — نه تنها بر عامل بیماری.

از خطای کپی کردن تا طفره

طفرات چیزی نیست که ویروس عمداً انجام دهد. طبق سازمان جهانی بهداشت، طفرات صرفاً تغییراتی هستند که هنگام کپی کردن مادی ژنتیکی ویروس اتفاق می افتند؛ سازمان اشاره می کند که هر چه ویروس بیشتر پخش شود و تکثیر شود، فرصت های بیشتری برای گرفتن چنین تغییراتی پیدا می کند. ویروس های RNA مثل کروناویروس ها و آنفلوانزا این اشتباهات کپی کردن را به طور خاص اغلب تجمع می دهند، طبق توضیح دهنده ای که توسط Science News Explores، نشریه ای از انجمن علوم منتشر شده است.

مراکز کنترل و پیشگیری بیماری های ایالات متحده (CDC) اظهار می کند که SARS-CoV-2 به طور مستمر طفرات در توالی ژنتیکی خود را جمع می کند. بیشتر این تغییرات تفاوت نمایانی در رفتار ویروس ایجاد نمی کنند.

هنگامی که طفره به متغیر تبدیل می شود — و شاید به سویه

سازمان جهانی بهداشت متغیر را به عنوان ویروسی تعریف می کند که یک یا چند طفره جدید در مقایسه با نسخه ای که از آن سرچشمه گرفته است دارد. Science News Explores تمایز بیشتری ترسیم می کند: متغیر تنها زمانی به سویه تبدیل می شود که محققین بتوانند نشان دهند که واقعاً دارای توانایی بیولوژیکی جدید است، مثل انتشار سریع تر، ایجاد بیماری شدیدتر، یا جزئی فرار از ایمنی ساخته شده از عفونت یا واکسیناسیون قبلی. با این منطق، هر سویه یک متغیر است، اما نه هر متغیر به سویه تبدیل می شود.

این که آیا متغیر جدید پخش می شود بستگی به انتخاب طبیعی دارد. تغییراتی که نسخه ویروس را کمتر قادر به عفونت سلول ها می کنند سریع تر ناپدید می شوند، در حالی که تغییراتی که ویروس را در محیط فعلی خود برتر می کنند — قابل انتقال تر، بهتر در فرار از دفاعات ایمنی، یا هر دو — با گذشت زمان عمومی تر می شوند، طبق Science News Explores. چون فوق العاده های بزرگ، عفونت های بیشتری ایجاد می کنند، و بنابراین رویدادهای تکثیری بیشتری، انتقال پایدار بالا ویروس را بیشتر فرصت می دهد برای تولید نوعی طفره که به متغیر جدید موفق تبدیل می شود.

چگونه سازمان ها متغیرهای جدید را پیگیری می کنند

برای همراه شدن با تغیر ویروسی، CDC نظارت ژنومی را انجام می دهد: آزمایشگاه ها توالی کد ژنتیکی نمونه های ویروسی از بیماران را انجام می دهند و توالی ها را به پایگاه های اطلاعات مشترک آپلود می کنند تا محققین بتوانند آنها را مقایسه کنند. سازمان توالی های مرتبط را با استفاده از سیستم ترقیم Pango به خطوط تقسیم می کند، یک چارچوب نام گذاری است که به طور بین المللی توسط اجسام بهداشت عمومی و محققین برای ردیابی نحوه مرتبط بودن خطوط و پخش شدن در طول زمان استفاده می شود، طبق CDC.

نظارت این داده های ژنومی را با داده های فنوتیپی — مشاهدات آزمایشگاهی یا بالینی مستقیم از نحوه رفتار واقعی متغیر — ترکیب می کند تا ارزیابی کند که آیا آزمایش ها، درمان ها و واکسن های موجود هنوز مؤثر هستند، CDC می گوید. سازمان جهانی بهداشت اضافه می کند که واکسن های COVID-19 برای تحریک پاسخ ایمنی گسترده ای که انواع متعددی از آنتی بادی ها و سلول های ایمنی را درگیر می کند طراحی شده اند، به همین دلیل طفرات انفرادی احتمالاً به تنهایی واکسن را کاملاً بی اثر نمی کنند؛ اگر متغیر به طور معنی داری حفاظت را کاهش دهد، سازمان جهانی بهداشت می گوید ترکیب واکسن می تواند در پاسخ تغییر کند.