ウイルスがどのように広がり、変異し、新しい変異株になるか

ウイルスは自身をコピーするために宿主細胞が必要です。そのコピーが行われるたびに、新しいコピーが元のコピーとわずかに異なる可能性があります。これは変異と呼ばれる変化です。1つの系統に十分な変異が蓄積されると、保健機関はそれを変異株と呼び始めます。インフルエンザやSARS-CoV-2などの呼吸器ウイルスは、この過程を何百万の感染を通じて繰り返すことにより、時間とともに変わり続けます。

ウイルスがどのようにして人から人へ移るか

世界保健機関（WHO）は、呼吸器ウイルスが人々の間を移動する方法を接触、飛沫、および浮遊感染に分類しています。接触感染は、ウイルスを含む分泌物が人々の間で直接通過するか、汚染された表面を通じて間接的に通過する場合に発生します。飛沫感染は、より大きな呼吸器粒子（5～10マイクロメートル以上）が関わり、これらは地面に落ちるか、または約1メートル以内で他の人の口、鼻、または目に着陸します。浮遊感染は、空気中に浮遊し、より遠くまで移動できるより小さな粒子を伴います。WHOは、このルートが医療用エアロゾル生成手順中に最も明確に文書化されていると述べています。

SARS-CoV-2に関する論評において、WHOは、混雑していて通風の悪い屋内空間（レストラン、ジム、礼拝所）でケースのクラスターが報告されていることに言及しており、特に約1時間以上続く密接な接触の後です。通風、物理的距離、そして一緒に過ごす時間はすべて、呼吸器ウイルスがグループを通じてどれほど容易に移動するかに影響を与えます。

拡散の測定：基本再生産数

疫学者は、米国国立衛生研究所（NIH）のPubMed Central（PMC）プラットフォームに公開された論文によると、基本再生産数R0を使って感染がどのくらい速く広がるかを要約します。これは、完全に感受性のある集団で、1人の感染者が引き起こす新規感染の予想数です。R0が1を上回る場合、典型的な感染者はウイルスを平均して1人以上の他の人に伝播し、アウトブレイクは成長します。1未満のままである場合、アウトブレイクは縮小します。論文は、R0が人々の間の接触率、接触ごとの感染伝播の可能性、そして誰かが感染力を持つ期間に依存していることに注意していますが、病原体だけには依存していません。

コピーエラーから変異へ

変異はウイルスが意図的に行うものではありません。WHOによると、変異はウイルスの遺伝子物質がコピーされるときに起こる単なる変化です。機関は、ウイルスが広がり複製が増えるほど、そのような変化を拾う可能性が高くなることに注意しています。コロナウイルスとインフルエンザなどのRNAウイルスは、Science News Exploresという科学協会の出版物によると、複製中にこれらのコピーエラーを特に頻繁に蓄積する傾向があります。

米国疾病管理予防センター（CDC）は、SARS-CoV-2が循環を続けるにつれて遺伝子配列に変異を蓄積し続けていると述べています。これらの変化のほとんどは、ウイルスの挙動にほぼ違いを生じさせません。

変異が変異株になる場合、そしておそらく株に

WHOは変異を、それが由来するバージョンと比較して1つ以上の新しい変異を持つウイルスと定義しています。Science News Exploresはさらに区別を描きます。変異は、研究者がより容易に広がるなど、より深刻な病気を引き起こす、または以前の感染またはワクチン接種から構築された免疫を部分的に回避するなど、本当に新しい生物学的能力を持つことを示すことができるまで、株になります。その論理によると、すべての株は変異ですが、すべての変異が株の資格があるわけではありません。

新しい変異が広がるかどうかは自然選択に依存します。ウイルスがセルのコピーを作る能力を低下させる変化は急速に消えがちですが、現在の環境でウイルスをより適応させる変化（より伝染性が高い、免疫防御の回避がより良い、またはその両方）は時間とともにより一般的になりがちです。Science News Exploresによると。大きなアウトブレイクがより多くの感染を生成し、したがってより多くの複製イベントが生成されるため、持続的な高い伝播はウイルスに成功した新しい変異株になる種類の変異を生成する以上のチャンスをもたらします。

機関がどのように新しい変異を追跡するか

ウイルスの変化に対応するため、CDCはゲノムサーベイランスを実行します。実験室は患者からのウイルスサンプルの遺伝コードを配列し、シーケンスを共有データベースにアップロードして、研究者がそれらを比較できるようにします。機関は、Pango命名システムを使用して関連シーケンスを系統にグループ化します。これは、CDCによると、公衆衛生機関と研究者が系統の関係と時間経過による拡散を追跡するために国際的に使用する命名フレームワークです。

サーベイランスは、この遺伝子データを表現型データ（変異株が実際にどのように動作するかの直接的な実験室または臨床観察）と組み合わせて、既存のテスト、治療、およびワクチンが依然としてそれに対して機能するかどうかを評価します。CDCが述べています。WHOは、COVID-19ワクチンが複数のタイプの抗体と免疫細胞を含む幅広い免疫応答をトリガーするように設計されていることを追加しており、これが個々の変異が単独でワクチンを完全に効果的でなくする可能性が低い理由です。変異株が保護を有意に減らす場合、WHOはワクチンの構成は対応して更新できると述べています。