病毒如何传播、变异和形成新的变体

病毒需要宿主细胞来复制自己。每次复制发生时，新副本与原件略有不同的可能性——这种变化称为变异。在一个谱系中积累的足够多的变异后，卫生机构开始称其为变体。在数百万感染中重复，这个过程是呼吸道病毒（如流感或SARS-CoV-2）如何随着时间推移而继续变化的方式。

病毒如何在人与人之间传播

世界卫生组织(WHO)将呼吸道病毒在人与人之间传播的方式分为接触、飞沫和空气传播。接触传播是指病毒载体分泌物直接在人与人之间传播，或通过污染的表面间接传播。飞沫传播涉及较大的呼吸道颗粒——直径超过5至10微米——这些颗粒会掉到地上或在大约一米内落在另一个人的嘴、鼻子或眼睛上。空气传播涉及较小的颗粒，这些颗粒保持悬浮在空气中并能传播更远；世卫组织表示，这条传播途径在产生气溶胶的医疗程序中的记录最清楚。

在其关于SARS-CoV-2的评论中，世卫组织指出，在拥挤、通风不良的室内空间——餐厅、健身房、礼拜场所——尤其是在密切接触持续约一小时或更长时间后，已报告了病例集群。通风、物理距离和在一起度过的时间都会影响呼吸道病毒如何在人群中传播。

衡量传播：基本传播数

流行病学家用基本传播数R0来总结感染传播的速度——根据美国国家卫生研究院PubMed Central（PMC）平台上发表的评论，在完全易感人群中，一个感染者预期会导致的新增感染数。如果R0高于1，典型的感染者平均传播病毒给超过一个其他人，疫情会增长；如果R0保持在1以下，疫情会缩小。评论指出R0取决于人与人之间的接触率、每次接触的传播概率和某人保持传染性的时间长度——而不仅仅是病原体本身。

从复制错误到变异

变异不是病毒故意做的事情。根据世卫组织，变异是当病毒的遗传物质被复制时发生的变化；该机构指出，病毒传播和复制的次数越多，它就越有机会获得这样的变化。根据科学新闻探索（科学协会的出版物）发布的说明，RNA病毒（如冠状病毒和流感病毒）往往特别容易积累这些复制错误。

美国疾病控制与预防中心（CDC）表示，SARS-CoV-2在继续传播时会在其遗传序列中继续积累变异。这些变化中的大多数对病毒的行为方式没有明显的影响。

当变异成为变体——也许成为毒株

世卫组织将变体定义为与其祖先版本相比具有一个或多个新突变的病毒。科学新闻探索做了进一步的区分：一个变体只有在研究人员能够证明它具有真正的新生物学能力时才成为毒株，例如更容易传播、导致更严重的疾病或部分逃避早期感染或疫苗接种建立的免疫。根据这个逻辑，每个毒株都是一个变体，但并非每个变体都符合毒株的条件。

新变体是否传播取决于自然选择。使病毒复制自身能力降低的变化倾向于快速消失，而使病毒在其当前环境中更适应的变化——更具传播性、更好地逃避免疫防御或两者——倾向于随着时间推移而变得更普遍，根据科学新闻探索。因为大规模疫情会产生更多感染，因此更多复制事件，持续的高传播为病毒提供了更多机会来产生导致成功新变体的变异。

机构如何追踪新变体

为了跟上病毒变化，CDC运行基因组监测：实验室对来自患者的病毒样本的遗传密码进行测序，并将序列上传到共享数据库，以便研究人员可以比较它们。该机构使用Pango命名系统（一种国际上由公共卫生机构和研究人员使用的命名框架）对相关序列进行分组为谱系，以追踪谱系如何相互关联和随时间传播，根据CDC。

监测将这种遗传数据与表型数据——直接的实验室或临床观察，说明变体实际上是如何表现的——结合起来，以评估现有的测试、治疗和疫苗是否仍然对其有效，CDC表示。世卫组织补充说，COVID-19疫苗的设计目的是触发广泛的免疫反应，涉及多种类型的抗体和免疫细胞，这就是为什么单个变异不太可能单独使疫苗完全无效；如果一个变体确实有意义地降低保护，世卫组织表示疫苗成分可以作为回应而更新。