病毒如何傳播、變異和形成新變種

病毒需要宿主細胞來複製自己。每次複製時，新的副本都可能與原本的版本略有不同——這種變化稱為變異。當一個病毒譜系中累積了足夠的變異，衛生機構就開始稱之為一個變種。在數百萬次感染中重複這個過程，這就是流感或SARS-CoV-2等呼吸道病毒隨著時間不斷變化的方式。

病毒如何在人與人之間傳播

世界衛生組織將呼吸道病毒在人群之間傳播的方式分為接觸傳播、飛沫傳播和空氣傳播。接觸傳播是指攜帶病毒的分泌物直接在人與人之間傳播，或間接通過受污染的表面傳播。飛沫傳播涉及較大的呼吸道粒子——直徑超過5至10微米——這些粒子會下落到地面或在大約一米的距離內落在另一個人的口、鼻或眼睛上。空氣傳播涉及較小的粒子，這些粒子懸浮在空氣中，可以傳播得更遠；世界衛生組織表示，這一傳播途徑在產生氣溶膠的醫療操作中有最清晰的證據。

世界衛生組織在其關於SARS-CoV-2的評論中指出，在擁擠、通風不良的室內空間——餐廳、健身房、宗教場所——已報告有病例群集，特別是在持續大約一小時或更長時間的密切接觸後。通風、物理距離和在一起的時間都會影響呼吸道病毒在群體中傳播的難度。

衡量傳播：基本傳播數

根據美國國立衛生研究院PubMed Central (PMC)平台發表的一篇評論，流行病學家用基本傳播數R0來總結感染傳播的速度——即在完全易感人群中一個感染者預期造成的新感染數。如果R0大於1，一個典型感染者平均會將病毒傳播給超過一個人，疫情就會增長；如果R0低於1，疫情就會縮小。該評論指出R0取決於人與人之間的接觸率、每次接觸的傳播機會和某人保持具有傳染性的時間——而不僅僅是病原體本身。

從複製錯誤到變異

變異不是病毒刻意做的事情。根據世界衛生組織的說法，變異只是病毒遺傳物質被複製時發生的變化；該機構指出病毒傳播和複製得越多，就越有機會發生這樣的變化。根據《科學新聞探索》（科學促進會的出版物）發表的解釋，冠狀病毒和流感等RNA病毒傾向於特別經常地積累這些複製錯誤。

美國疾病控制和預防中心（CDC）指出，SARS-CoV-2在繼續傳播的過程中不斷在其遺傳序列中積累變異。大多數這些變化對病毒的行為方式沒有明顯影響。

當變異成為變種——也許還會成為株

世界衛生組織將變種定義為與其祖先版本相比具有一個或多個新變異的病毒。《科學新聞探索》進一步區分：只有當研究人員能證明變種具有真正新的生物學能力——例如更容易傳播、引起更嚴重的疾病或部分逃避由早期感染或疫苗接種建立的免疫力——時，變種才成為株。根據這個邏輯，每個株都是一個變種，但不是每個變種都符合株的標準。

新變種是否傳播取決於自然選擇。根據《科學新聞探索》，使病毒複製自身感染細胞能力降低的變化往往會迅速消失，而使病毒在當前環境中更適應的變化——更容易傳播、更能逃避免疫防禦或兩者兼有——往往會隨著時間變得更加常見。由於大規模疫情會產生更多感染，因此產生更多複製事件，持續高傳播為病毒提供了更多機會來產生能演變成成功的新變種的變異。

機構如何追蹤新變種

為了跟上病毒的變化，美國疾病控制和預防中心進行基因組監測：實驗室對患者的病毒樣本進行遺傳密碼測序，並將序列上傳到共享數據庫，以便研究人員進行比較。根據美國疾病控制和預防中心的說法，該機構使用Pango命名系統將相關序列分組為譜系，這是由公共衛生機構和研究人員國際使用的命名框架，用於追蹤譜系之間的關係以及它們如何隨著時間傳播。

美國疾病控制和預防中心表示，監測將這種遺傳數據與表型數據——對變種實際行為的直接實驗室或臨床觀察——結合起來，以評估現有的檢測、治療和疫苗是否仍然有效。世界衛生組織補充說，COVID-19疫苗的設計目的是引發涉及多種類型抗體和免疫細胞的廣泛免疫反應，這就是為什麼單個變異不太可能自身導致疫苗完全無效；如果變種確實明顯降低了保護作用，世界衛生組織表示可以相應更新疫苗成分。