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在新冠两年以来,似乎这半年只流行Omicron,我已经很久没有听到新病毒种类了。病毒变异停止了吗?

161 个回答

一,找几个重点国家看看,可发现流行毒株随时都在更替,只是没有给新希腊字母

1.英国[1]

米黄色为Delta的变种AY.4,之后的毒株都是Omicron大类的

2.美国[2]

美国Delta期间AY.103占比较大,Omicron后期 BA.2.12.1取代了BA.1和BA.2


3.德国

4.印度

5.南非

BA.4和BA.5已经在南非占据绝对主导地位,并引发新一轮疫情高峰[3]

二、病毒的遗传和变异

新冠病毒是正链RNA病毒,RNA病毒的自然突变概率高,达到0.0001~0.000001之间。

突变可以体现为单个或多个碱基的替换、增加或减少,突变会影响病毒性状,如传播性、致病性等。

突变的详细内容,可参照:


病毒的种群越大(感染人数越多)、单次感染持续的时间越长(警惕免疫缺陷患者长期感染),病毒突变的概率就越大。

1.种群很大会增大变异概率。

假设病毒在某个患者体内出现可存活变异的几率为P_{单患者病毒突变},则对于一个数量为n的宿主群体,病毒发生可存活变异的概率为 P_{总}=1-(1-P_{单患者病毒突变})^{n} 。即使为P_{单患者病毒突变}很低,只要n足够大,P_{总} 就趋近于1。

2.长期感染有利于突变

俄罗斯女子体内发现有18个变异点的新冠病毒。西伯利亚联邦大学基因组学与生物信息学系教授康斯坦丁·克鲁托夫斯基指出,这项研究工作首次确认了一个事实,即“新冠病毒在一个生物体内长期存在即会导致大量突变的出现”。[4]

3.同时感染多种毒株会增大基因重组概率

当二种有亲缘关系的不同病毒感染同一宿主细胞时,它们的遗传物质发生交换,结果产生不同于亲代的可遗传的子代,称为基因重组(Genetic recombination)。

在大流行背景下,病毒经过2年多的进化,有越来越丰富的基因库

由于国际交通非常发达,不同地区的主流毒株都有前往其他地区的机会,人群交叉感染多种毒株的现象严重,不同病毒重组产生新毒株的概率很大。

所以,随着时间的推移,病毒的变异和重组已经进入正反馈状态,病毒通过重组丰富自身基因库的效率会越来越高。


三.选择压的概念

选择压是进化生态学中的概念,指外界环境施加给物种演化方向的压力,不同的外在的压力导致物种向不同方向演化。[5]
假如:一个基因的选择压为0.001(比如拥有A基因个体的存活率比其他个体高0.1%),那么一个频率为0.00001的显性基因只要16100个世代就可增加到0.99的频率。

计算原文档:选择压推算.xlsx


在自然界,当选择压高的时候,在短时期中就可以形成新的品种。

例如在青霉素发明的时候,细菌普遍没有耐药性,在普遍使用抗生素的环境中,少数可以耐药的细菌被筛选出来,成为主流。

而自然感染后、接种疫苗均会产生抗体,这些抗体会阻碍既有病毒的继续传播,所以抗体成为主要选择压。


四.瓶颈效应(高中生物知识点

抗体可以中和指定种类的病毒,形成的选择压较大。

生物群体在经历高死亡率的选择压后,会将个别适应环境的突变筛选出来,成为主流毒株。

高选择压下的种群变化

例如,选择压可以推动艾滋病病毒进化[6]

McMichael及其同事的一项研究描述了最早的CD8 T细胞对HIV-1传播的反应,并表明这些反应有效地控制了感染急性期的病毒血症,并通过施加选择性压力,诱导病毒基因组的逃生突变。

“物竞天择、适者生存”。如果某病毒具备能适应环境的特征,传播速度就会显著加快,从而占据该地区的主导地位。


五、现代交通的影响

1.群体免疫的适用条件

对人口有限的局部地区而言,抗体会阻碍后续感染,疫情传播速度会越来越慢,危害越来越小

自然感染后会产生抗体,疫苗接种也可以产生抗体,抗体在一定时间内对感染有保护作用,。

人群抗体比例越高,病毒传播过程中传播到有免疫能力个体的几率越大,病毒传播就越困难。

一个人口有限的地区,产生颠覆性突变毒株的可能性并不是很大,如果各个地区相互隔离,则大部分地区疫情会自发结束。

所以,“群体免疫”在特定环境(聚落人口有限,与外界交流极少)下是可行的。

例如英国阿尔法毒株在2020年冬季快速传播,产生高峰,疫情在2021年春天大幅好转。

如果没有Delta的输入,疫情的危害会持续降低。

2.发达交通的影响

如果某个可以免疫既有抗体的全新毒株出现,则该病毒有可能传遍全球,在各地打破既有的”群体免疫“,引发新一轮疫情。

所以在大量人群感染的背景下,新变异会源源不断出现,国际交流持续的情况下,新毒株很容易打破原有的“群体免疫”,在全球引发一轮又一轮疫情。

参考

  1. ^https://outbreak.info/location-reports?loc=GBR
  2. ^https://outbreak.info/location-reports?loc=USA&dark=true
  3. ^https://outbreak.info/location-reports?loc=ZAF&dark=true
  4. ^新型突变?俄罗斯女子体内发现18种变异新冠病毒?http://www.kankanews.com/a/2021-01-13/0039632403.shtml?appid=765823
  5. ^https://www.infobloom.com/what-is-selection-pressure.htm
  6. ^https://www.nature.com/articles/nri2595

这个问题由 绝对最靠谱。

我不太了解病毒变异的实时动态。不过从“很久没有听到新变异”的角度,Nature最近发了一篇新闻,可能会提供一个不同的视角。

Why call it BA.2.12.1? A guide to the tangled Omicron family (nature.com)

第一句是这样说的。

For the foreseeable future, the coronavirus SARS-CoV-2 will continue evolving into new variants that lead to waves of infections.

在可以预见的未来,新冠都将继续进化出新的变异,带来一波又一波的新感染。

对,这是新闻,不是经过评议的文章。但不代表这话就听不得,没道理。评议可以同行匿名做,也可以就这样公开做,很多期刊已经开始公开评议内容了。有异议的尽管提。

In 2020 and 2021, the World Health Organization (WHO) announced the emergence of variants of concern by giving them names from the Greek alphabet. But this year, Omicron has remained in the spotlight, with members of its family — subvariants — fuelling surges as they evade antibodies that people have generated from previous infections and vaccines. For example, the Omicron subvariant BA.2.12.1 is gaining ground in North America, now accounting for about 26% of the SARS-CoV-2 genomes submitted to the GISAID data initiative, and BA.4 and BA.5 are spreading rapidly in South Africa, comprising more than 90% of genomes sequenced.

2020年以来,世卫组织通过用希腊字母命名的方式来宣示需密切关注的新变异株(VOC)。但今年以来,关注的全是Omicron和其家族内层出不穷的免疫逃逸亚型。例如,BA2.12.1已占北美流行的26%,而BA.4和BA.5已经在南非超过90%。

Given the subvariants’ increasing dominance, Nature spoke to researchers to make sense of the current wonky names, and to learn why the WHO hasn’t given them Greek monikers that could spur policymakers to take stronger action.

既然亚型这么多,Nature询问相关研究人员现行命名的意义,以及为什么世卫给新的变种希腊字母名称以取得政策制定者更高的关注。

SARS-CoV-2 acquires mutations as it replicates in cells. Technically, this means that millions of variants probably arise every day. But the majority of mutations don’t improve the virus’s ability to survive and reproduce, and so these variants are lost to time — outcompeted by fitter versions.

新冠通过在细胞内复制积累突变。这就意味着每天都会产生数以百万的突变体。但绝大多数突变并不会提高病毒的生存或复制能力,因此这些变异会遭到淘汰。

A small portion of variants do, however, gain traction. When this happens, researchers conducting genomic surveillance flag samples that all have the same set of distinct mutations. To find out whether these samples constitute a new branch on the SARS-CoV-2 family tree, they contact bioinformaticians who have established nomenclature systems for the virus. One popular group, called Pango, consists of about two dozen evolutionary biologists and bioinformaticians who compare the samples’ sequences with hundreds of others using phylogenetic software.

但是,少数突变体会留下。研究者需要对这样的情况进行基因组学监控,通过相同的变异发现流行株,然后由生物信息学家进行进化分析,从而确定病毒的命名。一个由二十余位进化生物学家和生物信息学家组成的团队,Pango,就在进行这样工作。

The group’s name derives from a software program called Pangolin, originally created by bioinformatician ?ine O’Toole at the University of Edinburgh, UK. If the analysis suggests that the new samples derived from the same recent common ancestor, it means that they are a distinct lineage on the coronavirus tree. In determining whether to name the lineage, Pango considers whether the variants have appeared more frequently over time, and whether their mutations are in regions of the virus that might give it a competitive edge. At this point, a lineage label doesn’t indicate risk. Rather, it allows scientists to keep an eye on a variant and learn more.

团队名字来自于一个由爱丁堡大学(不是上海)生物信息学家Aine O'Toole开发的叫作Pangolin的软件。如果分析认为新的样品来自于进化树的某个节点,就意味着新冠又产生了新的分支。决定是否为新分支命名时,Pango需要考虑该突变体是否会持续流行,以及其突变所在位置是否会带来竞争优势。目前来看,分支的标示并不意味着风险。更多只是让科学家保持关注。

“We want to name everything that jumps out at us at an early stage so that we can define it and track it, and see if it is growing quickly relative to other lineages,” says Andrew Rambaut, an evolutionary biologist at the University of Edinburgh and a member of Pango. “You probably won’t hear of most of the lineages we name,” he says, because they couldn’t compete with other versions of SARS-CoV-2 and have disappeared.

爱丁堡大学的进化生物学家,也是Pango成员Andrew Rambaut说:“我们想要为每一个早期出现的变异体命名以便持续观察其是否具有生存优势。你可能没机会听说绝大多数我们命名的突变体,因为它们都被淘汰消失了。”

When naming a variant, the Pango committee uses a hierarchical system that indicates the variant’s evolutionary history and when it was detected relative to others. The initial letters in the name reflect when Pango gave the lineage a label, following in a sequence from A to Z, then from AA to AZ, BA to BZ, and so on. Separated by a full stop, the next numbers indicate the order of branches from that lineage. For example, BA.1, BA.2, BA.3, BA.4 and BA.5 are the first five branches descending from an original Omicron ancestor. And BA.2.12.1 is the 12th lineage to branch off from BA.2, and then the first named branch on that 12th bush. All subvariants are variants, but researchers use the former term when they want to imply that the lineages belong to a larger grouping, such as Omicron.

命名变异体时,Pango委员会使用一个层级系统来表示变异体的进化历史和发现的次序。首字母是谱系的标示,从A到Z排列。然后是AA到AZ,BA到BZ,以此类推。后缀用句点分隔的数字代表在该谱系内的分支次序。例如BA.1,BA.2,BA.3,BA.4和BA.5是Omicron始祖率先分化的五个分支。而BA.2.12.1表示从BA.2分化出的第十二个谱系中第一个被命名的分支。所有的亚型都是不同的变异体,但研究者沿用旧标示以表示所有谱系都来自于Omicron。

If a variant evades the immune system much more effectively than others in circulation, causes more severe disease or is much more transmissible, the WHO might determine it to be a ‘variant of concern’ and change its name to a Greek letter (see ‘Evolution of a virus’). For instance, the multiple concerning mutations in a variant labelled as B.1.1.529 last year, coupled with its rapid rise, prompted the WHO to change its name to Omicron in November 2021. Whereas Pango’s technical names are meant to help researchers track SARS-CoV-2 evolution, the WHO’s system places a priority on the ease of communication to the public.

如果变异体可以更有效地免疫逃逸,或具有更高的致病性,或更强力的传播力,世卫组织可能会决定这是一个新的VOC,并将其名称改为希腊字母。例如,去年一个具有多个突变的变异体B.1.1.529快速兴起,导致世卫在11月将其名称改为Omicron。一言以蔽之,Pango的命名更多是为研究者追踪病毒的进化服务,而世卫的命名系统更重视与公众交流的便利性。

Given all these variants, is SARS-CoV-2 evolving more rapidly than other viruses?
Not necessarily, Rambaut says. Researchers are finding an incredible amount of diversity in SARS-CoV-2, but they’re also sequencing this virus at an unprecedented rate. A record 11 million SARS-CoV-2 genomes have been uploaded to the popular GISAID data platform since January 2020. By contrast, researchers have uploaded about 1.6 million sequences of the influenza virus to GISAID’s EpiFlu database since May 2008.

既然有这么多变异体,这说明新冠的进化比其它病毒更快吗?Rambaut说不一定。研究者发现新冠有很多变异体,但对新冠变异的关注也是前所未有的。自2020年1月以来已经有一千一百余万组新冠基因组数据上传到GISAID数据平台。与之相比,自2008年5月以来,只有约一百六十万流感基因组上传到GISAID数据库。

Still, Rambaut says, many questions remain about how SARS-CoV-2 is evolving, because sequencing is nearly absent in some parts of the world, and some countries with raging outbreaks are scaling back genomic surveillance.

Rambaut说,还有很多关于新冠进化的问题需要解决。世界某些地方的测序资料是几乎空白的,而有些爆发流行的地区正在减少基因组学的监控。

Could Omicron’s subvariants, such as BA.4, eventually receive Greek names?
Yes, although it hasn’t happened yet. Some researchers argue that the Omicron subvariants currently fuelling surges, such as BA.4 and BA.2.12.1, deserve simpler names to aid communication with governments and the public at a time when regard for COVID-19 control measures, such as face masks, is waning. They also point out that unlike Delta’s subvariants — which were not discussed much in the media — BA.4 and BA.2.12.1 can overcome immunity provided by earlier infections with other Omicron subvariants. This was unexpected, says Houriiyah Tegally, a bioinformatician at the Centre for Epidemic Response and Innovation in Stellenbosch, South Africa. “Everyone thought that only new variants would cause new waves, but now that we’re seeing that Omicron can do it, maybe we should adapt the system of naming,” she suggests.

Omicron的亚型如BA.4有没有可能最终获得希腊字母命名?有可能,不过目前尚未提上日程。一些研究者认为Omicron的亚型如BA.4和BA.2.12.1在掀起流行的浪潮,应该获得更简单的名字以便于政府和民众沟通,尤其是现在诸如口罩之类的公卫措施正在减少的时候。他们同时指出,媒体还很少提及关于免疫逃逸的问题。与Delta的亚型不同,BA.4和BA.2.12.1可以突破其它早期Omicron亚型感染带来的免疫屏障。南非CERI的生物信息学家Houriiyah Tegally说:“这令人非常意外。每个人都认为只有新变异株会造成新流行。但现在我们看到Omicron的亚型就可以做到。也许需要改变命名系统了。”

But the WHO is so far resisting this idea. WHO virologist Lorenzo Subissi says that the capacity for immune evasion isn’t wildly different between Omicron subvariants. He adds that the agency’s assessment could change if future studies prove that an Omicron subvariant causes more severe disease than other Omicron varieties. The technical lead of the WHO’s COVID-19 response, Maria Van Kerkhove, adds that the agency also doesn’t recommend swapping a technical label for a Greek name in the hope of spurring leaders to take the ongoing pandemic more seriously. “This is already a scary virus, it is still killing huge numbers of people unnecessarily,” she says, suggesting that world leaders should already be paying attention.

但世卫组织目前还没有这样的计划。世卫的病毒学家Lorenzo Subissi说Omicron的亚型间免疫逃逸能力的差别不大,无需单独命名。他补充说如果未来的研究证明Omicron的某个亚型会导致更严重的症状,世卫的评估可能会改变。世卫新冠反应小组的技术负责人Maria Van Kerkhove补充,世卫组织并不推荐通过用希腊字母命名的方式来提起领导人的重视。她表示:“新冠已经是一个可怕的病毒,造成了大量人口的非必要死亡。”她认为这足以让领导人提起重视。


翻译完这篇新闻,我不由想起了魔法部……

2022年6月5日第一次更新

看到评论区有部分朋友怀疑咱开局一张图,内容全靠编?

刚好这里有个今天刚刚出的预印本,

作者跟下面那张聊天图厚码部分有一丢丢关系,

请品鉴啦:

Genetic Diversity and Evolutionary Convergence of Cryptic SARS-CoV-2 Lineages Detected Via Wastewater Sequencing

当然了,这份预印本里的神秘变异株只是截止到2021年8月的过气货而已,

下面咱打码的是2022年5月份的新鲜货,哼哼哈哈


以下是原回答:

谢老铁邀,稍微剧透一点得了。

近期伊朗、阿根廷、墨西哥、美国(加州)都有全新未分类的变异株冒头。

只不过在八字还没一撇的状态下不方便公开而已。

——比如说,请品鉴:

加州这款刺突蛋白RBD结构域T430P+S438F+N439T+E484A+F486V+S494P+Q498H的变异株可还够劲儿?

当然了,GISAID上查不到这款,pango designation那边更是没影儿。

没办法,咱最多只能在简中互联网这边稍微剧透一嘴而已,还得打厚码。


其实还有一些更邪门的玩意儿,但现在不能公开,一个字都不能提。

各位感兴趣的话,可以留意高福老师他们近期将会发表的新论文。

含焦量爆表哦!

并没有,而且可能更快了。

上一张图吧:

在2021年12月中旬,新冠的变异率中位数从1.60%左右飙升至2.14%,并且继续向上爬坡……

记忆好的朋友应该马上就回过味儿来了,那正是奥密克戎开始爆发的时间。

你没听到新病毒,主要是因为媒体报道的非专业性,以及新闻本身应当具备的爆点缺乏所致。

大多数人应该都听说过阿尔法、贝塔、德尔塔、奥密克戎这些毒株,但很少有人知道,这其中任何一个名字,都是成百上千种被命名毒株的集合体。

我们常见的阿尔法、贝塔、德尔塔、奥密克戎这几个名字,是世卫组织赋予名字的VOC,也就是variant of concern,值得担忧的变异株;还有一个与之近似的概念,称作VOI,variant of interest,值得关注的变异株。

你从VOC和VOI的含义就能知道,这肯定不是全部的病毒变异株。

因为病毒的实际突变速度是非常快的,用希腊字母命名,哪怕加上八十八星座其实也是远远不够的,而且世卫也不管这个。

通常来说,学界在用另一套毒株命名方式。

它是来自PANGO委员会的编号。

我尝试着简单讲一下这套编号的规则。

首先,在全球各地的一线病毒监测人员发现了某种病毒,他们就会借助一个名为PANGOLIN(Phylogenetic Assignment of Named Global Outbreak Lineages,你一看就知道它是专门拿来命名这类病毒爆发的系统)的软件渠道,将自己发现的病毒序列提交给PANGO委员会,而后,PANGO委员会就会根据一定的规则为这个病毒赋予名字。

而这个名字也是很有讲究的,举个例子,奥密克戎在成为奥密克戎之前,它叫B.1.1.529。

这串数字代表什么呢,我们分开看。

B.1.1,这也是一个毒株的名字,这个毒株是它的直接祖先,你可以理解为,B.1.1.529是它的孩子。

而B.1也是一个毒株的名字,它是B.1.1的直接祖先,你可以理解为,B.1.1是它的孩子,顺带一提,B.1就是早年肆虐全球的D614G,而D614G代表的又是另一种含义了,篇幅有限,这里就不展开了。

那么B又是什么呢?B是整个这一支家族谱系的专用标签,你看到前头带B的编码,就知道它们是一个家族了。这个标签从ABCD一直到Z,用完之后就变成AA、AB,用过EXCEL吧?是一样的。

类似的,你看到B.1.1.528,你就明白这家伙是奥密克戎的同胞兄弟,并且比它早一点被发现。

B.1.1.529,这个名字清晰地表明了它的身份,它的族裔,它的历代祖先,并能让你直接识别出它的兄弟姐妹,这就是PANGO命名法的优越性。

那么,在PANGO命名法的体系下,有多少种毒株呢?

你可以通过这里去看看,几万种还是有的:

而你之所以没有听说过它们,是因为这些毒株大部分都比较废,普普通通没什么好说的。

只有极少数的天选之子,会被世卫关注,列位VOI,而这其中更是只有极少数中的极少数,会被列入VOC。

并且呢,世卫的这个标准也不太一致,早期格外慷慨,像是贝塔、伽马这些VOC,其实都没有全球流行过,杀人数总体也不多(当然它们还有别的可怕特征,比如这俩招牌就是免疫逃逸)。

如果是早期标准,现在正在开始肆虐全球的BA.4、BA.5大概已经命名为派了……

但是因为世卫的定名收紧(可能是因为担心名字不够用),媒体们对于这种连个江湖诨号都没有的“杂鱼毒株”也就懒得报道,甚至一无所知。

补充阅读,几篇命名法的科普:

科普|为何叫它BA.2.12.1? 奥密克戎家族命名揭秘_变异_病毒_谱系

开放平台SARS-COV-2命名系统利用国际科学合作-西梅

Alpha、Beta、Delta……新冠变异毒株们有哪些区别?- 四川省人民政府

初代毒株之后最重要的第一个突变是阿尔法(20年12月,英国)。

下一个重要突变是德尔塔(21年5月,印度)。

半年一个新毒株都算匀速变异了。所以很多问题都跟不看合订本有关。