科學家們正在探索病毒突變的趨勢，以了解為什麽會出現 Delta 等高傳染性變種，以及接下來會發生什麽。
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德爾塔（Delta）變種是怎麽進化來的？
這個問題，在科學上海有爭議。有一種流行的假設是這樣的。去年 10 月，在印度的某個地方，一個可能免疫功能低下、可能服用類風濕性關節炎藥物或可能患有艾滋病晚期的病人感染了新冠。
他（或者她）的症狀可能是輕微的，但由於他的身體無法清除新冠病毒，病毒在他的體內繁殖開來。當病毒複製並從一個細胞感染到另一個細胞時，病毒的部分遺傳物質出現錯誤的複製。也許這個人住在擁擠的家裏，或者出去在繁忙的市場買食物，但無論發生在哪裏，變異的病毒都會傳播給其他人。專家認為，這種在一個人身上出現的奇異情況，很可能是現在在美國和世界各地造成嚴重破壞的德爾塔（Delta）變種的誕生方式。
在新冠大流行的過程中，已經確定了數千種變異，其中四種引起世界衛生組織的重視——阿爾法（Alpha）、貝塔（Beta）、伽馬（Gamma）和德爾塔（Delta）。大量的病毒測序後，科學家們可以在GiSAID 和 CoVariants這樣的網站上密切跟蹤這些變種。據歐洲研究人員稱，Delta 是迄今為止最具傳染性的病毒——比最早傳播的病毒高出約 97%的傳染力。但Delta是否是世界上可能出現的最可怕變種？了解突變如何發生，可以幫助我們了解是否可能會出現更多令人擔憂的變種。
研究病毒進化的生物學家已經預測到了，印度——或其他地方可能發生其他的新冠變種，盡管他們無法預測它會發生在何處、確切時間以及哪些遺傳密碼會在新冠病毒內部發生變異。每次病毒進入人體細胞時，它都會複製其遺傳物質（基因組），以便感染其他人體其他細胞。筆者之前在“曆史上20次大瘟疫的特點、新冠肺炎與氣候變化”一文中曾經指出，新冠病毒是一種單鏈的RNA病毒（不像雙鏈的DNA病毒具有強大的糾錯功能），自我複製時容易出錯而造成隨機的變異，形成不同的變種。所以新冠才會有數千個變種。
大多數新冠變種要麽殺死病毒自己，要麽因不能傳播而死亡，或者隻能傳播給少數人，而這些被傳染的人一旦被隔離後，這些病毒變種便不能進一步傳播給其他人，而走向死亡。
但是，當病毒在複製中產生足夠多的突變時，也許當被感染者參加擁擠的活動，比如體育賽事或大型室內聚會（如婚禮）時，病毒就會抓住機會，瘋狂地感染人群，使得本來可能滅絕的病毒變種傳播開來。
新冠病毒比其他病菌更容易發生突變
生物進化的漫長曆史中，“意外事件”使得複製 RNA的聚合酶比複製DNA的聚合酶更容易出錯。盡管新冠不會像流感等其他 RNA 病毒那樣，產生那麽多的突變，因為新冠具有基本的“校對酶（proofreading enzyme）”，負責複製中的糾錯工作。通常，進入患者體內並從患者體內排出的大多數新冠病毒都是相同的。對於新冠病毒，估計在一百萬或更多次複製中，其RNA會發生一個錯誤。
但是，新冠病毒並不需要複製中出現許多錯誤，就可以對全世界造成嚴重破壞，因為新冠是通過呼吸道傳染的。通過呼吸道傳播的病菌比那些需要接觸、性交或衛生條件差的病菌傳播得更快。新冠最大的威脅是，被感染者在知道自己被感染之前，可能已經將新冠傳播給了他人，而且其變種通常非常凶悍。
到目前為止，科學家們已經對超過一百萬個新冠的毒株的基因組或完整的遺傳物質進行了測序，他們想了解病毒的進化方式，以確定如何最好地保護人們免受它的侵害。今年早些時候，英國啟動了一項350萬美元的研究項目，以研究新冠突變的影響。測序在美國起步緩慢，但在2020年秋季，美國疾病控製與預防中心啟動了國家新冠毒株的監測 (NS3) 計劃，該計劃與大學和私人實驗室簽訂了合同，對這裏傳播的新冠進行測序。在該計劃下，已經對數十萬個毒株的基因組進行了測序。
在新冠中發現的隨機突變體，隻有在它們為病毒帶來優勢時才被歸類為變種（variant）。每個變種中都有亞變種（subvariant；在Pango命名係統中，德爾塔變種被稱為 B.1.617.2，後麵的數字表示其子譜係）。盡管如此，新冠的整體基因組保持不變。如果新冠以一種改變其基本性質的方式發生變異，它可能會成為一個新的物種，就不叫新冠了，也許可以叫薩斯3（SARS-CoV-3；新冠是薩斯2）。
趨同進化（convergent evolution）
新冠為什麽要突變？病毒突變是為了生存，例如幫助病毒增加傳染性、增加毒力或逃避人體免疫包括疫苗提供的免疫。
實際上，科學家們並不太關心任何特定的突變，而是關心多個獨立變種中出現的類似的突變，因為這表明它們使病毒在進化生物學上更適合生存環境。這種現象我們生物學家稱為趨同進化（convergent evolution）。換句話說，趨同進化就是，遠親的生物物種獨立進化出相似的特征以適應相似的需求。比較，鯨魚和鯊魚由於適應於海洋中生存，都有流線型的身軀，但鯨魚和鯊魚的親緣關係很遠；鯨魚是哺乳動物，而跟豹子和我們人類關係更近。再比如，鳥類、蝙蝠和蝴蝶由於適應於天空中飛翔，都有翅膀，但它們親緣關係卻相差非常大。蝙蝠屬於哺乳類，而蝴蝶屬於昆蟲類。
在分子水平上，DNA或RNA序列的兩種不同堿基進化成同一種堿基，或者在蛋白質序列上兩種不同的氨基酸進化成同一種氨基酸，就是趨同進化。
在所有被關注的新冠的突變體中，它們的刺突蛋白（spike protein）的一個部分發生了一個共同的突變，突變位於病毒表麵，幫助它們感染人類細胞。在新冠蛋白質序列上的第614位點，天冬氨酸進化（被替換）為甘氨酸。這種被稱為D614G的突變體，大大提高了新冠的傳染性。
另一個常見的突變，L452R，再次發生在刺突蛋白上，亮氨酸被換成了精氨酸。研究人員最近在對美國各地數百個病毒樣本進行測序後發現，L452 突變在十幾個不同的突變株中出現，即發生了趨同進化。這表明這種突變為新冠帶來了重要優勢。L452R突變，很可能使得新冠能感染一些具有一定免疫力的人，比如打完疫苗一定時間後，免疫力減弱，或者老年人，或者先天性免疫力弱的人。
由於刺突蛋白對於開發疫苗和治療方法至關重要，因此與新冠中的其他蛋白質相比，更多的研究已經開始研究那裏的突變。最新的研究表明，雖然刺突蛋白非常重要，但稱為核衣殼蛋白（nucleocapsid protein）的病毒的另一部分也很重要，它是包裹病毒RNA基因組的“外衣”的主要構成部分。
這兩個區域很可能協同工作。如果刺突蛋白有突變而核衣殼蛋白沒有任何變異的變種，與兩個蛋白都有突變的變種比較，它們的表現可能非常不同。不同的突變協同工作，被稱為異位顯性（epistasis）。有研究表明，不同位置的一小群突變可能共同起作用，幫助病毒逃逸抗體，從而降低疫苗的有效性。
今年在美國出現的新冠突變是美國疫情沒有得到控製的原因。本來在疫苗開發和接種方麵美國取得很好進展，但德爾塔傳進來，新冠傳染力增加，病例增加。
免疫逃逸和突破性感染
新冠是否可以通過突變而逃避疫苗，這當然是每個人最關心的問題。目前，在美國獲得授權的所有三種疫苗都具有不錯的保護性。大家比較關注的最新變種Mu，似乎確實削弱了疫苗的有效性，但這個變種目前還隻是在局部地區出現。有些人認為，一小部分接種疫苗的人檢測呈陽性或出現症狀，這表明新冠比疫苗“聰明”，產生了突破性感染（breakthrough infection）。但說事實並非如此。突破性感染這個概念在科學上有誤導性。疫苗並不像強大的盾牌，能抵擋住病毒。相反，疫苗允許敵人上船（因此測試呈陽性），但敵人會立即被全副武裝的水手包圍。很多人可能並不清楚這一點。
由於世界人口中隻有少部分人接種了疫苗（大約43%的人至少接種了一計疫苗，但低收入國家中隻有 2% 的人接種了疫苗），新冠還沒有太多的必要和動機，來突破那些接種過疫苗的人的免疫係統。病毒現在並不需要逃避疫苗的免疫。新冠更容易尋找到新的和改進的方法，來感染數十億還沒有接種疫苗的人。
盡管如此，沒有人知道未來會發生什麽突變以及它們可能造成多大的破壞。地球上95%的人可以在 48 小時內（在新冠肺炎的潛伏期內）訪問另一個地方，這就是為什麽即使在偏遠、人口稀少的地區出現的變種也會成為全球性問題的原因。
病毒複製時就會發生突變。因此，阻止未來變異的最佳方法，是嚴格限製世界上正在發生的病毒複製量。這就是為什麽讓世界上的每個人都接種優質疫苗，顯得非常重要。隻要世界上任何地方還有新冠病毒，就有機會出現危險的新變種，進而傳播到世界上別的地方。我們生活在地球村，至少在抗擊新冠上，大家有著共同的命運。你同意嗎？
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