根据一项新研究,如果将目前在全球人类中循环的所有SARS-CoV-2颗粒聚集在一起,它们的重量将在一个苹果和一个幼儿的重量之间。一组研究人员最近计算出,每个感染者在感染高峰期携带约100亿到1000亿个单独的SARS-CoV-2颗粒。
这意味着目前全球感染的人的所有SARS-CoV-2病毒——在大流行期间任何时候都有大约100万到1000万感染——的集体质量在0.22到22磅(0.1到10千克)之间。然而,小并不意味着不重要。从更大的历史背景来看,从杠杆的角度来看,一颗原子弹的裂变材料不到100公斤(220磅),但看看它造成的破坏。同样,这里我们谈论的是一种超级微小的病毒质量,而它们正在全球范围内造成严重破坏。
根据约翰斯·霍普金斯大学的冠状病毒仪表板,该病毒现已感染了超过1.73亿人,并导致超过370万人死亡。为了计算每个感染者可能携带多少病毒,研究人员使用了先前从恒河猴身上测量的数据,这些数据涉及它们在感染高峰期在已知易受病毒感染的各种组织中携带多少SARS-CoV-2,包括肺部、扁桃体、淋巴结和消化系统。
他们随后将恒河猴每克组织中存在的病毒颗粒数量与人类组织的质量相乘,以估计人类组织中的病毒颗粒数量。根据基于病毒直径的先前计算,他们已经知道每个病毒颗粒的质量为1飞克(10的负15次方克)。使用每个颗粒的质量和估计的颗粒数量,他们计算出每个人在感染高峰期携带约1微克到10微克的病毒颗粒。
这些数字使团队能够更好地了解在整个感染过程中体内发生的情况,例如有多少细胞被感染以及体内产生的病毒颗粒数量与病毒的进化速度相比如何。他们随后计算了病毒在单个感染者中以及在整个群体中平均会积累多少突变。为此,他们使用了一个类似冠状病毒的先前估计,即单个核苷酸突变的频率,乘以SARS-CoV-2基因组中的核苷酸数量,然后考虑了病毒在感染期间在体内复制自身的次数。
他们发现,在单个宿主中感染期间,病毒在其整个基因组中会积累约0.1到1个突变。考虑到感染之间有4到5天的时间,病毒因此每月会积累约3个突变,这与已知的SARS-CoV-2进化率一致。但他们还发现,感染者之间的病毒颗粒数量存在很大差异;事实上,它可以相差五个到六个数量级,这意味着一些感染者可能比其他人多出数百万倍的这些颗粒。我们知道,病毒载量低的人确实有较低的传染他人的机会。
但目前尚不清楚,例如,超级传播者是否由于生物学原因(如高病毒载量)或社会学原因(如在封闭空间举行的大型活动中与许多人密切接触)而比其他人传播病毒更多。我们希望这项研究将引发新的思考和新实验。这些发现于6月3日发表在《美国国家科学院院刊》上。