ديناميكا السلالات الفيروسية
مصادر الاختلاف الديناميكي

أثناء صياغة مصطلح ديناميكا السلالات الفيروسية، افترض غرينفيل والمؤلفون المشاركون أن السلالات الفيروسية «... تجددها مجموعة من الانتقاء المناعي، والتغيرات في حجم المجموعات الفيروسية، والديناميكيات المكانية». أظهرت دراستهم ثلاث سمات للتطور الفيروسي، والتي قد تكون بمثابة قواعد أساسية لتحديد العمليات الوبائية والمناعية والتطورية المهمة التي تؤثر على أنماط التباين الجيني الفيروسي.
ستتأثر الأطوال النسبية للفروع الداخلية بالنسبة للخارجية بالتغيرات في حجم المجموعات الفيروسية بمرور الوقت
سوف ينعكس التوسع السريع للفيروس في مجموعة سكانية من خلال شجرة «تشبه النجمة»، إذ تكون الفروع الخارجية طويلة بالنسبة للفروع الداخلية. تنشأ الأشجار الشبيهة بالنجوم لأنه من المرجح أن تشترك الفيروسات في سلف مشترك حديث عندما يكون عدد المجموعة صغيرًا، ويكون عدد المجموعة المتزايد أصغرًا بالنظر إلى السابق. بالمقارنة مع سلالة الفيروس المتوسع، فإن السلالة من المجموعة الفيروسية التي بقيت ثابتة في الحجم سيكون لها فروع خارجية أقصر بالنسبة للفروع الموجودة على الجزء الداخلي من الشجرة. يقدم سلالة فيروس نقص المناعة البشرية مثالًا جيدًا لشجرة تشبه النجوم، فقد ارتفع انتشار عدوى فيروس نقص المناعة البشرية بسرعة خلال الثمانينيات (النمو الأسي). وتعكس سلالة فيروس التهاب الكبد ب مجموعة فيروسية ظلت ثابتة تقريبًا (حجم ثابت). وبالمثل، يمكن استخدام الأشجار التي أعيد بناؤها من التسلسلات الفيروسية المعزولة من الأفراد المصابين بالعدوى المزمنة لقياس التغيرات في أحجام التجمعات الفيروسية داخل المضيف.
سوف يتأثر تجمع الأصناف على سلالة فيروسية بتركيبة مجموعات المضيف
من المتوقع أن تكون الفيروسات الموجودة داخل مضيفين متشابهين، مثل المضيفين الذين يقيمون في نفس المنطقة الجغرافية، أكثر ارتباطًا وراثيًا إذا كان الانتقال بينهم أكثر شيوعًا. توضح سلالات فيروسات الحصبة وداء الكلب وجود فيروسات ذات مجموعات مضيفة منظمة مكانيًا. تعاكس هذه السلالات سلالة الأنفلونزا البشرية، والتي لا تظهر على ما يبدو بنية مكانية قوية على مدى فترات طويلة من الزمن. لا يمكن بالضرورة ملاحظة تجمع الأصناف عند حدوثها على جميع المقاييس، وقد تبدو المجموعات التي تظهر منسقة على نطاق معين منتشرة على نطاق آخر، مثل على نطاق مكاني أصغر. في حين أن التركيب المكاني هو التركيب السكاني الأكثر شيوعًا في التحليلات الديناميكية، فقد يكون للفيروسات أيضًا اختلاط غير عشوائي من خلال سمات مثل العمر والعرق والسلوك الخطر. وذلك لأن الانتقال الفيروسي يمكن أن يحدث بشكل تفضيلي بين المضيفين الذين يتشاركون أيًا من هذه السمات.
سيتأثر توازن الشجرة بالانتقاء، وعلى الأخص الهروب المناعي
يُمثل تأثير الانتقاء الاتجاهي على شكل السلالة الفيروسية من خلال التباين بين أشجار بروتينات سطح فيروس الأنفلونزا وفيروس نقص المناعة البشرية. يحمل بروتين الهيماغلوتينين الذي يشبه السلم لفيروس الأنفلونزا A / H3N2 السمات المميزة للانتقاء الاتجاهي القوي، مدفوعًا بالهروب المناعي (شجرة غير متوازنة). في المقابل، قد يحدث تطور نسبي أكثر توازنًا عندما لا يخضع الفيروس لانتقاء مناعي قوي أو مصدر آخر للاختيار الاتجاهي. مثال ذلك هو سلالة بروتين غلاف فيروس نقص المناعة البشرية الناتجة عن التسلسلات المعزولة من أفراد مختلفين في مجموعة سكانية واحدة (شجرة متوازنة). تشبه سلالات بروتين غلاف HIVf من مضيف مصاب بالعدوى المزمنة سلالة بروتين الإنفلونزا التي تشبه السلم. يسلط هذا الضوء على أن العمليات التي تؤثر على التباين الجيني الفيروسي يمكن أن تختلف عبر المقاييس. في الواقع، كانت الأنماط المتناقضة للتنوع الجيني الفيروسي داخل وبين المضيفين موضوعًا هامًا في مجال البحث الديناميكي منذ البداية.
على الرغم من أن هذه السمات الثلاثة للتطور الوراثي هي قواعد مفيدة لتحديد العمليات الوبائية والمناعية والتطورية التي قد تؤثر على التباين الوراثي الفيروسي، لكن هناك اعتراف متزايد بأن رسم الخرائط بين العملية ونمط النشوء والتطور قد يكون أمرًا غير قابل للمقارنة. فمثلًا، على الرغم من أن الأشجار التي تشبه السلم يمكن أن تعكس وجود اختيار اتجاهي، لكن يمكن أن تعكس هذه الأشجار أيضًا اختناقات وراثية متسلسلة قد تحدث مع الانتشار المكاني السريع، مثل حالة فيروس داء الكلب. بسبب هذا التعيين متعدد الأطراف بين العملية ونمط النشوء والتطور، سعى البحث في مجال الديناميكا الفيروسية إلى تطوير وتطبيق طرق كمية لاستنتاج العملية بشكل فعال من السلالات الفيروسية المعاد بناؤها (انظر الطرق). قد يساعد النظر في مصادر البيانات الأخرى (مثل أنماط الحدوث) في التمييز بين الفرضيات الديناميكية المتنافسة. ما يزال الجمع بين مصادر البيانات المتباينة من أجل التحليل الديناميكي يمثل تحديًا كبيرًا في هذا المجال وهو مجال بحث نشط.