普遍观点认为，宿主的运动会加速病毒的传播。但也有生态学研究表明，宿主的运动对病毒传播起到抑制作用，北美帝王蝶就是一个典型例证。观察显示，那些进行长距离迁徙的帝王蝶相较于不迁徙的同类，感染寄生虫病的风险显著降低。基于这一现象，生态学家提出了“迁徙淘汰”假说，认为迁徙行为有助于淘汰掉病毒感染者从而维持群体健康。
自然界中迁徙行为到底是增强还是抑制病毒传播，其背后的机制尚不清晰。在哪些条件下，宿主运动能够抑制病毒的传播？如果运动真能有效抑制病毒的传播，是否宿主跑得够快，就能淘汰、清除病毒呢？
12月3日，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所傅雄飞团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表最新研究成果，通过定量合成生物学手段构建了一个宿主-病毒共迁徙实验系统，发现了宿主在无方向型空间扩张迁徙（unguided range expansion) 条件下，宿主运动将促进病毒传播；然而，在有方向型空间扩张迁徙运动中(navigated range expansion)，宿主运动可以抑制病毒传播，从而解释了以往人们对宿主运动对病毒传播存在两种截然相反观点的原因，并且揭示了“迁徙淘汰”的机制：在有方向型的空间扩张迁徙中，未被感染的宿主处于迁徙扩张前沿（front）的前端，而病毒感染者处于后方位置，这种空间位置的有序分布（spatial sorting)导致了病毒感染者更容易被淘汰出去。深圳先进院为第一单位和通讯单位。

研究进一步发现，当细菌群体在趋化作用下向外扩张时，会形成一个细菌数量恒定的前锋营，其通过细菌自我繁殖时同步淘汰掉位于后方的个体来实现。模型预测显示，由于病毒无法自主移动，不可运动的噬菌体总是落后于可运动的细菌，因此，前锋营中健康细菌位于前端，而感染者则位于后端并被淘汰。随着前锋营运动速度的加快，淘汰速度也相应加快，导致感染者从群体中被清除（图2C），并通过实验验证了该机制假说（图2D）。
这也意味着，细菌毫无方向地“乱跑”对淘汰病毒是没有意义的，只有在有方向性的空间扩张下、宿主跑得够快才能实现“淘汰病毒”。该研究通过阐明宿主运动与病毒传播之间的复杂联系，为探讨自然界更广泛的病毒传播问题提供了新的实验模型和理论基础，将有助于在流行病学背景下更好地理解传染病的防控。
通讯作者、深圳先进院合成所傅雄飞研究员指出，研究通过在分子层面定量调控了细菌迁移速度和噬菌体侵染能力，结合数理模型，揭示了在定向空间扩张宿主与病毒共迁移系统的时空有序结构，从而解释了群体层面生物的“迁徙淘汰”机制，实践了定量合成生物学“造物致知”的理念。同时，研究也为物理学、定量生物学、计算生物学、生态学和传染病学等多学科的交叉融合提供了示范。