Nature:为什么群体免疫失败
2020-10-29 14:14:36
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来源:生命科学前沿-头条号

为何唐纳德·特朗普政府和其他政府都拥护让病毒大肆传播的提议会带来“无数的死亡和痛苦”

美国总统唐纳德·特朗普(Donald Trump)在新泽西州举行的一次竞选集会,他将牛群免疫作为应对大流行病的策略。图片来源:Spencer Platt / Getty

今年五月,巴西城市马瑙斯(Manaus)被COVID-19大规模爆发所摧毁。医院不堪重负,城市正在周围森林中挖掘新的坟墓。但是到了八月,情况发生了变化。尽管在6月初放宽了对社会隔离的要求,但这座拥有200万人口的城市已将其过多死亡人数从每天约120例减少到几乎为零。

9月,两组研究人员发表了预印本,暗示马瑙斯在COVID-19病例中的夏末放慢是发生的,至少部分原因是因为该社区的很大一部分人口已经暴露于该病毒,并且现在已经免疫。巴西圣保罗大学的免疫学家Ester Sabino和她的同事们测试了Manaus血库中的6,000多个样本中的SARS-CoV-2抗体。

萨比诺说:“我们显示出感染的人数确实很高,到第一波结束时已达到66%。” 她的小组得出结论1,如此高的感染率意味着仍然容易受到该病毒感染的人数太少而无法维持新的爆发-这种现象称为“群免疫”。巴西的另一个小组得出了类似的结论2。

马瑙斯的此类报道,以及在大流行初期遭受重创的有关意大利部分地区的可比论据,有助于提出寻求追赶牛群豁免权的提议。该计划建议让大多数社会恢复正常,同时采取一些措施保护那些最有可能患严重疾病的人。支持者说,这实质上将使冠状病毒得以发展。

重新思考牛群免疫

但是,流行病学家一再否认这种想法。加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯研究所的免疫学家克里斯蒂安·安德森(Kristian Andersen)说,“对病毒投降”不是一个合理的计划。他说,这种方法将导致灾难性的生命损失,而不必加快社会的恢复正常速度。“我们以前从未能够成功做到这一点,这将导致无法接受和不必要的无数人类死亡和痛苦。”

尽管受到了广泛的批评,但是这个想法在包括瑞典,英国和美国在内的许多国家的政客和决策者中不断涌现。美国总统唐纳德·特朗普(Donald Trump)于9月以恶意的“群居心态”积极评价了这一点。甚至只有少数科学家推动了议程。10月初,一个自由主义者的智囊团和一小组科学家发布了一份名为《大巴灵顿宣言》的文件。在该法案中,他们呼吁重度COVID-19风险较低的人们恢复正常生活,以使SARS-CoV-2传播至足以赋予牛群免疫力的水平。报告说,高风险人群,例如老年人,可以通过未明确规定的措施得到保护。宣言的作者在白宫接待了观众,《柳叶刀》杂志将牛群免疫方法称为“没有科学证据支持的危险谬论” 3。

赞成在很大程度上不受控制地允许病毒运行的论点对什么是畜群免疫力以及如何最好地实现它存在误解。在这里,《自然》回答了有关有争议想法的五个问题。

什么是畜群免疫力?

当病毒无法传播时会发生畜群免疫,因为它不断遇到被保护免受感染的人。一旦不再有足够比例的人口易感,任何新的疫情就会逐渐消失。“您不需要人口中的每个人都具有免疫力,您只需要足够的人就可以免疫”,马萨诸塞州波士顿的Chan Chan公共卫生学院流行病学家Caroline Buckee说。

通常,对群体免疫的讨论是大规模疫苗接种计划的理想结果。人群中高水平的疫苗诱导免疫力使那些无法接受疫苗或对疫苗没有足够反应的人受益,例如免疫系统受损的人。Buckee说,许多医学专业人士讨厌牛群免疫一词,而更喜欢称其为“牛群保护”。那是因为这种现象实际上并没有赋予对病毒本身的免疫力,它只是减少了脆弱人群与病原体接触的风险。

但是公共卫生专家通常不会将牛群免疫作为没有疫苗的一种工具。洛桑瑞士联邦理工学院的流行病学家马塞尔·萨拉特(MarcelSalathé)说:“我有点困惑,因为它曾经用来表示有多少人需要感染才能停止感染。”

您如何实现的?

流行病学家可以估算在开始牛群免疫之前需要免疫的人口比例。该阈值取决于基本繁殖数R 0-平均而言,一个感染者在其他情况下完全易感的产卵数,香港中文大学的传染病流行病学专家和数学建模者Kin On Kwok说,这些国家的人口非常混杂。牛群免疫阈值的计算公式为1–1 / R 0,这意味着每个感染病毒的个体感染的人越多,则需要免疫以达到牛群免疫的人群比例就越高。例如,麻疹具有极强的传染性,R 0通常在12到18岁之间,算出群体免疫阈值为92-94%。对于传染性较低(复制数量较低)的病毒,阈值将较低。在[R 0假定每个人都容易感染病毒,但变化疫情收益,因为有些人受到感染,增益免疫力。因此,在这些计算中有时会使用称为R有效的R 0的变化(缩写为R t或R e),因为它考虑了人口中易感性的变化。

R指南-大流行的误解指标

尽管在公式中插入数字会为牛群免疫提供一个理论数字,但实际上并没有精确地实现。相反,最好将其视为梯度,马里兰州巴尔的摩的约翰·霍普金斯大学的流行病学专家吉普斯安伯·德·索萨(Gypsyamber D'Souza)说。而且由于变量会发生变化,包括R 0和易感病毒的人数,因此群免疫力不是稳定状态。

即使在整个人群中都获得了畜群免疫力,仍然有可能爆发大规模疫情,例如在疫苗接种率较低的地区。Salathé说:“我们已经看到在某些关于疫苗安全性的错误信息传播的国家中流行这种现象。” “在当地的口袋里,您开始看到接种疫苗的数量下降,然后您可能会爆发非常大的本地疫情,即使您已经从数学上达到了牛群免疫能力。” 最终目标是防止人们变得不适,而不是在模型中获得数字。

SARS-CoV-2的阈值有多高?

能否获得畜群免疫力部分取决于人口中发生的事情。郭说,阈值的计算对R的值非常敏感。6月,他和他的同事在《感染杂志》上向编辑发表了一封信,证明了这一点4。Kwok和他的团队使用3月份以来每天新增COVID-19病例的数据估算了30多个国家的R t。然后,他们使用这些值来计算每个国家人口中的牛群免疫阈值。中的数字范围是高达85%的巴林,以其则- - [R吨的6.64,低至中科威特5.66%,其中,[R吨是1.06。科威特的低数量反映了这样一个事实,即科威特正在采取许多措施来控制该病毒,例如建立当地宵禁和禁止来自许多国家的商业飞行。郭说,如果该国停止采取这些措施,则牛群免疫门槛将提高。

六月,在巴西马瑙斯的一座公墓。4月和5月爆发的冠状病毒使这座城市受了沉重打击,现在那里的病例再次上升。图片来源:Michael Dantas /法新社,盖蒂

马萨诸塞州波士顿东北大学研究传染病的网络科学家塞缪尔·斯卡皮诺(Samuel Scarpino)说,诸如郭氏例子中的牛群免疫计算是建立在可能无法反映现实生活的假设基础上的。“大多数畜群免疫计算都没有关于行为的任何说法。他们认为没有干预,没有行为改变或类似行为。”他说。这意味着,如果人们行为的短暂变化(例如身体疏远)使R t降低,那么“只要行为恢复正常,畜群免疫阈值就会改变。”

对SARS-CoV的-2范围从10%至70%或甚至更多的阈值的估计5,6。Scarpino说,但是计算该范围下限数字的模型依赖于人们如何在社交网络中进行交互的假设,而这一假设可能并不正确。低端估计认为,拥有很多联系的人将首先被感染,并且由于他们拥有大量的联系,他们会将病毒传播给更多的人。由于这些“超级传播者”获得了对病毒的免疫力,因此仍然容易感染者之间的传播链大大减少了。Scarpino说:“因此,您很快就能达到畜群免疫的门槛”。但是,如果事实证明任何人都可以成为超级传播者,那么“人们依赖于将估计值降低到20%或30%左右的那些假设就是不准确的”,Scarpino解释说。

从监狱和游轮上已知的超级传播者事件来看,很明显,COVID-19最初广泛传播,然后在圈养,未接种疫苗的人群中放慢速度。安德森说,在加利福尼亚的圣昆汀州立监狱中,超过60%的人口在爆发爆发之前被最终感染,因此,在30%的人感染了这种病毒之后,这似乎并没有神奇地停止。他说:“没有保护人们的神秘暗物质。”

巴尔的摩约翰霍普金斯大学健康安全中心的流行病学家凯特琳·里弗斯(Caitlin Rivers)表示,尽管科学家可以估计牛群免疫阈值,但他们无法实时知道实际数字。她说,取而代之的是,只有通过回顾分析数据,才可能确定地观察到畜群免疫力,也许长达十年。

群体免疫会起作用吗?

许多研究人员说,追求牛群免疫是一个坏主意。“试图通过有针对性的感染来获得牛群免疫性简直是荒谬的,”安德森说。“在美国,可能会有一到两百万人死亡。”

加利福尼亚州的圣昆汀监狱拒绝提供免费的冠状病毒测试和紧急建议-现在它已大规模爆发

在马瑙斯,5月第一周的死亡率上升到前一年的四分之一半7。尽管事后人们对八月经济放缓感到兴奋,但数字似乎仍在上升。安徒生说,这种激增表明人们猜测,马瑙斯的人口已经达到了群体免疫力,“这是不对的”。

死亡只是方程式的一部分。患该病的人可能会遭受严重的医疗和财务后果,许多从该病毒中康复的人报告其健康影响持续存在。在马瑙斯,有58,000多人感染了SARS-CoV-2,这导致许多人遭受痛苦。

在该流行病的早期,媒体报道称,瑞典正在实行畜群免疫战略,其本质上是让人们过正常的生活,但据该国卫生和社会事务部长莱娜·哈伦格伦(Lena Hallengren)称,这种想法是“误解”。她在书面声明中对《自然》杂志说,“在瑞典或任何其他国家,牛群免疫力是“病毒传播方式发展的潜在结果” ,但这不是“我们战略的一部分”。她说,瑞典的方法使用了与其他大多数国家类似的工具:“促进社会疏远,保护弱势群体,进行检测和联系追踪,以及加强我们的卫生系统以应对大流行。” 尽管如此,瑞典几乎不是成功的典范-约翰·霍普金斯大学的统计数据显示挪威在邻国挪威所见的每10万人中COVID-19死亡人数已超过十倍(每100,000人中有58.12例,而挪威每100,000人中有5.23例)。瑞典的病死率是基于已知的感染数,也至少是挪威和附近丹麦的三倍。

还有什么阻碍畜群免疫力?

通过病原体的社区传播实现畜群免疫的概念基于未经证实的假设,即感染者幸免于难。对于SARS-CoV-2,某种功能性免疫似乎是在感染后发生的,但是“要了解免疫反应的持续时间和作用,我们必须纵向跟踪人们,而且还处于初期,” Buckee说。


COVID疫苗的结果即将到来-科学家的担忧正在加剧

里弗斯说,也没有一种万无一失的方法来测量对病毒的免疫力。研究人员可以测试人们是否具有针对SARS-CoV-2的特异性抗体,但他们仍然不知道任何免疫力可以持续多长时间。Buckee说,引起普通感冒的季节性冠状病毒引起的免疫力似乎持续约一年。“假设这一假设将是相似的,这似乎是合理的假设。”

近几个月来,已有报道称人们在初次感染后被SARS-CoV-2再次感染,但是这些再感染发生的频率以及它们是否导致不太严重的疾病仍然是一个悬而未决的问题,Andersen说。里弗斯说:“如果被感染的人在一年内再次变得易感,那么从根本上讲,您将永远无法通过自然传播获得畜群免疫力。”

“在这里没有魔术棒可以使用,”安德森说。“我们必须面对现实-我们从未通过新型病毒的自然感染达到牛群免疫,不幸的是,SARS-CoV-2也不例外。” 他说,接种疫苗是获得群体免疫的唯一道德途径。多少人需要接种疫苗以及接种的频率取决于许多因素,包括疫苗的有效性以及保护的持续时间。

可以理解的是,人们对强加于社会隔离和关闭以控制COVID-19传播的措施感到疲倦和沮丧,但是直到有了疫苗,这些都是周围最好的工具。D'Souza说:“并非所有人都必须感染这种病毒。” “有很多理由令人充满希望。如果我们能够继续采取降低风险的方法,直到获得有效的疫苗,我们绝对可以挽救生命。”

内容来自今日头条


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