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新冠病毒R0上升,群体免疫终成泡影

对于现阶段的防疫控制,R0的变化意味着什么?群体免疫随着R0的上升,会造成怎样的影响?

文|陈根

《新英格兰医学杂志》在1月29日发表的论文中,分析了武汉市最早确诊新冠肺炎的425名患者,通过对五组人际传播病例的分析,估计人际传播(从第一人传至第二人)的时间的中位数为7.5±3.4天,估计R0值为2.2,即一名患者可以传染2.2人。

二月初,medRxiv上传了迄今为止规模最大的新冠病毒的临床回顾研究,研究包含并分析了截至1月26日的8866个病例,4021个确诊病例,4845名疑似患者,通过研究得出了R0约为3.77的结论。

4月7日,美国疾病管制局期刊《新兴传染病》发表了关于新冠的最新研究结论,研究人员通过两种建模方法(到达模型和病例计数模型),更新了R0值假设连续间隔为6–9天,新冠肺炎R0中位数为5.7(95%CI 3.8–8.9),也就是说,一名新冠患者可以传染5.7人,是之前认为的2-3倍。

R0估计值也随着对新冠病毒研究的不断深入而改变,由最开始2.2上升至5.7,这样的结果,对于现阶段的防疫控制,R0的变化意味着什么?群体免疫随着R0的上升,会造成怎样的影响?世界范围内,新冠病毒研究的更新对于我们的生活又将产生什么改变?

R0的社会属性

R0是流行病学家为了追踪疾病传染性的一种方式,是病原体传染性强弱的一个指标,指在没有外力介入,同时所有人都没有免疫力的情况下,一个感染到某种传染病的人,会把疾病传染给其他多少个人的平均数。

R0的估计数值与传染病的传播有直接联系,当R0大于1的时候,传染病会迅速传播开,变得流行,如果不防控,就会指数增长;R0等于1的时候,传染病是地方性的(endemic),可控的,与人群长期存在;只有当R0小于1的时候,传染病才会因为无法传播开而逐渐消失。

R0目前的应用和估算的难度在于,它同时包含了对人类行为和病原体生物学特性的估计。R0会随着抗疫政策、人群隔离行为等环境因素,在传染病流行的进程中发生变化。最容易影响的参数就是人与人的接触频率,会根据人口密度、社会组织类型、防疫政策等因素产生巨大变化。这也就是R0的社会属性。

R0的准确计算是对流行病规模的预测和防疫措施的制定十分关键的一环。R0算得低就意味着造成了更高难度的控制,会付出更多的生命代价;R0算得高就容易导致防疫措施用力过猛,从而对经济造成不必要的损失。

普林斯顿大学和佐治亚理工大学的研究人员对“无症状感染的传播速度对于预测基本传染数R0的干扰”进行了分析,并将分析结果发布在了medRxiv上。

在一场流行病中,能够被确诊和隔离的多为有症状的病例(因为他们有治疗需求),而无症状的感染者占的比例却很少。相较于有症状的病例,无症状的感染者很难发现和隔离,他们更有可能在传染期内保持正常的社交和出行模式。所以这两种不同类型的传播很有可能体现出不一样的特性。

研究人员用世代间隔(一个个体被感染到这个个体感染给他人的时间)来表述不同群体的传播速度,通过建模方法,发现如果无症状传播的世代间隔长于有症状传播的世代间隔,那么R0就会被低估。如果轻症患者没有被确诊和记录,也能以同样的方式影响传播模式,对R0的预测则会产生更大的系统误差。

从已有经验看,COVID-19传染性较强,且可以无症状传染,这就增加了病原体的传播时长和人与人每次接触传染的概率,而应对不同人群对R0可能造成误差的情况,积极的措施是对人群进行大规模的检测,从而获得足够多的数据,以做出正确的决策。

纽约时报比较了美国,意大利和韩国在这次疫情中的测试情况。

韩国在二月底疫情爆发前已经有一个测试的小高潮,而且整个测试的总量比实际疫情数量要高出30倍以上。韩国做到了在不大面积封城的情况下两周内就越过峰值,意大利则是在疫情开始以后才跟进大量测试。美国的测试虽然开始的时间略早于疫情,但是在疫情开始以后测试数量却一直没跟上去,美国CDC也并没有及时公布检测数据,截至目前,美国累计确诊超60万,累计死亡达2万6千人以上。

R0的社会属性导致R0并不是一个精确的固定值,而是随着环境因素不断发生变化,当R0指数随着研究不断更新,我们能做的也只是调整防疫措施来进一步对抗病毒带来的风险。

群体免疫终成泡影

群体免疫(Herd immunity)是当足够多的人对导致疾病的病原体产生免疫后,使得其他没有免疫力的个体因此受到保护而不被传染。群体免疫理论表明,当群体中有大量个体对某一传染病免疫或易感个体很少时,那些在个体之间传播的传染病的感染链便会被中断。

群体免疫的计算完全依赖于对R0的估算,但由于R0估算受不同模型和社会环境的影响,R0的计算值差别也会很大。除了病原体本身的传染性外,还要考虑不同国家和地区的抗疫措施和人群隔离情况等因素。这些措施同样会影响到R0的估值,进而影响到群体免疫数字的估算。

群体免疫的实现,同样需要全社会的密切配合。以麻疹(measles)为例。一篇被广泛引用的讨论群体免疫的论文给出了几种重要传染病的R0和群体免疫(H)估计。麻疹传染性强,R0值很大,至少需要人群中90%以上的注射疫苗才能够达到群体免疫。

通常来说,传染病消失所需的综合疫苗功效和群体免疫的阈值计算为1– 1/ R0。在R0 = 2.2时,此阈值仅为55%。这也就解释了英国当局在3月份提出的群体免疫策略,即通过放开疫情的防控,让大量人口感染后自愈获得免疫力,然后集中医疗力量救治人群中的危重症患者。

当R0 等于5.7时,该阈值上升到82%,这意味着必须通过疫苗接种或事先感染超过82%的人口实现免疫后,才能得以实现群体免疫而停止传播。日前,疫情严重的意大利、西班牙目前实际感染人数也只在10-20%,超六十万人感染的美国,感染率也仅在2-3%。

再说瑞典,是目前为止最接近于实行群体免疫策略的国家。总人口1000万左右,比杭州市总人口略少。杭州市累计确诊169例,0死亡,而瑞典累计确诊9141例,累计死亡793例。这样的结果还是建立在瑞典不检测轻症患者和瑞典疫情曲线仍在爬坡中的基础之上。此前伦敦帝国学院的研究估计,瑞典实际有3.1%的人口感染了病毒(截至3月28日),相比之下,挪威和英国当时分别为0.41%和2.5%。斯德哥尔摩大学数理统计学教授TomBritton研究称,到4月底瑞典的首都将有40%的人口感染病毒,即便如此,离82%的群体免疫也还差了一半以上。

3 月 29 日,美国公共政策企业研究院 (AEI)发布了一份报告,题为《全国应对冠状病毒:重新放开路线图》。

这是一份长达 20 页的报告。报告指出了美国应对新冠疫情的 4 个阶段:当前美国处于第一阶段,即延缓扩散。将来所有州逐个放开属于第二阶段。在第三阶段,美国就会建立起群体免疫保护,社交疏离也会解除。最后一个阶段则是为应对下一次大流行做准备。

其中,第三阶段尤为关键。按照报告的预测,只有在研发出安全有效的疫苗或者其他预防手段、有效疗法,建立起群体免疫保护之后,社交疏离才会解除,美国社会才能重新步入正轨。

尽管各国专业人员已在大力研发新冠疫苗,但目前新冠病毒并没有研发成功的疫苗来实现强大的群体免疫。正确灭活的疫苗致死率和产生不良反应的概率都低至几乎可不计,但是一个健康人因为新冠肺炎死亡的概率估计值目前在1-2%,而有其他基础疾病和年龄较大的病人则会高得多,若继续坚持群体免疫的策略,则意味着总人口中82%*1%=0.82%会因此而过早去世,R0的变化也使群体免疫终成泡影。

4月10日,在中国工程院院士钟南山与韩国防疫专家在线交流中韩防控经验中,针对新冠肺炎的防控,钟南山表示,现在应该考虑迅速发展疫苗,疫苗是人为的,接种免疫的办法不能靠大多数人得了这个病以后产生群体免疫,这个方法行不通,付出的代价和牺牲太大,所以要进行人为干预。

美国这项研究也表明,新冠肺炎传染性比此前意识到的要高得多,再加上该疾病的无症状感染比例较大,这意味着在开发出足量、有效的疫苗之前,重新恢复正常社会活动可能会变得更加困难。

这意味着在新冠肺炎防疫实践中,需要采取更加积极的疾病监测、密切接触者追踪、病例隔离及早期的有力社交疏离来努力减缓或遏制病毒的传播。这也意味着,如果没有有效的疫苗,我们很有可能将与新型冠状病毒长期共存。

新冠疫情就像历史的一个浪头拍过来,我们不知道这是一股势不可挡的洪流,还是偶然的一次潮涌波动,最后会平静,还是会沸腾,历史的拐点才刚刚开始。

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