COVID-19：群体免疫和疫苗保护的评估

据称，当67%的人口通过感染和/或接种疫苗对新冠病毒免疫，且病原体在人群传播过程中保持特性明确（未发生变异）时，即可实现新冠病毒的群体免疫。就SARS-CoV-2感染而言，由于新的变异株（VoC）的出现，实现群体免疫面临挑战。这些变异株会导致病毒对针对原始毒株产生的抗体产生耐药性。数据显示，以色列可能已经实现了群体免疫，因为其免疫人口比例已达到67.7%，而英国的免疫人口比例为53.9%，美国为50.5%。尽管巴西最初的感染率较高，但尚未实现群体免疫。这表明，民众应继续保持社交距离、勤洗手、佩戴口罩，并应谨慎考虑解封指南和放宽限制措施，以防止新冠病毒疫情进一步恶化。

为了恢复到新冠疫情前的“正常”状态，我们需要在人群中建立群体免疫，这样人们才能像以前一样自由出行。群体免疫可以通过人们自然感染病毒或为一定比例的人接种疫苗来实现。让我们来看看疫苗接种和自然感染如何共同促成群体免疫，并最终让我们回到以前那种无需戴口罩、无需保持社交距离的生活。

群体免疫^{^1,2}是指估计需要接种疫苗或感染多少人才能确保病毒不再在人与人之间传播。这意味着不再有易感个体感染病毒并进一步传播。群体免疫（P_{_I ，即免疫人群的比例）可以通过一个简单的数学公式}^{^1,2}计算： P_{_I} = 1 - 1/R ₀，其中R _₀（“R₀”）表示由感染引起的继发病例数，也称为在免疫力低下的人群（未感染或接种过病毒疫苗的人群）中发生感染时的基本再生数。就SARS-CoV-2而言，R _₀估计约为3，这意味着平均每个人会感染3人^{^3,4}。将此代入上述公式，我们得到 P _I值为 0.67，这意味着如果 67% 的人口已被感染和/或接种了疫苗，则称已达到群体免疫。

这是否意味着像以色列这样的国家已经实现了群体免疫，因为以色列有 67.7% 的人口（58.2% 已完全接种疫苗，9.5% 已感染）具有免疫力？而像英国和美国这样的国家，一旦其 67% 的人口感染和/或接种了疫苗，就能实现群体免疫。目前，英国^的这一比例为 53.9%（47.3% 已完全接种疫苗，6.6% 已感染）^{，美国为 50.5%（40.5% 已完全接种疫苗， 10} % 已感染）？

这个问题很难回答，因为群体免疫（P_{_I}）的计算基于两个假设：一是病原体特征明确，二是感染人群特征明确。然而，由于新冠病毒是一种新型病毒，且感染人群的异质性很高，这两个假设都不成立。此外，人群中不断出现SARS-CoV-2病毒的新变种，这些变种对疫苗的反应可能与疫苗所针对的原始毒株相同，也可能不同，这使得问题更加复杂。更重要的是，不同国家出现的病毒变种也不尽相同。例如，英国主要流行B1.1.7变种，而印度、新加坡和其他一些国家则流行B1.617变种；巴西流行B1.351、P1和P2变种；中东地区除了其他变种外，还流行B1.351变种。这是否意味着，即使接种过针对原始毒株的疫苗，仍有更多人感染了新的变种病毒，从而推高了基本传染数（R0 _）？基本传染数（AR0 _）为5意味着需要80%的人口获得免疫力才能阻止进一步感染。然而，以色列、英国和美国等国家已经开始逐步解封并解除限制，理由是至少50%的人口已完成疫苗接种。就英国和美国而言，现在是否为时尚早？因为根据上述假设进行的简单计算，_它们的感染率甚至尚未达到67%。以色列仍然可以宣称其感染率已达到这一数字。然而，英国本周的病例数增加了23.3%（与上周相比）​​，死亡率也随之上升^⁶，而美国本周的病例数则下降了22%^⁷（与上周相比）​​。未来几个月的数据将决定这些国家解除限制的决定是否正确？

考虑到病毒的复杂性（不同毒株）以及人口异质性等诸多因素，准确预测P1值几乎是不可能的_。值得一提的是巴西的感染率，该国是COVID-19疫情初期受影响最严重的国家之一。尽管马瑙斯和秘鲁的血清阳性率估计值分别高达76%和70% ^{，但两国目前都正经历着猛烈的第二波疫情。这可能部分归因于放松限制措施和举行选举，但其他诸多因素也可能是造成这一现象的原因。其中一个因素可能是血清阳性率被高估， 2020}年11月观察到的血清阳性率为52.5%。另一个因素可能是出现了新的、传染性更强的毒株（P.12、P.2、B.1.351、B.1.1.7），每种毒株都有其独特的突变，导致疾病的严重程度更高。第三，这些突变的存在也可能导致逃避针对原始菌株产生的免疫反应¹²。

另一个问题是目前可用疫苗的保护效力。据估计，疫苗预防死亡的平均有效率约为72%^⁸，这意味着即使接种了所有所需剂量的疫苗，仍有28%的概率死亡。更具体地说，辉瑞-BioNTech BNT162b2疫苗单剂有效率为85%，而牛津-阿斯利康ChAdOx1-S疫苗单剂有效率为80%^⁹。这两种疫苗对B.1.1.7毒株也有效^⁹ 。需要记住的另一点是，接种疫苗并不意味着您不会感染病原体，而是意味着您将获得如上所述的保护，并且可能只会出现轻微症状或无症状。此外，目前尚无证据表明感染和/或接种疫苗后获得的针对SARS-CoV-2的免疫力是否持久。¹⁰这意味着需要进行适当的监测，如果出现这种情况，可能需要扩大疫苗接种计划。

除了人群通过感染和全面接种疫苗实现群体免疫外，某些个体仍可能受到影响，并遭受与 COVID-19 相关的疾病甚至死亡。可以使用电子健康记录 (EHR) 识别这些人，并按照文献¹³所述提供适当的预防性护理。

总之，由于新冠病毒（SARS-CoV-2）的变异使其更具传染性，加之感染人群的异质性，预测其群体免疫力是一项难以克服的挑战。据推测，在基本传染数（R19 _）接近或小于1（即达到100%群体免疫）之前，民众应继续遵守保持社交距离、勤洗手以及在公共场所佩戴口罩等措施，以避免感染。这意味着，各国在决定放松限制措施之前（为安全起见），应慎重考虑，在实现100%群体免疫之前（为安全起见）避免新冠肺炎疫情造成更严重的后果。

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案例 

1. McDermott A. 核心概念：群体免疫是一种重要且经常被误解的公共卫生现象。 过程国家队阿卡德。 科学。 118 (21), (2021)。 DOI： https://doi.org/10.1073/pnas.2107692118 

2. Kadkhoda K. 对 COVID-19 的群体免疫：诱人且难以捉摸，美国临床病理学杂志，155 (4)，471-472，(2021)。 DOI： https://doi.org/10.1093/ajcp/aqaa272 

3. Liu Y、Gayle AA、Wilder-Smith A、Rocklöv J。与 SARS 冠状病毒相比，COVID-19 的再生数更高。 J 旅行医学。 2020 年 13 月 27 日；2(021)：taaaXNUMX。 DOI： https://doi.org/10.1093/jtm/taaa021 . PMID：32052846； PMCID：PMC7074654。  

4. Billah MA、Miah、M M、Khan M N。冠状病毒的繁殖数量：基于全球水平证据的系统评价和荟萃分析。 PLoS 一号 15，（2020 年）。 发布时间：11 年 2020 月 XNUMX 日。DOI： https://doi.org/10.1371/journal.pone.0242128 

5. 卫生部以色列政府。 新闻稿 – 以色列取消所有冠状病毒限制。 发布日期 23.05.2021。 可在线获取 https://www.gov.il/en/departments/news/23052021-02 

6. Gov.UK – 英国的冠状病毒 (COVID-19)。 可在线获取 https://coronavirus.data.gov.uk 

7. 疾病预防控制中心 COVID数据跟踪器 – 美国的 COVID-19 疫苗接种。 可在线获取  https://covid.cdc.gov/covid-data-tracker/#vaccinations 

8. Jablonska K、Aballea S、Toumi M。疫苗接种对欧洲和以色列 COVID-19 死亡率的现实影响 medRxiv（2021）。 DOI：https://doi.org/10.1101/2021.05.26.21257844 

9. Pfizer-BioNTech 和 Oxford-AstraZeneca 疫苗对英格兰老年人 covid-19 相关症状、住院和死亡率的有效性：测试阴性病例对照研究 BMJ, 373, (2021)。 DOI： https://doi.org/10.1136/bmj.n1088 

10. Pennington T H. 群体免疫：它能否结束 COVID-19 大流行？ 未来微生物学，16 (6), (2021)。 DOI： https://doi.org/10.2217/fmb-2020-0293 

11. Buss LF、Prete CA、Abrahim CM M 等。 在很大程度上未缓解的流行病期间，巴西亚马逊地区的 SARS-CoV-2 的攻击率为四分之三。 科学。 371, 288-292, (2020)。 DOI： https://doi.org/10.1126/science.abe9728 

12. Sabino E.、Buss L. 等。 2021. COVID-19 在巴西马瑙斯重新流行，尽管血清阳性率很高。 (2021)。 DOI：https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00183-5 

13. Estiri H.、Strasser ZH、Klann JG 等。 使用电子病历预测 COVID-19 死亡率。 npj 数字。 医学。 4, 15 (2021)。 DOI： https://doi.org/10.1038/s41746-021-00383-x 

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