【科普时间到】—“群体免疫”的前世今生

发布时间:  |  来源:OSA西光所分会  |  【      】  |  【打印】 【关闭

  随着时间的推移,新冠病毒由于其极强的传染性和隐蔽性,使得疫情在世界范围内疯狂肆虐,幸运的是我们在政府的领导和医疗工作者的辛劳付出下,举全国之力,付出了沉重的代价,熬过了两个月的黑暗日子,终于我们看到了胜利的曙光。然而,在中国之外,由于先前政府的不重视和缺乏宣传,使得疫情似乎失去了控制,近一周激增的确诊病例数,使得各国的医疗资源承受了巨大的压力,同时伴随着居民们日渐增加的恐慌情绪,各国股市也在上演史无前例的大崩盘。面对疫情和经济的双重压力,各国政府可谓是压力激增,纷纷提出各自的应对措施,其中,英国政府提出的群体免疫策略广受各界关注。

  说到这里大家可能会疑问:什么是群体免疫?为什么大家面对英国政府提出的“群体免疫”会这么的“激动”?

  1.什么是群体免疫呢

  群体免疫(Herd Immunity)是一种间接保护免受传染病的形式,这种对付传染病的形式,只有在大部分人对感染免疫后才能发生,从而保护缺乏对应免疫力的人。[1]

  张文宏医生在日前采访中也提到,人群中疫苗接种达到一定比例的时候,就能形成群体免疫,从而保护那些没有打疫苗的人。[2]

  简单的说,如果除了你以外,其他人都打了某种传染病的疫苗,那么其他人都不会被传染,你自己虽然对该疾病没有免疫力,但也是相对安全的。

  用一张最近网络上常见的图片来说明:

  蓝色代表未免疫的健康人群,红色代表未免疫的患病人群,黄色代表接受疫苗且健康的人群。第一种情况表示没有免疫抵抗,大面积群体感染;第二则是小部分人有免疫力,仍然大面积感染;第三则是大多数人都有免疫力,则只会导致小部分感染。

  我们引入基本传染数( Basic reproduction number,R0),这是在流行病学上,指在没有外力介入,同时所有人都没有免疫力的情况下,一个某种传染病的感染患者,会把疾病传染给其他多少个人的平均数。其次就是临界接种水平(Critical vaccination level),简称Vc,简单来说就是多大比例的人群获得了免疫后,传染病才会逐渐停止传播。

  先来看一个比较简单的模型:

  当R0=4时,也就是说,1个传播者可以传给4个易感者,接着这4个感染者又可以再传给16个易感者,如下图所示:

  而此时,如果人群中刚好有75%的人获得了完美的免疫能力,则出现了一个有意思的现象(注意箭头的变化):

  可以发现,传染病刚好只能一个人传一个人,当人群中的免疫者比例大于75%时,传染病的传播能力就会越来越弱[4]。

  因此,R0=4时,Vc=75%,基本传播系数和非免疫人群比例的乘积为1时,刚好是临界接种水平 ,也就是病毒的传播被遏止了。

  我们可以得到公式:R0*(1-Vc)=1可以这样理解,当R0*(1-Vc)>1时,传染病就会持续传播,当R0*(1-Vc)<1时,传染病随时间流逝会慢慢消失。

  针对新冠肺炎,世界卫生组织和香港大学的研究者总结了自2019年底疫情成熟开始的两个月内的确诊病例数据,将R0系数提升至2.68,95%置信区间则被缩小到2.47-2.86[4]。将R0=2.68代入临界状态的公式,可以计算得到Vc =(R0-1)/ R0 = (2.68-1)/2.68 = 0.63,大约就是60%。

  当绝大多数人获得了免疫,那么易感人群也安全了。而大部分获得免疫的正确方式是通过疫苗的接种,历史上在人类社会中出现的大流行病,最终的终结方式都是群体免疫的方法,比较典型的例子就是天花的消灭。伴随人类社会上千年的天花病毒,最终在群体免疫的下被战胜了。

  疫苗的研制过程是一个漫长的时间,期间要进行多次并且大量的临床试验才能保证疫苗的安全与可靠,新冠病毒的突然爆发使得在短时间内没有成熟的疫苗使民众获得群体免疫。

  于是就有了前文所说的英国首相约翰逊宣布的“群体免疫”政策。期望通过人群自我产生的抗体来抵御病毒。

  疫情面前,各国的压力都是十分巨大的,各国政府也都在做出他们认为正确的选择。希望各国的抗疫工作顺利,取得好的结果。

 

  2.我们能做什么?

  群体面对的情况是危急的,作为个人,依然可以做很多事来保证自己的安全:

  1.戴口罩,口罩能有效降低病毒的呼吸道传播概率。

  2.不参加集会,少去人多的地方,对于自身来说,即降低了R0的值。

  3.保证营养的饮食和充足的睡眠,自身免疫力的提高才是战胜病毒的根本之法。

 

  3.参考文献

  [1] Fine, P.; Eames, K.; Heymann, D. L. (1 April 2011). “‘Herd immunity’: A rough guide”. Clinical Infectious Diseases. 52 (7): 911–16.

  [2] https://www.bilibili.com/video/av87896793

  [3] Fine, P., Eames, K., & Heymann, D. L. (2011). “Herd immunity”: A rough guide. Clinical Infectious Diseases, 52(7), 911–916.

  [4] Wu, Joseph T.; Leung, Kathy; Leung, Gabriel M. Nowcasting and forecasting the potential domestic and international spread of the 2019-nCoV outbreak originating in Wuhan, China: a modelling study. The Lancet. 2020-01-31