《Science》未来五年,SARS-CoV-2 疫苗是否能抑制疫情蔓延?

来源: 生物通 / 作者: 伍松 / 时间: 2020-09-23
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新研究表明,自然免疫和疫苗诱导免疫的影响将是塑造 COVID-19 未来发展轨迹的关键因素。普林斯顿大学研究人员发表在 9 月 21 日《Science》杂志上的一项研究表明,一种能够引起强烈免疫反应的疫苗可以大大减轻未来的感染负担。

“迄今为止,有关 COVID-19 未来轨迹的大部分讨论正确地集中在季节性和非药物干预(NPI)的影响上,例如戴口罩和保持身体距离,” 共同第一作者 Chadi Saad Roy 说,他是普林斯顿大学 Lewis-Sigler 综合基因组学研究所的准博士。“短期内,在大流行阶段,NPI 是决定病例负担的关键因素。然而,随着我们展望未来,获得性免疫的作用将变得越来越重要。”

“最终,我们不知道对 SARS-CoV-2 或潜在疫苗的自然免疫强度或持续时间会是什么样子,” 第一作者之一 Caroline Wagner 解释说,她是麦吉尔大学(McGill University)的生物工程助理教授,曾在普林斯顿环境研究所(Princeton Environmental Institute,PEI)担任博士后研究助理参与这项研究。

“例如,如果会发生再感染,那么一个人对先前感染的免疫反应是什么?”Wagner 道。“这种免疫反应能阻止你把感染传染给别人吗?这些都将影响未来疫情的动态。”

这项研究建立在普林斯顿大学 5 月 18 日的发表早《Science》杂志上的一份研究报告,气候的局部变化不太可能主导第一波 COVID-19 流感大流行。

在最近的一篇论文中,研究人员使用了一个简单的模型来预测 COVID-19 病例的未来发病率以及人类的免疫程度,这些假设与个体在不同环境下传播病毒的可能性有关。例如,该模型允许感染后不同持续时间的免疫,以及不同程度的防止再感染。研究人员在网上发布了这些不同假设下模型预测结果的交互式版本。

正如预期的那样,模型发现最初的大流行高峰基本上与免疫无关,因为大多数人都易感。然而,随着 SARS-CoV-2 感染的增加,以及由此产生的免疫力的增加,可能会出现大量的流行模式。

普林斯顿大学生态学和进化生物学教授 Andrea Graham 说:“例如,如果免疫反应只是微弱的,或者短暂地防止再感染,那么中期内可能会出现更大规模和更频繁的疫情。”

研究人员发现,免疫反应的性质也会影响临床结果和需要住院治疗的严重病例。关键问题是与原发感染相比,后续感染的严重程度。

研究发现,在所有情况下,一种能够引起强烈免疫反应的疫苗可以大大减少未来的病例数量。报告指出,即使是只提供部分预防二次传播的疫苗,如果广泛应用,也能产生重大效益。

年龄和超级传播事件等因素会影响 SARS-CoV-2 的传播,使人群中的个体产生不同的免疫反应或以不同的速度传播病毒。“我们的模型显示,这些因素不会影响我们对未来疫情动态的定性预测,” 生态学、进化生物学和公共事务教授 Bryan Grenfell 说。Grenfell 与生态学、进化生物学和公共事务学副教授 C.Jessica Metcalf 是该论文的共同高级作者。

Grenfell 说:“随着候选疫苗的出现,以及对未来疫苗接种病例数量的更详细预测,这些额外的细节将需要纳入更复杂的模型中。”

研究作者还探讨了 “疫苗怀疑论(vaccine hesitancy)” 对未来感染动态的影响。他们的模型发现,如通有拒绝参与药物和非药物措施的人,即使有可行的疫苗问世,也会拖累病毒的遏制。

“我们的模型表明,如果疫苗拒绝率很高,并且与传播率增加以及拒绝戴口罩等更危险的行为相关,那么要想达到群体免疫所需的疫苗接种率可能需要提得很高,” 文章作者 Simon Levin 说。“感染或接种疫苗后免疫反应的性质将是决定疫苗有效性的重要因素。”

“当潜在过程中存在如此多的不确定性时,对未来做出准确预测可能是一项挑战,”Grenfell 说。“在这项研究中,我们认为,我们的模型预测结果就像天气预报一样——会非常有帮助。”

这项研究的主要结论之一是,监测人群对 SARS-CoV-2 的免疫力,除了主动感染外,准确预测未来发病率至关重要。

“这并不是一件容易做到的事情,尤其是当人们对这种免疫反应的本质还没有很好地理解的时候,” 作者之一、哈佛大学公共卫生学院和哈佛医学院的助理教授 Michael Mina 说。“即使我们可以测量一个临床数量,比如针对这种病毒的抗体滴度,我们也不一定知道这意味着什么保护。”

Metcalf 说:“研究 T 细胞免疫效应和与其他冠状病毒的交叉保护是未来工作的重要途径。”

原文检索:Immune life-history, vaccination, and the dynamics of SARS-CoV-2 over the next five years

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