為什麼說群體免疫不可行?
2020年10月30日09:07

  來源:Nature自然科研

  為什麼說特朗普政府等提出的任由病毒發展的建議會帶來“不計其數的死亡和痛苦”。

  2020年5月,新冠肺炎(COVID-19)大暴發重創了巴西城市瑪瑙斯。醫院不堪負荷,居民開始在附近森林為逝者挖新的墓地。但到了8月,形勢有所扭轉。雖然保持社交距離的規定在6月初開始放鬆,但這座人口200萬的城市已經將超額死亡數從每天約120降至近乎為零。

  9月,兩組研究人員發佈了預印本論文,稱瑪瑙斯夏季末的病例增速減慢,至少一部分原因是社區里的大量人口已經有過新冠病毒(SARS-CoV-2)暴露並免疫了。巴西聖保羅大學免疫學家Ester Sabino和她的同事對瑪瑙斯血庫里的6000多份血樣進行了檢測,從中尋找新冠病毒抗體。

  “我們發現,被感染的人口比例很高——第一波疫情快結束時達66%。”Sabino說。她團隊的結論是[1]:如此高的感染率意味著當前對病毒仍然易感的人群已經很小,以至於無法觸發新一輪疫情——這種現象也被稱為群體免疫(herd immunity)。巴西的另一個研究團隊也得出了相似的結論[2]。

美國新澤西州的一場特朗普競選集會。特朗普曾表示支援群體免疫的抗疫策略。來源:Spencer Platt/Getty
美國新澤西州的一場特朗普競選集會。特朗普曾表示支援群體免疫的抗疫策略。來源:Spencer Platt/Getty

  來自瑪瑙斯的這些報導,以及對疫情初期遭受重創的意大利部分地區的類似推斷,助長了尋求群體免疫的呼聲。這類計劃建議讓大部分社會回歸常態,同時採取一些措施保護重症風險最大的人群。本質上就是任由新冠病毒自然發展,支援者說。

  但是,流行病學家再三斥責這種想法。“向病毒投降”並不算防禦計劃,加州斯克利普斯研究所的免疫學家Kristian Andersen說。這種做法會奪去很多無辜的生命,也不保證社會就能更快地恢復常態,“我們以前從來沒有成功地實現過群體免疫,而且這會給人類帶來無法承受且沒有必要的大量死亡和痛苦。”

  雖然飽受批評,這種想法還是不斷地從許多國家的政客和決策者的腦海中冒出來,包括瑞典、英國和美國。美國總統特朗普在9月提到群體免疫時態度積極,還誤將其稱為“從眾心理”(herd mentality)。甚至還有一小部分科學家也在推波助瀾。10月初,一個自由主義智庫和一個少數科學家組成的團隊聯合發佈了一份名為《大巴靈頓宣言》(Great Barrington Declaration)的文件,呼籲讓新冠肺炎重症風險較低的人回歸正常生活,讓新冠病毒傳播到一定程度後,便可實現群體免疫。文件還稱可以用一些措施來保護高危人群,如老年人,但基本未作詳細說明。宣言的起草者得到了白宮的支援,但《柳葉刀》的另一組科學家也發佈了反擊備忘錄,稱群體免疫是“沒有科學證據支援的危險謬論”[3]。

  揚言要讓新冠病毒不受干預、自然發展的人,基本上都對何謂群體免疫、實現群體免疫的最佳方式存在誤解。在此,《自然》就這個備受爭議的概念澄清五個問題。

  何謂群體免疫?

  當病毒遇到的都是受到保護、不會被感染的人群時,病毒就無法擴散,也就實現了群體免疫。一旦有足夠比例的人口不再易感,新的疫情就會逐漸消失。“你不需要讓所有人都免疫——只要讓足夠人口免疫就夠了。”哈佛大學陳曾熙公共衛生學院的流行病學家Caroline Buckee說。

  一般來說,群體免疫是作為大範圍疫苗接種計劃的理想結果來討論的。當接種誘導的免疫力在人群中達到較高水平時,那些不能接種或對疫苗反應不夠的人群,比如免疫系統低下的群體,也能受益。Buckee說,許多醫療專家討厭“群體免疫”這個詞,而更傾向於叫它“群體保護”(herd protection)。因為群體免疫不會真的讓所有人都對病毒有免疫力,它只是降低了易感人群與病原體接觸的風險而已。

  公共衛生專家一般不在沒有疫苗的情況下,把群體免疫當作一種可用的工具。“這個詞現在被用來表示要讓多少人感染,才能給這一切劃上句號,這令我有點睏惑。” 蘇黎世聯邦理工學院的流行病學家Marcel Salathé說。

  如何實現群體免疫?

  流行病學家可以估算出需要多大比例的人口免疫,才能實現群體免疫。這一閾值取決於基本再生數R0,即在完全易感、充分混合的人群中,一名感染者平均能感染的人數,香港中文大學傳染病流行病學家、數學建模師郭健安(Kin On Kwok)說。計算群體免疫閾值的公式是1–1/R0,即每位感染者能感染的人數越多,就要有更高比例的人口免疫,才能實現群體免疫。打個比方,麻疹的傳染性很強,R0一般在12到18之間,計算得出的群體免疫閾值為總人口的92%到94%。病毒的傳染性越低(再生數越低),這個閾值也越低。R0假設所有人都對該病毒易感,但這其實會隨疫情發展而發生變化,因為有些人在康復後會獲得免疫力。出於這個原因,這類計算中有時會用到R0的另一個版本——有效再生數(縮寫為Rt或Re),它將群體的易感性變化考慮了進來。

  雖然代入數字,公式就能給出實現群體免疫的一個理論數字,但在現實中,群體免疫並不是到了那個點就能自動完成的。恰恰相反,群體免疫更應被視作一個梯度,約翰斯·霍普金斯大學流行病學家Gypsyamber D’Souza說。而且,由於R0和對病毒易感的人數等變量可變,所以群體免疫並非一個穩態。

  即使在人群中實現了群體免疫,大規模暴發依然會發生,比如在疫苗接種率較低的地區。“我們在流傳著疫苗安全性謠言的一些國家見過這種情況。”Salathé說。“你發現部分地區的接種率開始下降,然後本土疫情暴發,有些規模很大,即使你已經在嚴格的數學意義上實現了群體免疫。”終極目標應該是預防人們生病,而不是去達到模型中的那個數字。

  新冠病毒的群體免疫閾值有多高?

  能否實現群體免疫,一定程度上取決於人口的整體情況。閾值的計算對R值非常敏感,郭健安說。6月,他和同事在《感染期刊》(Journal of Infection)上發表的給編輯的信中闡釋了這一點[4]。郭健安及其團隊利用3月份的新冠肺炎每日新增病例數,估算了超過30個國家的Rt,隨後在這些Rt的基礎上計算了每個國家人口要達到的群體免疫閾值。其中,Rt為6.64的巴林閾值最高——85%,Rt為1.06的科威特最低,只有5.66%。科威特的閾值很低,反映出它採取了很多措施,比如在當地實行宵禁,禁止多個國家的商業航班等。郭健安說,如果科威特取消這些措施,群體免疫閾值就會上升。

巴西瑪瑙斯的一處墓地,拍攝於6月。整個城市在4月和5月受到了疫情的重擊,目前的病例數正再度回升。來源:Michael Dantas/AFP via Getty
巴西瑪瑙斯的一處墓地,拍攝於6月。整個城市在4月和5月受到了疫情的重擊,目前的病例數正再度回升。來源:Michael Dantas/AFP via Getty

  關於群體免疫的計算,比如郭健安的計算結果,它們所基於的假設可能無法反映現實生活,美國西北大學研究傳染病的網絡科學家Samuel Scarpino說。“大部分群體免疫的計算根本不考慮人類行為。它們假設沒有干預、沒有行為改變,諸如此類。”他說。這意味著,如果人類行為出現的短暫變化(比如保持物理距離)讓Rt下降,那麼“一旦行為恢復正常,群體免疫的閾值也會改變”。

  目前對新冠病毒閾值的估計在10%到70%之間——或是更高[5,6]。不過,從算出閾值下限的模型來看,其假設的人類社交方式可能是無效的,Scarpino說。閾值的下限假設接觸者較多的人會先感染上,也正是因為他們接觸的人多,他們會把病毒傳給更多人。而當這些“超級傳播者”對病毒獲得免疫力後,易感人群中的傳播鏈就會大大減少。“於是,你很快就達到了群體免疫的閾值。”Scarpino說。但如果你發現所有人都能成為超級傳播者,那麼,“能把估算值降到20%或30%的假設根本就不準確,” Scarpino解釋道。結果是,群體免疫閾值將逼近60%-70%,這也是大部分模型計算的結果(比如參考文獻[6])。

  發生在監獄和郵輪上的超級傳播者事件似乎清晰地表明,新冠肺炎一開始是大範圍傳播,然後再在聚在一起、未接種的人群中慢下來,Andersen說。在加州的聖昆廷州立監獄(San Quentin State Prison),超過60%的人在疫情被遏製住前基本都感染上了,所以並不是什麼30%的人感染後,疫情就會神奇地消失,Andersen說。“沒有什麼神秘的暗物質在保護人類。”他說。

  雖然科學家可以估算群體免疫的閾值,但他們無法知道實時數字,約翰斯·霍普金斯大學健康安全中心流行病學家Caitlin Rivers說。事實是,只有對數據進行回顧性分析,才能對群體免疫得出確定的觀察結果,而這最久可能要等到十年以後,她說。

  群體免疫真的有用嗎?

  許多研究人員認為尋求群體免疫是個糟糕的想法。“嚐試通過針對性的感染實現群體免疫簡直荒唐透頂,”Andersen說,“在美國,這可能要死一兩百萬人。”

  就在5月的第一週,瑪瑙斯的死亡率一度攀升至前一年的4.5倍[7]。到了8月,病例數增速減慢讓人為之激動,但如今的數字似乎又開始回升。這種回升說明,說瑪瑙斯人口已經實現群體免疫的推測“其實根本不對”,Andersen說。

  死亡只是這其中的一部分。得病的人面對的是嚴重的健康和經濟後果,而且很多康復者都報告了持續的健康影響。瑪瑙斯有超過5.8萬名新冠病毒感染者,而這背後又有多少疾苦。

  在疫情初期,媒體曾報導瑞典打算讓民眾維持正常生活,嚐試群體免疫的策略,但瑞典衛生與社會事務部長Lena Hallengren表示,那是個“誤解”。群體免疫是“病毒傳播發展的一種潛在結果,無論是在瑞典還是其他國家”,她在給《自然》的一份書面聲明中如此寫道,但它“不是我們策略的一部分”。她說,瑞典的策略是採取與大部分國家相似的做法:“鼓勵保持社交距離、保護弱勢群體、開展檢測和接觸者追蹤、強化衛生系統以應對疫情。”儘管如此,但瑞典很難稱得上一個成功典範——來自約翰斯·霍普金斯大學的統計顯示,瑞典每10萬人的新冠肺炎死亡病例是鄰國挪威的10倍多(瑞典58.12/10萬人,挪威5.23/10萬人)。而瑞典的病死率,即與確診病例數的比值,也至少是挪威和丹麥的三倍。

  群體免疫還面臨哪些阻礙?

  通過讓病原體在社區內傳播來完成群體免疫,這個概念基於康復者會自動免疫這一未經證實的假設。就新冠病毒而言,感染後似乎會獲得某些功能性免疫力,但“要理解免疫應答的持續時間和作用,必須對人群進行縱向隨訪,而現在才剛剛開始”。Buckee說。

  此外,目前尚無絕對可靠的方法來測量對病毒的免疫力,Rivers說。研究人員可以檢測人體是否產生了新冠病毒特異性抗體,但他們無法獲知這些免疫力能保持多久。引發普通感冒的季節性冠狀病毒所誘導的免疫力會遞減,而且貌似只能保持一年,Buckee說,“可以合理地假設,這次的病毒也差不多如此。”

  近幾個月出現了有人在初次感染後二次感染的報告,而這種再感染髮生的頻率以及它們的致病能力是否會減弱都還有待回答,Andersen說。“如果感染者在一年後再度易感,你將永遠無法靠自然傳播達到群體免疫。”Rivers說。

  “這裏沒有魔法棒可用,”Andersen說,“我們必須直面現實:我們從來沒有通過讓新病毒自然傳播實現過群體免疫,可惜的是,新冠病毒也不例外。”疫苗接種是實現群體免疫的唯一符合倫理的方式,他說。多少人需要接種——接種頻率是多少——將取決於許多因素,包括疫苗有效性如何、保護力能維持多久。

  人們一開始對強製措施感到厭倦和不滿,比如增加社交距離和封鎖管控——這可以理解,但在疫苗問世之前,這些都是最有力的抗疫工具。“不是所有人非得感染這個病不可,”D’Souza說,“有很多原因值得我們堅定信念。如果我們能繼續實施風險管控舉措,直到有效疫苗出現,我們就一定能挽救生命。”

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