至今终于明白为何要接种新冠疫苗：群体免疫？

2020年3月13日，英国政府首席科学顾问帕特里克·瓦兰斯（Patrick Vallance）应对2019冠状病毒病（Coronavirus disease 2019, COVID-19）疫情时表示，将需约 60%的英国人口感染COVID-19以获得“群体免疫力”。这一抗疫政策引发广泛热议，使得“群体免疫”（Herd immunity）成为社交媒体的热词。

本文对群体免疫的发现和概念、实现的理论基础和计算方法、在传染病防控中的应用以及在COVID-19疫情防控中的考虑等进行了综述。

1 群体免疫的发现和概念提出

群体免疫是流行病学理论的一个重要概念，基于病原传播动力学和群体免疫之间的关系，旨在通过个体免疫产生群体效应以阻止病原传播。

历史上，群体免疫的概念最早出现在 1923 年由托普利和威尔逊发表的题为“细菌感染的传播：群体免疫问题”的研究报告中，研究通过免疫小鼠使个体获得免疫，且发现免疫鼠群达到一定比例时，可阻止细菌在鼠间传播。

人 群 的 群 体 免 疫（ 社 区 免 疫，Community immunity或Community protection）启示源于1933年。

芝加哥卫生官员 Dr. Arthur W. Hedrich 观察到，1900-1930年间，当68%的儿童感染了麻疹病毒，波士顿麻疹暴发似乎受到抑制。

20 世纪 30 年代，Hedrich观察到马里兰州巴尔的摩55%的儿童罹患麻疹后，其余人口似乎受到了保护。

正是这一观察结果构成了大规模疫苗接种运动的基础。

20 世纪 60 年代中期，美国大规模麻疹疫苗接种运动正式启动，美国公共卫生署计划为超过 55% 的美国人口（根据巴尔的摩观察）接种疫苗，并宣布预计1967 年消除麻疹。在麻疹尚未消除时，公共卫生署提出了 70%-75%的疫苗接种率，以确保群体免疫。当基于这个接种水平而麻疹依然没有消除时，公共卫生署将疫苗接种率目标提高到 80%、83%、85%，并最终提高到 90%。

群体免疫不仅是免疫过程，还需要考虑传染动力学、传播模式和人群中个体获得的免疫力等。

2 群体免疫实现的理论基础和计算方法

2.1 理论基础 

基于群体免疫的概念，理论上通过自然感染或疫苗接种一定比例的人群能够间接保护未免疫人群，在所有易感个体受到感染之前，感染在人群中的传播被终止。

对未免疫者的间接保护是群体免疫的核心。间接保护主要涉及一些高危人群，包括儿童、老年人、孕妇、有基础疾病患者、免疫功能低下人群等。间接保护的社会效应具有重要的政策意义，为强制免疫接种提供给了理论依据。

2.2 计算方法

3 群体免疫的应用和考虑

群体免疫可以通过自然感染和疫苗接种来实现。一些传染病（如麻疹）在疫苗前时代是一种感染、自然免疫、再感染的过程，存在“群体免疫”。

3.1 疫苗接种获得群体免疫 

3.2 人群异质性 

群体免疫的理论基础基于人群中的所有个体均是随机混合的，且所有人的免疫性、个体行为、传染力等是相同的。

实际上，这种情况对任何传染病在任何人群中的感染和传播都是不存在的。

Fox等在 1971 年发表的题为“群体免疫：基本概念及其在公共卫生免疫接种实践中的适用性”一文中首次提到了人群异质性的意义。使我们认识到异质性（如年龄不同等）人群中流行病学的复杂性，促使研究者探索年龄等因素在群体免疫中的意义，探讨婴幼儿的疫苗接种率应达何种水平可以改变人群中病原传播动力学，减慢传播。

人群中还存在其他异质性，例如地理分布和社会分布。

因此，在设计群体免疫的疫苗规划时，不仅要考虑年龄相关接触模式不同的异质性，还应考虑时空异质性也可能有影响。

3.3 临界社区规模

3.4 实施接种疫苗实现群体免疫考虑的因素 

基于以上所述，我们通过疫苗接种达到群体免疫需要考虑以下几点。

第一，理想的疫苗有较强的免疫原性并且能够产生稳定持久的免疫力。若疫苗不能产生稳定的免疫力，则群体免疫阈值需要提高（如通过提高疫苗覆盖率）。

第二，在不同的人群中（人群异质性），R₀ 的估计值不尽相同，接触率更高的人群，R₀  也会更高，使得群体免疫阈值也会增加。

第三，不仅要强调疫苗的覆盖率，更要强调高危人群的疫苗覆盖率。

第四，若未接种疫苗人群寄希望于通过群体免疫获得个体保护，疫苗免疫力随时间减弱，则该人群存在疾病暴发的风险。

4 群体免疫在 COVID-19 疫情防控中的考虑

按 照 群 体 免 疫 R₀的 计 算 方 法，COVID-19 的R₀ 估计值为 1.6-6.5，即群体免疫比例需达到38%-85%。

若采用疫苗接种达到群体免疫需考虑：

1.假设未来有疫苗可用，并期望 COVID-19 疫苗能够产生稳固的免疫力且最好能抗感染、抗传播、抗携带；

2.假设 1 剂次疫苗的效力为 80%，则疫苗覆盖率需达 48%-100%，若疫苗效力不足，还要考虑多剂接种实现群体免疫；

3.若不能接种孕妇、免疫功能低下等高危人群，则需提高其他人群疫苗覆盖率；

4.根据不同人群、不同风险地区的 R₀来优化疫苗分配。

文章整理自中国疫苗和免疫2020年8月第26卷第4期《群体免疫及其对传染病防控的意义》，有删减，原作者：吴丹，郑徽，李艺星，马超，安志杰，尹遵栋。