接种疫苗是获得群体免疫的唯一可接受的途径

主要文本

在已经提出的用于控制由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(新型冠状病毒)引起的全球冠状病毒疾病2019(新冠肺炎)疫情的许多策略中，通过自然感染的群体免疫可能是最有缺陷和最危险的。10月初，三位科学家发表了一份名为《伟大的巴林顿宣言》的文件，呼吁“重点保护”弱势群体，同时鼓励年轻、健康的人恢复正常生活¹。这种做法的理由是，整个社区将受益于其他人给予更弱势群体的保护，这些人已经建立了群体免疫。这影响了美国的公共卫生政策，因为宣言的作者会见了白宫冠状病毒工作队的成员，并迫使他们倡导有重点的保护战略。在实践中，这导致了最低限度的联邦指导，以鼓励必要的干预，如口罩和距离，旨在减少传播。疫情反应中的这些不幸进展是基于对群体免疫及其实现方式的根本性误解。群体免疫从未通过自然获得性感染实现，只有通过大规模免疫才有可能在全球范围内实现。

群体免疫是基于我们对病毒病原体的理解，病毒病原体是专性细胞内寄生虫，需要宿主进行复制。如果有足够多的人对感染免疫，那么病毒就不能传播给新的易感宿主，并将从人群中的循环中消除。当群体中有足够比例的人免疫，从而阻止了病原体的传播能力时，该群体就达到了群体免疫阈值。纵观历史，导致虚弱疾病的人类病原体，如天花和脊髓灰质炎，已经在人群中传播了几个世纪或几千年，但从未达到这一阈值。它们只是通过需要多年努力和投资的免疫运动才被消灭的。

群体免疫是一个相对较新的概念，一些人对这个术语感到不快，因为它将人类等同于动物。然而，这反映了这个术语的起源，它最初是由家畜兽医在20世纪初创造的^{泰国(Thailand)}世纪指的是“传染性流产”的流行病，或导致牛羊群自然流产的病原体。到20世纪50年代，该术语被用于新开发的疫苗及其在人群规模上预防广泛传播的病毒性疾病(如脊髓灰质炎)的潜力²。随着群体免疫作为一个概念越来越广泛地与免疫活动联系在一起，它获得了特定的含义。直到最近，群体免疫一般指通过疫苗接种获得的群体免疫。

最近，该术语回归到其最初的含义——通过感染或免疫获得的免疫力——对新型冠状病毒如何达到群体免疫阈值产生了许多误解。通过自然感染达到群体免疫的前景不是一个迅速的过程，部分原因是群体免疫阈值和基本繁殖数(R₀).稀有₀测量完全易感人群中由一个感染者引起的继发感染的平均数量。用最基本的术语来说，群体免疫阈值在数学上定义为1-1/R₀ ³。给定R估计值₀在没有减少传播的干预措施的情况下，世界各地的新型冠状病毒疫情从2到3不等，群体免疫阈值估计在50%-67%之间⁴.

然而，R₀不是一个静态数字，使得群体免疫阈值难以估计。稀有₀不仅仅由病毒的传染性和毒力决定，并且很少反映现实世界中存在的变量。旨在减少传播的干预措施可以减少死亡率₀实质上，许多影响易感性的变量也是如此，包括遗传性状、受体分布和宿主的免疫状态。此外，即使在完全易感的人群中，随着病原体在人群中传播，他们也不会随着时间的推移保持完全易感。对于新型冠状病毒，河₀因国家和区域而异，取决于这些地方采用的干预措施。尽管在受严重影响的国家，甚至在新冠肺炎病例居世界首位的美国，也出现了大规模传播，但大型血清阳性率研究表明，在2020年春季第一次激增后，血清阳性率通常低于10%⁵。目前疾病预防控制中心的估计表明，在美国受严重影响的州，如纽约，血清阳性率不超过20%-25%，在美国其他大部分地区更低⁶。虽然仅仅是血清阳性并不能证明保护性免疫，但总体血清阳性率较低表明大多数人没有接触过。通过自然获得性感染达到群体免疫至少需要病例数的两倍或三倍，至少需要2-3年，如果社区传播减少，可能需要更长时间。由于美国已有超过27万人死于新冠肺炎病毒，数百万人在康复后报告了持续的长期症状，试图通过这种方式达到群体免疫将是灾难性的。

此外，依靠自然感染而不是接种疫苗来达到群体免疫阈值假定感染和接种疫苗诱导具有相似持久性的可比免疫反应。越来越多的证据表明情况并非如此。包括新型冠状病毒在内的许多致病病毒抑制I型干扰素的活性，I型干扰素驱动先天抗病毒反应，这对于最初抑制病毒复制和随后诱导强大的适应性免疫至关重要。与甲型流感病毒相比，新型冠状病毒感染严重抑制了I型和III型干扰素在活生物体内 ⁷。全身性抑制I型干扰素与严重新冠肺炎相关⁸在多项研究中，这也与淋巴细胞减少症有关⁹。由于I型干扰素驱动Th1极化，从而增强中和抗体和CD8+细胞毒性T细胞反应，因此有理由假设这些反应的破坏可能影响病毒清除的适应性机制和免疫记忆的发展。虽然大多数新冠肺炎患者确实产生了可检测的抗体反应，但多项研究已经观察到，对于新型冠状病毒和其他冠状病毒，血清抗体滴度可能在几个月内迅速下降¹⁰。虽然对功能性免疫保护的重要性尚不清楚，但它确实表明新型冠状病毒感染可能导致非典型的长期免疫反应。最近的一项研究表明，在死于新冠肺炎病的患者中，滤泡CD4+ T细胞大量减少，淋巴结和脾脏中的生发中心丧失，同时伴有滤泡B细胞严重减少¹¹。由于生发中心内的滤泡CD4+ T细胞是记忆B细胞分化所必需的，这一发现提示了一种可能的机制，即新型冠状病毒感染可能损害长期持久免疫的发展。

疫苗接种诱导的免疫很可能产生非常不同的反应。目前在后期临床试验中的候选疫苗不会导致新型冠状病毒感染，因此不会干扰或逃避先天或适应性免疫反应。尽管几种候选疫苗是病毒载体疫苗，但它们经历了流产的非致病性复制周期，并且不抑制这些免疫反应。因此，它们不太可能导致记忆免疫反应的破坏。来自临床前和1/2期试验的数据支持这一发现:虽然感染导致广谱抗体滴度，但免疫接种始终产生中和滴度，与恢复期患者中观察到的最高滴度相当^12 , 13。虽然还没有关于这如何影响持久性的数据，但这表明疫苗引发的免疫反应与自然获得性感染产生的免疫反应有着根本的不同。因此，通过免疫而不是感染达到群体免疫不仅会发生得更快，发病率和死亡率也大大降低，而且可能会在更长的时间内产生更强的功能性免疫保护(图1 ).

关于群体免疫将如何有助于新型冠状病毒疫情的最终控制以及防止未来疫情爆发的长期前景，仍存在许多问题。然而，有几个事实非常清楚。尽管疫苗一旦有了，将需要几个月的时间来分发，并需要巨大的努力来克服疫苗的犹豫不决，但它们仍然会在比自然感染所允许的时间短得多的时间内达到群体免疫阈值，不管是什么情况。它们可能产生比感染更强、更持久、更具保护性的免疫反应。最重要的是，几十年的可靠研究表明，疫苗是预防广泛传染病的安全高效手段，也是在国家或全球范围内实现群体免疫的唯一道德和科学上可接受的方法。试图通过自然感染达到群体免疫将导致受感染者生命和生活质量的毁灭性损失，并且作为控制一代疫情的公共卫生策略是完全不可接受的。