新冠疫苗接种和未来5年SARS-CoV-2的动态变化

■ 导语

目前来看，迄今为止所知的数种冠状病毒的感染并不能带来终身保护作用，人们可能出现反复感染，全球已经报道多例SARS-CoV-2新冠病毒二次感染病例。并且在激发免疫力方面，疫苗的效率往往不如自然感染，并且存在发生不良反应的风险。近期普林斯顿大学学者Chadi M. Saad-Roy等发表于《Science》杂志的一项研究，针对疫苗接种后各种免疫情况使用了一系列简单模型，以预测SARS-CoV-2病毒感染所导致的新冠肺炎疫情的全球形势。模型结果表明，基于疫苗和其他非药物干预措施（NPI）所带来的保护作用，全球新冠疫情可能成为反复发生的严重流行病，也有可能在未来几年内几乎完全消失。一种强效高保护作用的疫苗，可以大大减少未来的疫情负担。

截至2020年底，全球新冠肺炎患者数已经超过8000万，美国感染病例超过2000万，中国虽然呈现为动态清零状态，然而，入冬以来多个地区零星爆发，人们依然面对着新冠病毒感染的威胁。国药集团生产的新冠灭活疫苗已经上市，辉瑞公司和德国bioNTech生产的mRNA疫苗，以及阿斯利康的mRNA疫苗均已上市，全球疫情防控的形势已经越来越好了。然而，为了遏制病毒传播，全球多个国家均采取不同程度的非药物干预手段（nonpharmaceutical interventions, NPI），包括停止大型聚会活动、学校停课、限制出行以及封城（lockdown）等。

然而，新冠疫苗和NPI干预措施之下，未来数年之内的全球疫情变化情况，仍然是各国政府和科学家们非常关注的问题，疫情的未来轨迹有多个不同的可能走向。SARS-CoV-2感染和疫苗接种后，人体产生的保护力不同，影响着整体人群的感染风险变化情况。例如，麻疹和天花病毒感染或接种疫苗后，可以带来终身免疫保护作用；由于病毒变异和保护力递减，流感病毒和呼吸道合胞病毒疫苗，只能带来短期不完全保护作用；而类似于登革热病毒，感染后可能出现两种不同的情况，可能产生中和抗体保护作用，也可能由于抗体增强作用，仍然有二次感染风险，并且二次感染时临床症状更为严重。新冠感染和疫苗接种后的保护作用的强弱和持续时间，也有待进一步的验证。

作者主体采用了反应麻疹感染流行的“易感感染恢复（SIR）”模型，探讨关于针对SARS-CoV-2感染的适应性免疫反应的性质的不同假设，大流行的轨迹如何展开。由于不同的适应性免疫应答可能与严重继发病例的比例变化相关，因此我们也考虑了该分数的一系列值，以探索SARS-CoV-2感染的潜在未来临床负担。这些假设与个体在不同环境下传播病毒的可能性有关。

正如预期的那样，在疫苗上市之前由于人群普遍易感，最初的大流行高峰基本上与免疫状态无关。然而，随着SARS-CoV-2感染的增加和（或）疫苗应用，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。如果免疫保护反应只是轻度的，那么中期内可能会出现更大规模和更频繁的疫情。在所有情况下，一种能够引起强烈保护作用反应的疫苗，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。疫苗的大规模应用还可以大大改变大流行的轨迹；但是，对负担的影响在很大程度上取决于疫苗的功效和适应性免疫反应的性质。如果新冠病毒和流感病毒一样，存在季节性高发因素，也会严重影响感染峰值的发生，这也会影响合适的疫苗接种时间的规划。

“疫苗怀疑论（vaccine hesitancy）”对未来感染动态也会有严重影响。模型发现，如大量拒绝进行疫苗接种和非药物措施的人，即使有可行的疫苗问世，也会拖累病毒的遏制。近年来不仅是疫苗怀疑论者喧嚣日上，包括疫苗导致自闭症、HPV疫苗导致不孕不育等言论影响了普通人群对疫苗的接受态度；而欧美国家人群，对隐私和人身自由的关注，包括拒戴口罩和不遵循隔离措施，也影响了NPI措施的实施。这些都将严重影响疫情的流行变化。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。除此之外，新冠病毒的变异也有可能影响已感染或疫苗接种人群的免疫保护状态。

在持续的流行病中仅依靠个体的感染状况作为主要观察指标，不足以跟踪确认流行病产生的复杂免疫状况，建立一个全球免疫监测平台，以监测人群水平对病毒的敏感性和免疫性，以及新菌株的出现。这项研究，强调了由SARS-CoV-2感染和疫苗接种产生的免疫格局，对当前对该病毒的适应性免疫反应的不确定性以及未来潜在疫苗的功效的复杂依赖性。因此，准确地描述个体免疫生活史以及人群对SARS-CoV-2原发和继发感染和疫苗接种的累积免疫状况，对于管理和控制持续的大流行至关重要。

Science 2020;370: 811-818