新模型有助修正群體免疫門檻

碰到傳染病大流行,全世界都緊鑼密鼓與時間賽跑研發疫苗,究竟何時病毒才能得到控制?那一種防疫政策才能有效防止疾病擴散?過去流行病學家認為,當全國或該地區約 60%的人口對病毒免疫,就可以打斷病毒傳播的循環,達到所謂的群體免疫 (herd immunity)。新研究模型加入了年齡與社交活動因子,發現群體免疫所需人口數則為43%。

撰文/陳敦理

新模型加入年齡與社交活動

由英國諾丁漢大學 (University of Nottingham) 與瑞典斯德哥爾摩大學 (University of Stockholm) 的科學家聯手研究的新模型可更準確估算COVID- 19 達到群體免疫所需要的人口比例。研究團隊從政府數據、研究資料中找出會影響病毒傳播的重要因素。最後發現年齡、社交活動對流行病傳播的影響非常大。於是將民眾按照年齡高低分成六個區段,每個區段再按照社交活動多寡分成高、中、低三種等級。接著根據相關研究設定感染病毒後會有三天的潛伏期,從第四天開始到第七天這四天會傳播病毒,每個感染者平均會傳染給 2.5個人。經過校正、調整後的新模型算出加入年齡數據時,達到群體免疫所需要的免疫力人口比例下降到 55.8%,加入社交活動數據時則是 46.3%。同時加入年齡與社交活動的數據時,只需要43%的人口對病毒有免疫力,就可以達到群體免疫。

更準確估計群體免疫門檻有助防疫

使用傳統模型來估算COVID- 19達到群體免疫所需要之免疫人口比例時,沒有考慮個別差異,例如假設民眾以接種疫苗的方式來獲得免疫力,以及每個人施打疫苗的機率相同等。然而實際上的情況卻是目前還沒有疫苗可用,現在對COVID- 19有免疫的人皆是在大流行中被感染。傳統模型也因為沒有將人們種種複雜行為、影響傳播的速率納入考慮而造成誤差。傳統模型中,因為在病毒大流行時被感染而達到的群體免疫人口比例大約會落在50%到75%之間。

有些科學家以傳統模型得到的估計值對照現況,認為情況相當不樂觀。一份西班牙以隨機抽樣挑選民眾檢測COVID- 19抗體的研究指出,即使西班牙疫情嚴重到已造成 2.8萬人死亡、二十五萬人確診,全國民眾抽樣調查顯示,平均仍只有5%人口有抗體,首都馬德里也只超過10%。想要達到群體免疫彷彿遙不可及,更別提會有多少人會成為重症患者。

在新模型納入年齡、社交活動對病毒傳播產生的影響,讓估算達到群體免疫所需要對病毒有免疫力的人口比例更準確,這點非常重要,顯示出在病毒大流行中被感染所達到的群體免疫門檻,比起傳統假設民眾以接種疫苗的方式來獲得免疫力來得更低。新模型比起傳統模型儘管誤差較小,仍不是最正確的數字,將來還需要進一步修正讓數值更接近真實的狀況,例如考慮學校、住家、公司等不同地點、不同人口密度下病毒會有不同的傳播速率。如此也會更貼近不同國家的實際狀況,讓各國政府防疫的政策更加精準,也能在科學證據下得到民眾的支持。像是在瑞典首都斯德哥爾摩已有 26%的人口對COVID- 19有免疫力,如果可以將所能夠掌握到影響病毒傳播的因素儘可能的納入新模型中,那麼很可能已離群體免疫不遠了。

較精確估計達到群體免疫的人口比例,會讓防疫政策更得到民眾支持,進而發揮效果。相反地,模稜兩可的估計與看似難以達成的目標,很容易讓政府、民眾陷入無能為力的困境,甚至自暴自棄,什麼都不做,而造成疫情大爆發。另一方面如未達到群體免疫,卻為了經濟發展、平息民怨而提早解除封鎖管制,將會面臨病毒再次大流行的第二波疫情。

人類在與病毒、與人性的戰爭中不斷學習、成長。有許多因素都會讓原本的假設出現變數,像是疫情時間拉長,人們勢必因年齡增長而更換組別,需要更新數據。對免疫力的研究越深入時也發現無症狀感染者的身體免疫反應比起重症者來得微弱。還有接觸到病毒所產生的免疫力能維持多長時間也是待釐清問題。當科學家對病毒的瞭解越深入、對群體免疫的估算越精確,就越能找出最佳的防疫策略。

 

參考資料:

1、Tom Britton, Frank Ball, Pieter Trapman. A mathematical model reveals the influence of population heterogeneity on herd immunity to SARS-CoV-2. Science.  2020.

2、嚴重特殊傳染性肺炎。衛生福利部疾病管制署。2020。

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