真的需要68%人感染才能形成群体免疫吗?

来源: LingYuan 2020-05-05 18:13:30 [] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (6767 bytes)
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             摘要与结论:群体免疫可通过1)。疫苗注射;2)。群体感染 两种途径来达到。由于途径不一,所需的人口比例也是截然不同的。通过感染途径达到群体免疫的人口感染率为15%左右。通过疫苗注射而达到群体免疫需要67%的注射率。  二者不可混淆。  

 

正文:

       目前,美国新冠病毒感染基本上是在半蔓延状态下发展着(SD的效益已经基本用尽)。具体表现为疫情中心呈滚动式从一地蔓延至其周边的人口密集的中心城市而成为下一个疫情中心。因此群体免疫的讨论具有现实意义。用实事求是,科学的方法来正确地看待这个问题,既不夸大,也不缩小,有助于我们对抗疫的认识,也有助于我们对自身的保护。

        首先,什么是群体免疫呢?群体免疫就是在一个群体中,该群体的群体免疫力等于或超过病毒的传染力。这时,病毒感染在该群体中失去传染能力,而逐渐消失。

       群体免疫的概念大约在100年前形成(1923)。“Herd Immunity"一词源于传染病在羊群(HERD)中传染的现象。由于羊群的密集性,传染会在羊群中迅速传开,但也会较快地消失。上世纪70年代,为适应疫苗研发的需求,这一概念被进一步研究,有人提出了疫苗群体免疫的计算公式(临界值):

     人口疫苗注射率= 1 - 1/Ro   (1)

        其中Ro 是病毒的传染率。即每个带原体在无控制状态下,在一个传染周期内平均能传染给几个人。根据对美国疫情的观察与分析,美国疫情的Ro大约在3.13左右(其它国家亦大同小异。很有意思,该值接近圆周率3.14)。因此如果通过疫苗来达到群体免疫的话,人口中需要有68%的人注射疫苗(假设疫苗有效性在100%。如低于100%,人口注射率要相应地增加。比如疫苗有效性为68%的话,必须100%的人口注射该疫苗.如果疫苗有效性低于68%,则不能达到群体免疫,只能达到部分免疫)。

      当然,群体免疫也可以通过感染来实现。现在人们所说的群体免疫其实就是这一意义下的群体免疫。再没有进一步分析之前,有必要对感染做一明确定义。我们在这里所说的感染,是病毒进入体内而引起某些病症(或死亡)的一种现象。如果病毒进入体内,人体自身免疫力足够强大的话,或者与病毒达成一种平衡态而无病症(所谓无症状携带者),或者体内免疫细胞能将病毒在体内灭活,都不属感染之列。

         需要指出的是 ,人们通常提到的达到群体免疫所需要的感染率是根据疫苗注射率而借用的一个计算值。笔者认为,通过感染所达到群体免疫和通过注射疫苗所达到群体免疫有本质的不同,因而,所需要的人口感染率也会不同。

       当在全民中注射疫苗时,谁会注射,谁不会注射,相对于个人免疫力来讲,基本是随机的(虽然不完全随机,免疫力低的人可能更积极一些),或者说,公式(1)的计算是基于随机注射这一假定。

      然而,感染是有”选择性“的。在一个人群中,免疫力低的人会先感染。因此,感染具有”筛选“的功能,所剩下的人群是由自身免疫力高的人组成的,也就是说,在感染发展过程中,所剩下的未感染人群的免疫力会随着感染的发展而越来越高。同时,由于病毒与人的趋同,病毒的”毒性“随着感染的发展也会逐渐降低。因此群体免疫会更”早“发生。也就是说通过感染这一途径而达到群体免疫时,人群感染率会小于(1)所计算的数值。实际上,如果人群的免疫力呈正态分布的话,所需的感染率会远远小于(1)式所计算的结果。通过目前的各种迹象表明,这个值可能在15%左右(不包括无症状者)。例如在一些特殊的场合,比如钻石游轮上,德国一某小镇,意大利某小镇等(充分或接近充分感染环境),实测感染率均为15%左右。另一个迹象是,当人口感染率接近或达到15%时,疫情都会呈下降趋势,例如目前纽约等地感染率已达到或接近15%。笔者认为这时群体免疫效果就会体现出来。

       也可以形象地考虑这个问题,感染过程,如同一个很大的球掉进一个染缸里,这个球具有一定的渗透性,外层先会染色,随着渗透的增加与深入,渗透会越来越难。到一定程度之后,渗透力不足以使染料液体再向内部penetrate. 这时会产生一个临界面,里面是未染核,外面是被染层。实际中,如果有某种检测方法检测界面在哪里的话,会由于精度等测出一个有厚度的界面区。这个区里面就相当无症状感染者。目前在感染高发区,开始出现无症状感染者,就是群体免疫出现的前兆。这些地区的感染率一般接近15%(不包括无症状者)。

     

     因为在人口中,实际感染人数与感染率是未知的而确诊人数是可知的。通过概率推导,可以用如下判据:确诊人数在总人口中的比率 达到2.25%时候,群体免疫效果会呈现出来(目前纽约市为2%)。这里的确诊测试方式必须是有条件测试,即当有疑似症状时才能测试(如美国与中国),而非全民普查测试方式。如全民普查测试方式,则阳性率为15%时候呈现群体免疫效果。

最后提及一下。通过感染而实现的群体免疫,实际上是通过牺牲一部分人而保护另一部分人的方法,在伦理上是站不住脚的 因为在生命上,每个人的生命价值应该是平等的。在没有疫苗出现之前,抗疫的正确之路应该是积极地隔离感染源与切断感染渠道。

 

 

 

 

 

 

所有跟帖: 

有意思,你提出了一个群体免疫的新的观察角度。 -solo1- 给 solo1 发送悄悄话 (282 bytes) () 05/05/2020 postreply 18:28:26

说的很有道理。因为15%是目前的观察值(经验值),隔离效应应该已经包括在里面了。 -LingYuan- 给 LingYuan 发送悄悄话 LingYuan 的博客首页 (158 bytes) () 05/05/2020 postreply 18:54:20

我现在更关心的是交叉感染问题 -ephd- 给 ephd 发送悄悄话 ephd 的博客首页 (551 bytes) () 05/05/2020 postreply 19:21:04

这确实是一个新的课题。据报道,目前有4000多个变种。但基本认为对发展疫苗没有影响,万变不离其宗吧。 -LingYuan- 给 LingYuan 发送悄悄话 LingYuan 的博客首页 (69 bytes) () 05/05/2020 postreply 19:26:34

群体免疫的前提:得过以后不会再被感染。问题这个免疫的强弱持续时间,目前木人知道哈。 -pickshell- 给 pickshell 发送悄悄话 (0 bytes) () 05/06/2020 postreply 04:55:33

这些确实是值得进一步思考与研究的问题 -LingYuan- 给 LingYuan 发送悄悄话 LingYuan 的博客首页 (492 bytes) () 05/06/2020 postreply 05:53:02

谢谢分享。 -xiaochu3- 给 xiaochu3 发送悄悄话 (0 bytes) () 05/06/2020 postreply 06:20:14

谢谢光临! -LingYuan- 给 LingYuan 发送悄悄话 LingYuan 的博客首页 (0 bytes) () 05/06/2020 postreply 10:42:04

谢谢分享,虽然我不懂,但觉得作者好厉害。 -难忘初心- 给 难忘初心 发送悄悄话 (0 bytes) () 05/06/2020 postreply 08:01:35

谢谢您,非常赞赏你精湛的医术和时时为患者着想的精神! -LingYuan- 给 LingYuan 发送悄悄话 LingYuan 的博客首页 (0 bytes) () 05/06/2020 postreply 10:44:43

2.25%对人口密度大的城市可能有推测意义,对人口密度相对小或者人口结构比较特别的地方,这个推测用指标可能需要调整。 -又馨- 给 又馨 发送悄悄话 又馨 的博客首页 (0 bytes) () 05/06/2020 postreply 08:03:01

同意!人口基数小或者特殊群体(例如监狱),会缺乏或有不同的统计规律。 -LingYuan- 给 LingYuan 发送悄悄话 LingYuan 的博客首页 (213 bytes) () 05/06/2020 postreply 10:48:35

68%是上世纪20年代麻疹的群体免疫比例,用了20年才统计出来 -红泥小火炉- 给 红泥小火炉 发送悄悄话 (152 bytes) () 05/06/2020 postreply 09:24:15

麻疹的Ro非常高(10-15?),接种率应该90几才可以,还要100%有效。不然不行。 -LingYuan- 给 LingYuan 发送悄悄话 LingYuan 的博客首页 (0 bytes) () 05/06/2020 postreply 10:51:19

请问中国去年的非洲PIG病毒,是不是很彻底的群体免疫了?猪都有抗体没事了?听说现在中国肉还是稀罕货。 -邮政编码279- 给 邮政编码279 发送悄悄话 (1490 bytes) () 05/10/2020 postreply 07:53:49

哎哟费这事,猪温是屏蔽词,不让说猪肉,我只想问问猪群体免疫了没有!百分之80肯定有了吧? -邮政编码279- 给 邮政编码279 发送悄悄话 (0 bytes) () 05/10/2020 postreply 07:59:50

猪和人"社会:"习惯完全不同 -LingYuan- 给 LingYuan 发送悄悄话 LingYuan 的博客首页 (0 bytes) () 05/11/2020 postreply 01:23:14

猪和人的"社会习惯很不一样,自身免疫力vs.各自病毒也不一定一样。不能套用 -LingYuan- 给 LingYuan 发送悄悄话 LingYuan 的博客首页 (0 bytes) () 05/11/2020 postreply 01:21:41

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