牛群对冠状病毒免疫的硬数学

畜群免疫力从一个地方到另一个地方各不相同,并且许多因素会影响其计算





很难计算出这种疾病在人群中传播的时间,



虽然目前尚不了解大流行冠状病毒的许多方面,但我们知道的一件事-当病毒的传播开始减缓并最终由于足够多的人会发展而最终停止时,它将结束。他的免疫力。发生这种情况是由于疫苗的出现还是由于疾病的传播-结果,该人群将具有“畜群免疫力佛罗里达大学的纳塔莉·迪恩



说:“一旦免疫水平超过一定的阈值,该流行病就会减少,因为它找不到足够的新人被感染。”



确定冠状病毒的阈值非常重要-但是,在计算必须获得免疫才能使成群免疫出现的确切比例时,仍有许多细微差别,可以保护尚未患病的人。



乍一看,一切都很简单。您唯一需要了解的就是一个感染者平均感染多少人。该值称为R 0。之后,只需将其替换为用于计算牛群免疫阈值的简单公式即可:1-1 / R 0



例如,对于冠状病毒,R 0值为2.5,也就是说,平均每个患者感染两个半人(这是一个普遍的估计)。在这种情况下,冠状病毒的阈值为0.6或60%。也就是说,病毒的传播将加速,直到60%的人口获得免疫。





如果R 0 = 2



此后,病毒将继续传播,但是速度会降低,然后将完全停止传播。正如在您踩下油门踏板后汽车不会立即停止一样,在实现畜群免疫后病毒也不会消失。



“您可以想象,在60%的人口被感染后,感染数量将开始下降。但是,在这种疾病开始消失之前,可能还会有20%的人被感染,”澳大利亚拉筹伯大学的乔尔·米勒



这60%也代表着新的感染阈值,在此阈值之后,新的感染现象(例如,生病的乘客离开船并到达健康的港口,那里已经有成群的免疫力)将迅速消失。





弗吉尼亚理工学院和州立大学的Keith Langwig



,如果足够多的人具有免疫力,该病毒将无处传播。 “这并不意味着你不能生火,但这种爆发只会迅速消失。” 但是,事情变得更加复杂。牛群免疫阈值取决于一个患者实际感染的人数-这个数字可能因地区而异。与农村地区的普通患者相比,住在公寓楼中的普通患者将感染更多的人。所以如果R 0



就冠状病毒而言,世界平均水平将为2.5;在较小规模上,差异将很大。这意味着在某些地方,畜群免疫阈值将大大高于60%,而在某些地方则将更低。哈佛大学的马克·利普希克Mark Lipsich)说:



“我认为冠状病毒的R 0范围比人们想象的要广泛得多。”他为马萨诸塞州和国外的卫生官员提供建议。据他说,在某些城市,这一数字可能是美国平均水平的两倍。 正如R 0变成变量而不是恒定系数一样,不同人获得免疫力的方法也有所不同-这极大地影响了他们的畜群免疫阈值的计算。







研究人员通常在接种疫苗时谈论牛群免疫。这些运动中的许多运动都假设每个人都有相同的机会感染和传播这种疾病。但是,随着感染的自然传播,情况并非总是如此。社会行为的差异使某些人比其他人更容易受到感染。生物差异在感染的可能性中也起作用。苏格兰斯特拉斯克莱德大学的加布里埃拉·戈麦斯Gabriela Gomez)



说:“我们天生就不同,然后,随着我们在一生中积累的不同经验,这些差异也不断累积。” “它影响每个人抵抗病毒的能力。”苏格兰斯特拉斯克莱德大学的Gabriela Gomez









流行病学家将这些变异称为“易感性异质性”,指的是使人们或多或少感染该疾病的差异。



但是,对于疫苗接种运动,这些都是太复杂的细节。耶鲁大学公共卫生学院的弗吉尼亚·皮策尔说:“向人群分发疫苗通常没有考虑人们与他们有多少接触或他们有多容易受到感染-我们只是不知道这一点。”相反,官员们更喜欢极简主义,实际上是给所有人接种疫苗。



但是,由于当前的大流行并不能保证在不久的将来会出现新疫苗,因此敏感性的异质性严重影响了牛群的免疫阈值。



有时,它会提高此阈值。这在养老院中是可能的,那里的普通居民比该国的普通居民更容易感染冠状病毒。



但是在更大范围内,均匀性往往会降低畜群免疫阈值。首先,该病毒感染更多易感人群并传播得更快。但是,为了继续这样做,他需要搬到对他较不敏感的人那里。结果,该病毒的传播变得越来越困难,并且该流行病的增长速度低于根据其初始增长率所预期的速度。



利普西奇说:“第一人很可能会感染最易感染这种病毒的人,而那些不那么易感的人将留在流行病的后半部分-最终,这种感染的应对速度将超出您的想象。”



评估一致性



那么,如当前大流行那样,病毒传播到各处,则畜群免疫阈值低多少?



根据标准模型,大约60%的美国人口将需要接种冠状病毒疫苗或使其生病,以减缓并最终阻止疾病的传播。但是,我采访的许多专家都怀疑自然获得性免疫的阈值实际上较低。



Piczer说:“我相信它将在40%到50%之间。”



利普西奇同意:“如果要求我做一个猜测,我会停在50%的位置。”



所有这些只是从数据中得出的猜测,因为很难量化究竟是什么使一个人更容易感染疾病而另一个人更容易感染疾病。您可能会想到的许多特征(例如,与社会隔绝的程度)可能会每周变化。



利普西奇说:“整个同质性任务只有在人们长期具有同质性的情况下才有效。”



均匀度可能难以评估,但是,它是确定牛群免疫阈值的重要因素之一。 Langwig认为,流行病学界做得不够准确。



她说:“我们对牛群的免疫力有些松懈。” “这种可变性很重要,我们在评估畜群免疫阈值时需要更加谨慎。”



最近的一些工作试图做到这一点。今年6月,《科学》杂志发表了一项使用相当适度的同质性的研究,并估计大多数人群中冠状病毒的CM阈值为43%。但是,该研究的其中一位合着者,斯德哥尔摩大学的汤姆·布里顿Tom Britton)认为,该模型不能说明所有同质性来源。



布里顿说:“我相信差异会更大,而所需的牛群免疫水平的值将低于43%。”



另一项新研究使用不同的方法评估对冠状病毒的敏感性差异,并进一步降低了牛群免疫的门槛。该论文有10位作者,包括Gomez和Langwig,他们估计自然获得的畜群免疫的门槛为20%。如果是这样的话,那么在世界上疾病最严重的地区,他们已经接近这个值。



戈麦斯说:“我们得出的结论是,马德里等受灾最严重的地区可能已经接近牛群的免疫力。”作品的早期版本已于5月份发布,作者现在正在研究更新的版本,预计很快就会发布。它将显示西班牙,葡萄牙,比利时和英国的牛群免疫估计。



但是,许多专家认为这些新研究-并非所有研究都经过同行评审-不可靠。



在5月的Twitter帖子中, Dean强调该疾病的许多基本方面并不确定-从不同条件下的不同R 0到放松社会疏远的后果。因此,没有确切的数字来相信畜群免疫阈值是没有意义的。当大多数人戴着口罩并避开拥挤的地方时,此阈值可能具有一种含义,而当人们放松时,该阈值可能具有更高的含义。



其他流行病学家也对低值表示怀疑。哥伦比亚大学的杰弗里·沙曼(Jeffrey Shaman)说,牛群免疫阈值20%“与呼吸道病毒感染不符。它不适合流感。那么为什么不同的呼吸道病毒又应该有所不同呢?我不明白”。



米勒补充说:“我认为自然获得性免疫的畜群免疫阈值将低于60%,但我看不到任何明显的证据表明该阈值附近。”



最后,真正摆脱冠状病毒大流行的唯一方法是在各地都达到较高的牛群免疫率,而不仅仅是在少数人感染最多的地方。但这只有在疫苗广泛分发后才有可能实现。



同时,为了防止病毒传播和R 0值的最大降低,无论您如何评估畜群免疫阈值都必须遵守社交距离,戴口罩,进行测试并跟踪各地的接触者。



利普西奇说:“如果我知道畜群免疫力值与我所同意的值相差40%至60%,我认为我不会做任何不同的事情。”



萨满祭司还认为,围绕牛群免疫阈值的不确定性以及对它的错误判断所带来的后果,使我们只有一条出路:尽一切可能防止新的感染,直到我们制造出可以安全到达的疫苗为止牛群免疫力。



“问题是,纽约能够承受另一场爆发吗?- 他说。“我不知道,但是我们不要玩这种火。”



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