重新思考群體免疫

全球範圍內“疫苗猶豫”的興起正在改變疾病傳播的格局

埃裡克·柯林斯

2008年1月13日,一名未接種疫苗的七歲男孩從瑞士的家庭旅行返回聖地亞哥。他和他的家人當時並不知道他在旅途中感染了麻疹。回家後一週內他開始生病,直到一週後才確診為麻疹。公共衛生官員緊急評估情況,最終確定,由於無意中輸入了導致麻疹的病毒,他已使聖地亞哥地區的839人暴露於該病毒,其中11人也患上了這種疾病,包括一名因年齡太小而無法接種疫苗的住院嬰兒。

儘管聖地亞哥縣約有95%的兒童已接種了該疾病疫苗,但這一切還是發生了。根據群體免疫的概念,這個比例應該足以控制麻疹並保護那些未接種疫苗的人。那麼,為什麼疫情仍然爆發了呢?隨著人們認為具有良好人群水平保護的地區越來越多地出現可預防疾病的爆發,這個問題變得越來越普遍。

公共衛生研究人員指出,即使在廣泛疫苗接種率很高的情況下,仍有兩個關鍵因素繼續推動麻疹、脊髓灰質炎、百日咳(pertussis)和其他疫苗可預防疾病的流行:越來越多的國內和國際旅行者,以及越來越多的家長選擇不給孩子接種疫苗。


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西雅圖比爾及梅琳達·蓋茨基金會疫苗交付主任奧林·萊文說:“在全球互聯互通的世界中,某些疾病的傳播風險更高。”“傳染病威脅不分國界,也不受國界限制;我們擁有的最佳防線是在世界各地提高疫苗接種覆蓋率,從而建立起虛擬的免疫牆,使病毒無法在任何地方使任何人患病。”

萊文和其他人談到需要同時考慮全球和超本地層面的群體免疫。以那個帶著麻疹回到聖地亞哥的七歲男孩為例。他的父母選擇不給他和他的兄弟姐妹接種疫苗。他上了一所聖地亞哥特許學校,該學校17%的學生的家長簽署了個人信仰豁免表格,選擇讓他們的孩子不參加強制性疫苗接種。因此,雖然整個縣的平均疫苗接種率可能很高,但本地差異很大;在他居住的一些社群,疫苗接種率遠低於實現群體免疫所需的閾值。

實際上,一群未接種疫苗的兒童就像堆積如山的引火物。當受感染的男孩回到家時,他就是點燃這堆引火物的火柴。而燃料使病毒持續足夠長的時間,使其能夠跳到其他脆弱的堆。全球疫苗免疫聯盟(Gavi)執行長塞思·伯克利說:“如果一個社群中爆發了疾病,那麼群體免疫實際上就消失了。”全球疫苗免疫聯盟是一個旨在提高免疫接種機會的公私衛生夥伴關係。

最近的新聞頭條描述了類似的故事:一名未接種疫苗的五歲法國男孩在二月份將麻疹重新引入哥斯大黎加,而美國持續的麻疹爆發是由於受感染的旅行者將病毒從疫苗接種不足的東歐和以色列地區傳播到華盛頓州和紐約州疫苗接種不足的緊密社群。一名三月份從紐約受影響的極端正統猶太教社群旅行的男子在不知不覺中引發了密歇根州東南部的另一次疫情爆發。

今年一月,世界衛生組織將“疫苗猶豫”列為2019年全球十大健康威脅之一,“疫苗猶豫”指的是儘管疫苗可用,但人們仍不情願或拒絕接種疫苗。對疫苗安全性的非理性擔憂,例如現已被駁斥的麻疹、腮腺炎和風疹疫苗會導致自閉症的理論,仍在全球範圍內傳播,行動電話和網際網路的普及加速了這種傳播。

波士頓東北大學的計算流行病學家亞歷山德羅·韋斯皮尼亞尼說:“這種社會傳染病非常重要,並且無法與疾病本身分離。”休斯頓或香港的家長之間的猶豫很可能使加拉加斯或科隆的家長面臨更大的錯誤資訊風險,並使他們所有的孩子面臨更大的感染風險。“我們生活在一個全球互聯互通的世界中,我們在當地所做的事情不可能不產生全球範圍的影響。”

找出易感人群聚集區

麻疹是所有傳染病中最具傳染性的疾病之一。每十個未接種疫苗的人中,大約有九個在接觸該病毒後會感染它。一個人在知道自己被感染之前幾天就可能具有傳染性,這為乘坐飛機或火車,或者至少是充實的社交活動提供了充足的時間。儘管病毒可能不分國界,但它造成的損失在全球範圍內差異很大。發達國家的麻疹死亡率低於0.1%,但在一些貧困國家,麻疹死亡率超過10%,在這些貧困國家,人們可能營養不良或缺乏醫療保健。世界衛生組織稱,在2000年至2017年期間,麻疹疫苗接種預防了全球約2110萬例死亡。

馬塞爾·薩拉特在瑞士的家鄉爆發了2000年代中期的麻疹疫情,正是這次疫情蔓延到聖地亞哥以及奧地利、挪威和其他附近縣,當時他開始思考信念在疫苗可預防疾病傳播中的作用。有訊息稱,許多瑞士父母故意避免讓孩子接種疫苗。

薩拉特是瑞士洛桑聯邦理工學院的數字流行病學家,他一直將病毒的行為納入他的傳染病動力學模型中,但沒有納入人類的行為。但很快他開始意識到,信仰體系也是一個強有力的預測因素。在2008年的一篇論文中,他描述了意見產生的“易感人群聚集區”(例如,疫苗猶豫的父母及其子女聚集地)如何使病毒持續存在並跳到其他聚集區。他在論文中提出,這種現象“有效地降低了群體免疫力”。

在聖地亞哥疫情爆發後的一項調查中,當地選擇不給孩子接種疫苗的父母表示,他們認為接種這些疫苗以預防疫苗可預防疾病是不必要的,因為感染這些疾病的風險很低。畢竟,麻疹在美國於2000年被宣佈消除。全球疫苗免疫聯盟的伯克利說,在美國等國家,“由於疫苗的成功,才出現了猶豫”。相比之下,他說,在當今許多發展中國家,“你可以看到兒童因疫苗可預防疾病而死亡和致殘。當這種情況發生時,當然,父母們——至少是理解科學的父母們——都希望他們的孩子受到保護。”

聯合國基金會全球健康戰略副總裁凱特·多德森補充說:“世界上絕大多數人都希望獲得免疫接種機會。”但她補充說,五分之一想要接種麻疹疫苗的人卻無法獲得。通常,這五分之一的人也聚集在一起,因為他們面臨著共同的政治、經濟或文化挑戰。在剛果民主共和國,每年有180萬兒童錯過了完整的疫苗接種療程,這主要是由於難以到達診所或診所疫苗用完。巴基斯坦和敘利亞部分地區持續不斷的衝突阻礙了許多人獲得疫苗。

疫苗獲取困難的最終結果與疫苗猶豫的結果相似。公共衛生研究人員認為,這兩種障礙都需要解決,因為任何一種障礙都可能造成未接種疫苗人群的地理聚集區,從而成為病毒繁殖的沃土。賓夕法尼亞州立大學大學帕克分校的統計疾病建模師馬修·法拉利說:“他們是拒絕接種疫苗還是未能接種疫苗?從麻疹病毒的角度來看,它不在乎他們為什麼沒有接種疫苗。”他補充說,對於麻疹來說,由於缺乏疫苗接種機會而出現的聚集區“看起來就像一所幼兒園裡擠滿了父母積極拒絕疫苗接種的孩子”。

病毒傳播

伯克利說,錯誤資訊“確實在以光速傳播”。其影響不僅限於麻疹,還涉及其他疾病。伯克利將麻疹稱為“煤礦裡的金絲雀”。由於其高傳染性,當總體疫苗接種率開始下滑時,它通常是第一個出現的可預防疫苗疾病。如果這種趨勢繼續下去,百日咳、破傷風和其他需要較低覆蓋率才能實現群體免疫的疾病的爆發可能緊隨其後。

約翰·霍普金斯大學公共衛生學院的國際衛生學教授布魯斯·李補充說,因此,麻疹是“完美的研究疾病”。它的上升也可能發出警告,表明其他疫苗可預防疾病,如乙型肝炎,其症狀往往不太明顯且更遲出現,“可能正在更悄無聲息、更隱蔽地傳播”。

社交媒體助長的反疫苗接種運動正在阻礙全球範圍內的麻疹疫苗接種工作,包括在印度、以色列、馬達加斯加、委內瑞拉和烏克蘭等國。在奈及利亞北部,根除脊髓灰質炎的工作正因關於疫苗被抗生育劑汙染以及疫苗部署是感染兒童猴痘病毒的陰謀的危險謠言而脫軌。而阻止巴基斯坦一些父母給孩子接種疫苗的,不僅僅是衝突和貧困。在美國開展虛假的乙型肝炎疫苗接種專案以鎖定奧薩馬·本·拉登之後,對疫苗接種運動的不信任感加劇了——並在網上引起了反響。中央情報局曾試圖從奧薩馬親屬那裡獲取DNA,以確認他在突襲阿伯塔巴德大院之前的下落。

還有其他動機在起作用。在2016年美國大選中負責傳播虛假新聞的俄羅斯推特機器人也一直在推動反疫苗錯誤資訊,以進一步促進政治兩極分化。與此同時,一些網站似乎正在透過銷售反疫苗書籍、補充劑和線上研討會來從家長的恐懼中牟利。

所有這些線上疫苗猶豫的討論至少可能有一個一線希望:創造有價值的資料。薩拉特發現,例如,跟蹤推特上的推文可以幫助識別當地疫苗猶豫人群聚集區。來自網際網路搜尋引擎和其他社交媒體網站的資料也提供了大量有用的資料。

將這些行為資料與來自醫療記錄、航班日誌和行動電話的資訊流相結合,可以使模型更有效地預測疫苗可預防疾病的傳播,並更好地有針對性地開展疫苗接種和教育活動。韋斯皮尼亞尼說:“這是一種模擬疾病的方式,更接近於我們對天氣預報所做的事情。”

除了潛伏期長之外,對麻疹等疾病進行建模的另一個困難是近幾十年來的相對稀缺性。韋斯皮尼亞尼說:“現在,不幸的是,我們有足夠的病例和疫情爆發,建模可以成為一種良好的情報。”

為了解釋疫苗覆蓋率的地域差異,這也一直是建模人員的障礙,研究人員現在正在迅速提高其解析度。在四月份發表的一篇論文中,喬納森·莫瑟和同事估計了52個非洲國家5公里乘5公里解析度的疫苗覆蓋率。他們發現,雖然白喉-百日咳-破傷風(DPT)疫苗在非洲的覆蓋率有所提高,但“國家內部和國家之間仍然存在巨大的地域不平等”。華盛頓大學西雅圖健康指標與評估研究所的臨床研究員莫瑟說,更好地定位未接種疫苗人群的聚集區可以改進疾病傳播的模擬。“所有的要素都已具備,”薩拉特補充說,他注意到最近大資料、計算能力和複雜演算法的可用性。“真正的挑戰是將所有東西整合在一起。”

良好政策

政策方法也可能有助於解決疫苗猶豫問題。5月10日,為了應對已使74名兒童患病的麻疹疫情爆發,華盛頓州州長傑伊·英斯利簽署了一項法案,取消了家長以個人或哲學原因為由豁免其子女接種麻疹、腮腺炎和風疹疫苗的能力。美國每個州都允許在醫療必要時豁免。除三個州外,所有州都允許宗教豁免。華盛頓州是允許“個人、道德或其他信仰”豁免的十幾個州之一。

在2018年的一篇論文中,休斯頓貝勒醫學院國家熱帶醫學院院長彼得·霍特茲和他的同事們確定了美國15個縣,由於非醫療豁免率高,這些縣的人口面臨麻疹和其他疫苗可預防疾病的風險。在2019年,這些縣中約有一半報告了麻疹疫情爆發。

即使是2015年加州對所有非醫療豁免的禁令似乎也未能奏效,加州現在又提出了一項法案,該法案將阻止家長為了繞過法律而為了獲得醫療豁免而到處尋醫。

疫苗接種一直是地方或州政府的管轄範圍。1905年,美國最高法院在一位牧師因安全擔憂而拒絕後,維護了馬薩諸塞州劍橋市要求接種天花疫苗的權力。但喬治城大學全球衛生法教授勞倫斯·戈斯汀說,國家和國際層面需要採取更多行動。他在四月份發表的一篇論文中詳細闡述了一項三管齊下的戰略。

他說:“根據憲法,聯邦政府不允許直接告訴各州該怎麼做。”“但它可以根據各州是否符合聯邦標準來決定聯邦資金的條件,在這種情況下,聯邦標準將是取消或大幅收緊所有非醫療豁免。”

他還建議聯邦政府與社交媒體公司合作,“過濾掉關於疫苗的未經科學證實、毫無根據的資訊”,並資助州和地方宣傳活動,以恢復公眾對疫苗安全性和重要性的信心。“這項運動不會指責家長懷有惡意,”戈斯汀說。“我會假設,正如我所假設的那樣,如果大多數父母能夠獲得可靠、可信的科學資訊來源,那麼他們就會做正確的事情並給孩子接種疫苗。”

霍特茲強調了這三個相同的策略,並強調了它們的緊迫性。他一生的大部分時間都花在了開發針對全球被忽視疾病的疫苗上,他說他擔心蔓延的疫苗猶豫會“加劇”瘧疾、登革熱等新疫苗的引入問題。

戈斯汀補充說:“所有正在經歷嚴重疫苗猶豫的國家都應該有一個類似的計劃。”“疫苗是20世紀最偉大的公共衛生成就,我們希望它能延續到21世紀。”

本文經許可轉載,並於2019年6月21日首次發表

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