2010年加利福尼亞州的百日咳疫情是美國過去幾十年中最嚴重的疫情之一。在超過9000個病例中，有10名嬰兒死亡，這是自1947年以來該州最多的一次。現在，一項研究表明，家長拒絕為孩子接種疫苗可能在這次疫情以及同期全國範圍內該疾病的復甦中發揮了作用。研究發現，百日咳病例高發地區與更多家長尋求法律豁免以選擇不為孩子接種疫苗的地區存在顯著重疊。
百日咳，或稱百日咳桿菌感染，是一種高度傳染性的肺部細菌感染，會導致劇烈咳嗽，有時會持續數月。一種名為DTaP（d白喉、t破傷風和a無細胞p百日咳）的聯合疫苗可以保護六歲以下兒童免受百日咳侵害，而一種名為Tdap的類似配方則用於保護年齡較大的兒童和成人。先前的研究發現，然而，這兩種疫苗都不是由百日咳毒素和其他細菌遺傳片段製成的，其效果不如DTP疫苗，DTP疫苗是一種含有完整細菌細胞的製劑；它在1990年代被停止使用。因此，當DTP成為護理標準時，百日咳病例仍然很低——通常每年美國病例少於5000例——但在過去十年中捲土重來。
在許多州，家長可以透過尋求法律豁免來免除公立學校的免疫接種要求，從而選擇不為孩子接種疫苗。除密西西比州和西弗吉尼亞州外，所有州都允許宗教豁免，包括加利福尼亞州在內的19個州，根據法律的措辭，提供某種形式的哲學或“個人信仰”豁免。加利福尼亞州的非醫療豁免率從2000年的0.77%增加到2010年的2.33%，一些學校2010年的非醫療豁免率高達84%。
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在9月30日發表在《兒科學》雜誌上的這項新研究中，主要作者傑西卡·阿特維爾和她的同事繪製了2005年至2010年幼兒園兒童非醫療豁免的“聚集區”——統計學上不尋常的聚集。研究人員確定了39個此類選擇退出的聚集區，其中一個幾乎覆蓋了整個北加利福尼亞州。在每個聚集區中，所覆蓋的區域中，獲得豁免的幼兒園兒童的統計學濃度高於聚集區以外的區域。阿特維爾的團隊隨後使用類似的建模方法來識別兩個百日咳爆發聚集區——病例數達到統計學上高於加利福尼亞州其他地區的區域。其中一個聚集區包括2010年5月至10月期間加利福尼亞州中部的大部分地區。另一個聚集區包括2010年7月至11月期間的聖地亞哥縣。然後，研究人員分析了這些聚集區的重疊情況。
埃默裡大學醫學院疫苗中心副教授、資深作者薩阿德·奧馬爾說：“我們方法的優勢不僅在於找出病例的聚集，還在於聚集重疊的統計學意義。”“這告訴我們，聚集是否是偶然的。”聚集及其重疊都不是偶然的。即使在考慮了包括種族人口統計、人口密度、家庭收入、平均家庭規模、擁有大學學歷的居民比例以及在大都市區的位置等人口特徵後，非醫療豁免聚集區內的普查區也比百日咳聚集區內的普查區可能性高2.5倍。分析顯示，居住在非醫療豁免聚集區內的普查區居民感染百日咳的可能性比聚集區外的居民高20%。
過去的研究已經表明，較弱的疫苗是過去十年中百日咳爆發和流行的驅動因素。新的發現揭示了更多的故事。“這項研究告訴我們的是，如果越來越多的人選擇不接種疫苗，”費城兒童醫院疫苗教育中心主任保羅·奧菲特說，“那麼你將會有越來越大的爆發。”這項研究還支援了奧馬爾在2008年領導的一項研究的結果，該研究同樣發現，在11年期間，密歇根州的百日咳爆發與非醫療豁免存在重疊。
約翰·霍普金斯大學彭博公共衛生學院全球疾病流行病學與控制博士候選人阿特維爾說，很難量化不同因素對百日咳復甦的貢獻，這是一個多方面的問題。“有很多因素，包括疫苗免疫力減弱、病例檢測增加以及迴圈菌株的可能變化，”她說，“但我們的研究表明，非醫療豁免和未接種疫苗人群的聚集也可能發揮了作用。”
預防傳染病流行的公共衛生努力通常依賴於群體免疫：一個社群中接種疫苗或以其他方式受到疾病保護的人越多，疾病在該人群中傳播的可能性就越小。這種方法對於百日咳尤為重要，百日咳幾乎與麻疹一樣具有傳染性，需要約95%的疫苗接種覆蓋率才能維持群體免疫。越來越多的家長選擇不為孩子接種疫苗會削弱這種免疫力。阿特維爾說：“當你看州或縣級資料時，非醫療豁免的增加看起來並不那麼顯著，但當你看社群範圍內的覆蓋率時，它遠低於某些地區維持群體免疫所需的閾值。”
在2010年的疫情中，未接種疫苗的個體感染百日咳的可能性是接種疫苗者的八倍。但未接種疫苗的個體也對社群構成風險。“這是一個你為自己做的選擇，也是一個你為周圍的人做的選擇，”奧菲特說。“嬰兒需要他們周圍的人受到保護，以免生病。我們對鄰居以及我們自己和我們的孩子負有道德和倫理責任。”
資料顯示，豁免在更容易獲得的地方更為普遍。在加利福尼亞州，家長目前只需簽署一份表格即可獲得豁免。一項明年在該州生效的法律要求家長在獲得豁免之前與醫療保健提供者會面。加州州議會議員、兒科醫生和該法案的發起人理查德·潘說：“我希望這項立法將有助於解決百日咳風險增加的問題，並提高這些地區的免疫接種率。”他說，這項法律可能不會對疫苗拒絕父母群體強大的地區產生太大影響，但他希望更多對免疫接種感到不確定的父母在從醫療保健專業人員那裡獲得準確資訊後，能夠意識到其好處。
為孩子拒絕接種疫苗的家長往往對疫苗的安全性和有效性存在誤解。“我認為人們不明白我們對百日咳和麻疹等疫苗可預防疾病的控制是脆弱的，”阿特維爾說。“我們需要繼續教育人們瞭解不為孩子接種疫苗的後果。”