冠状病毒感染后,我们如何知道何时才能恢复正常?
图片由 阿纳斯塔西娅·杰普(Anastasia Gepp) 

作为英国的一部分,第一批人开始在英国和美国接受疫苗 大规模疫苗接种运动 使人们免疫COVID-19。 兴奋正在建立–最终,冠状病毒危机的尽头已经到来。

自2020年50月上旬以来,英国XNUMX所医院中的老年患者和卫生工作者 给予疫苗 由开发 辉瑞和BioNTech。 该疫苗还获得了美国国家药品监督管理局的紧急使用授权。 食品和药物管理局 在美国,目前正在管理优先级较高的人群。

普遍的假设是,辉瑞/ BioNTech疫苗和其他正在研发中的疫苗将降低疾病的严重性,减少SARS-CoV-2病毒的传播,提供种群免疫力并使我们回到COVID之前的时代。

尽管包括我自己在内的科学家们对有效疫苗的前景和恢复正常的前景感到非常兴奋,但谨慎地调动这种热情非常重要。 关于有效疫苗能提供多少保护,向谁提供保护以及持续多长时间仍存在几个问题。

丰收的疫苗

开始大规模疫苗接种计划是结束这一大流行病的重要第一步。 而且它来得比较快。 产生有效的抗传染病疫苗是一个漫长的过程,过去通常需要花费很多年。


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另一方面,今年COVID-19疫苗的研发非常快。 它表明了通过共同努力可以多快地实现科学发展,以及多少意志可以产生这种手段。 2020年期间, 已开发出61种疫苗,其中一些 临床试验,有些报告说对COVID-90的疗效超过19%。 毫无疑问,这一年取得了显着进展。

但是,即使广泛使用,历史上也不能保证疫苗的功效。 真正的根除天花仅一种疾病,而实现这一目标花了200多年。 同时,我们继续忍受脊髓灰质炎,破伤风,麻疹和肺结核等疾病,广泛使用疫苗有助于保护脆弱人群。 因此,我们尚不知道免疫能否彻底摆脱COVID-19。

从推广中学习

还有其他问题,我们也需要答案。

通过在接种组中发生了多少例病例来衡量疫苗在临床试验中的功效。 为了确定整个人群的疗效,还需要进一步详细了解这些病例是轻度还是轻度或重度。

我们还需要明确传播途径–疫苗会阻止无症状的人或具有轻微COVID-19症状的人传播病毒吗? 的 病毒最近再次流行 这表明COVID-19的传播并没有减缓,我们需要一种阻止传播的疫苗来真正结束大流行。 降低严重性的疫苗将防止死亡和医院压倒性增长,但并不能阻止这种传播。

辉瑞/ BioNTech疫苗还是后期试验中的其他疫苗能否实现这一目标,尚难以评估,因为这将需要对所有试验参与者及其接触者进行例行检查,而这在如此庞大的数量中是很难做到的。 相反,随着疫苗在英国和美国的推出,其后效应将受到密切关注,我们将对总体影响有更好的了解。

我们需要了解的另一个方面是疫苗在不同年龄,人口和风险人群中的效果如何。 最后,还有一个问题是免疫将持续多长时间。 接种疫苗后三个月,六个月和十二个月,需要对人们进行观察和追踪,以评估其血液中不同水平的保护性抗体。

造型

我们等不及要找出所有这些问题的答案。 这是在不同疫苗接种情况下可能的流行轨迹进行数学建模的地方。

在整个大流行中,数学建模一直是全球决策的最前沿,因为它使我们能够评估两者的潜在影响。 非药物干预 - 如 锁定 或不同 测试,追踪隔离 策略–和药物干预 例如疫苗或抗病毒治疗.

建模可以帮助我们探索不同水平的疫苗效力和覆盖率(接种人群的百分比)对繁殖数量R(指示人群中的传播率)或COVID-19病例数量的影响,以及死亡人数。 我们还可以探索降低严重性的疫苗,阻止传播的疫苗和同时阻止两者的疫苗之间的潜在差异。 如果将不同水平的冠状病毒限制与不同的疫苗结合使用,我们可以模拟这些结果的变化。

我正在与同事一起回答这些问题,并探讨针对COVID-19的疫苗接种能否避免第三波及随后的浪潮。

目前,我们仍处于疫苗接种运动的初期,我们甚至尚未发布模型的结果。 因此,不幸的是,仍然很难说明年的生活是否会恢复正常。

好消息是,通过将最近在英国和美国开展的大规模疫苗接种运动的结果与数学模型相结合,我们很快就会得到我们需要的一些答案。

我们都应该对有效疫苗的前景感到兴奋,但是我们也应该对我们还没有到这一事实保持警惕。 在到达那里之前,我们需要遵循 COVID-19安全措施 保护自己和他人。

关于作者谈话

Jasmina Panovska-Griffiths,数学建模高级研究员和讲师, UCL

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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