研究表明,需要通用疫苗来预防未来的COVID-19浪潮
南非COVID-19动态模型揭示了令人关注的主要SARS-CoV-2变体的流行病学特征,并强调了它们引发进一步疫情的可能性。发表在eLife研究人员的发现突出表明,需要更积极主动地规划和准备未来的关注变种(VOCs),包括开发一种可以阻止SARS-CoV-2感染并预防严重疾病的通用疫苗。
与许多地方一样,到2022年2月,南非经历了由原始(或祖先)SARS-CoV-2病毒和三种VOCs-beta、delta和omicron引起的四次不同的大流行浪潮。
美国纽约哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院流行病学助理教授Wan Yang解释说:“这些反复出现的大流行浪潮是由新的VOCs驱动的,这些VOCs侵蚀了之前因感染或接种疫苗产生的免疫,增加了传播性,或两者兼而有之。尽管实验室和实地研究提供了深入的见解变体流行病学特征,量化每种VOC的免疫侵蚀程度和传播性变化是具有挑战性的。”
为了更好地了解不同COVID-19 VOCs的特征,该团队开发了一种数学模型利用2020年3月至2022年2月底南非9个省份的每周病例和死亡数据,重建SARS-CoV-2的传播动态。
他们使用三个独立的数据集验证了他们的模型,发现随着时间的推移,估计的累积感染率大致与血清学数据相匹配,估计的感染数量与由祖先、β、δ和omicron变体引起的所有四次大流行浪潮的住院人数相匹配。模拟感染数也与死亡率从祖先,β和δ波,但对omicron较少,因为在这个阶段之前的感染和接种疫苗减少了受感染的人遭受致命后果的人数。
利用出现新变异体delta和omicron时出现的数据,该模型还能够在实际观测到由这些VOCs引起的病例和死亡高峰之前,回顾性地预测delta波和omicron波。研究小组发现,该模型准确预测了九个省份中大多数省份的其余病例和死亡轨迹。
在验证了他们的模型之后,他们用它来估计每种VOC的流行病学特征,包括感染检出率、感染病死率、人群易感性和传播性,并在各省之间比较这些动态。然后,这些“模型推断估计”用于量化每种VOC的免疫侵蚀和传播性的增加。
他们发现,β变体削弱了大约65%以前感染过祖先SARS-CoV-2的人的免疫力,并且比原始病毒的传染性高35%。这一发现得到了在一项疫苗试验中被感染过的参与者的经验的支持,他们对β变异的易感性与之前没有感染过的参与者相似。
对delta的估计在不同省份有所不同,但总体而言,这种变体削弱了先前感染或接种疫苗的免疫力约25%,传播力增加了50%。这与报道的印度德里三角洲疫情期间27.5%的再感染率一致。
最后,对欧米克隆的估计有所不同,但始终强调其已知的传性高于以前的VOCs。作者估计,omicron的传染性比祖先的SARS-CoV-2高出约95%,并侵蚀55%的免疫力(先前感染和接种过疫苗)。
这些结果表明,先前对SARS-CoV-2的高免疫力并不能排除新的COVID-19疫情,因为先前的感染和目前的疫苗接种都不能完全阻止新变种的感染。
Yang和合著者、哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院气候与健康项目教授兼主任Jeffrey Shaman说,自大流行开始以来,已经出现了令人关注和兴趣的多种SARS-CoV-2变体,预测未来病毒突变的频率和方向,特别是免疫侵蚀的水平、传播力的变化和先天性疾病的严重程度,具有挑战性。
他们补充说,到目前为止,VOCs除α外产生了一定程度的免疫侵蚀,后来VOCs类似δ而且ο与之前的变体在基因上更不同,使它们更有能力引起再次感染,尽管之前的暴露和接种了不同的疫苗。鉴于这种模式,作者提出了一种可以阻断SARS-CoV-2的通用疫苗感染,并预防严重的疾病,是迫切需要的。