据科学家计算,全世界要55亿人注射疫苗,才能扑灭新冠世界蔓延的趋势!这数据是如何计算的?一个初中生也能理解的数学公式。
近日,腾讯新闻联合腾讯医典推出《新冠疫苗科普系列》,和大家聊聊新冠疫苗那些事儿。认真通读全文,保证你必有认识上的重大收获,能消灭你认识上的误区!反正我认真读完收获满满!也欢迎大家文末留言评论,告诉我们关于新冠疫苗你想说的话。
敲黑板,划重点
1虽然人群不需要100%注射疫苗,只要达到一定百分比,就能阻断传播链,从而扑灭疫情。但是本文有一个非常简单的公式,代入公式可知,理论上至少需要全球至少75%的人群注射疫苗才能扑灭疫情。2假如目前全球有5%的人因为感染病毒而有了免疫力,那么依然有70%的人口需要注射疫苗。全球目前有78亿人,也就是约55亿人需要注射疫苗,才能达到群体免疫。这55亿疫苗,对疫苗产能的极大挑战。3理论上来说,在疫情还在快速扩张的情况下,确定对疾病传播最关键的人群,并对其进行疫苗注射,才能提高疫苗接种的效益,因为这能最大程度的减少疾病的扩散。至于哪个人群对疾病传播贡献最大,则需要流行病学数据来决定。4疫苗研发出来,哪怕有优化的疫苗分配方案,到实现群体免疫,也依然有很长的一段路要走,数月至数年。疫苗仅仅是标志着疫情缓慢减轻,并不会像魔法药水般,一下子消失。
截至9月20日,全球新冠病例超过3100万,死亡病例接近100万[1]。
在水深火热的美国,很长一段时间,扑灭疫情的希望仿佛都寄托在了正在研发的疫苗上——
我们要居家办公,直到有了疫苗;
我们要佩戴口罩,直到有了疫苗;
我们要关闭学校,直到有了疫苗。
仿佛所有的恢复正常生活的希望,都会在疫苗研发出来的一瞬间得到实现。
(全球新冠肺炎患者与死亡人数统计。来源:Worldmeter)
日渐疯狂的疫情数字让人们认识到大流行的严重性,也更期待疫苗研发成功、投入使用;期望生活能够完全恢复正常,不再受疫情的困扰。
这场新冠大流行期间,疫苗给了大家多少希望呢?
全文结构如下,保证认真读完必有重大收获
1全球到底需要多少疫苗?2谁优先使用疫苗?3疫苗绝不是魔法水4新冠疫苗有几类呢?5新冠疫苗注射后是否终身有效?6新冠疫苗上市后,普通人能打得起吗?7国外的疫苗质量是否更可靠?要不要等进口疫苗?8接种新冠疫苗有副作用吗?不会反而感染上病毒吧?9中国疫苗研发处于什么样的地位?
一、全球到底需要多少疫苗?
但是,疫苗研发成功之后,依然有一系列实际问题需要考虑和解决:
全球范围内,要注射多少支疫苗,才能有效防控疾病传播?
有限的疫苗生产线下,全球如何分配疫苗,谁优先使用?
让全球人都用上疫苗,大概需要多久?
这个问题关系到之前讨论很火热的“群体免疫”这一概念:人群不需要100%注射疫苗,只要达到一定百分比,就能阻断传播链,从而扑灭疫情。
这个百分比(p),可以根据传染病的特征,进行估算[3]。
p = (R0 – 1)/(R0*f)
这里的R0是基本传染数,f为疫苗的有效率。R0越高,f越小,就需要更多人注射疫苗。
我们目前保守估计新冠的R0≈2.5,假设疫苗有效率为80%。
代入公式,全球至少75%的人群注射疫苗才能扑灭疫情。
如果说,目前全球有5%的人因为感染病毒而有了免疫力,那么依然有70%的人口需要注射疫苗。
全球目前有78亿人,也就是约55亿人需要注射疫苗,才能达到群体免疫。而国内,因为感染率极低,所以依然需要75%的人注射疫苗,也就是约10.5亿人。
二、谁优先使用疫苗?
疫苗有限的生产量、分配和运输冷藏链等现实条件都决定了,疫苗的分配和使用要有规划才能达到最优化——谁先使用疫苗,会最有效益。
这里的效益,可能是减少感染人数或者减少死亡人数,取决于决策者对目标问题的优先程度。
区别是什么?
比如对新冠来说,减少感染人数是要优先考虑高危人群,比如医护工作者,或者学校等人口密集的机构,涉及相对年轻的学龄儿童、青壮年和劳动人群;减少死亡人数则要优先考虑病死率高的人群,比如老年人。
侧重的问题不同,优先注射疫苗的人群就会不同。(注意:这里笔者只是客观的讨论一些流行病的参数来考虑疫苗的人群总体益处,请不要代入伦理学观点来讨论个人命运在疫苗决策中的问题)
理论上来说,在疫情还在快速扩张的情况下,确定对疾病传播最关键的人群,并对其进行疫苗注射,才能提高疫苗接种的效益,因为这能最大程度的减少疾病的扩散。
至于哪个人群对疾病传播贡献最大,则需要流行病学数据来决定。
以研究较多的流感为例[4,5],最大益处减少传播的策略是给学龄儿童接种疫苗,因为儿童中流感的传播很快,并且能把流感带回家庭中,造成更大范围的社区传播。
但对老年人接种流感疫苗,有降低死亡率的直接好处,且老年人在季节性流感中的发病率和死亡率都最高,所以对老年人注射疫苗也是极力推荐的。
遗憾的是,对于新冠,我们目前还没有明确的数据来确定疾病传播最关键的人群(也就是,对超级传播者的特征还没有明确认识),这对美国等疫情传播依然迅速的地区,是很重要的数据。
那对于中国等疫情防控较好的地区,哪个人群比较关键呢?
这种情况下,对疾病负担的评估能帮助决策,比如疾病造成的生命损失、生活质量损失、经济损失。
比如,医护人员以及基本供应链中的必要工作者,在疫情中,是高危人群也是抗疫的关键力量,应该被列为优先等级较高的疫苗接种者。
当然,这里讨论的是依据流行病学参数或目标问题优先性来进行全球决策(而非个体国家决策)。还有很多实际影响因素,比如政治经济文化形态等影响,会导致全球疫苗分配和接种会不按理想化参数进行。举个例子,欧美国家的反疫苗运动非常严重,调查显示,20%-30%的美国人对新冠疫苗不信任,选择不接种[2]。
目前,世界卫生组织和全球疫苗和免疫联盟(GAVI)之间的合作以及流行病预防创新联盟 (CEPI)正在进行非常艰巨的工作,共同努力设计机制,希望通过这种机制,全世界可以公平、公正地获得疫苗[6]。
但疫苗的商业化价值非常高,当前在全球抗疫合作过程中还展现出不少矛盾,疫苗使用的公平公正或许是难以实现的。
这个问题取决于疫苗产能以及供应链。
如前所估计,全球需要约55亿疫苗(其中中国约需要10.5亿),这是对疫苗产能的极大挑战。中国作为疫苗产能大国,每年生产约10亿剂次的疫苗。
新冠病毒的疫苗设计用到很多新技术,也就是说,这些现存的生产设施,并不一定能直接投入使用。目前领先的新冠候选疫苗基本上都是之前疫苗生产中从未使用过的技术[2]。
即使现有的生产设施能全部投入使用,也不能全部拿来生产新冠疫苗,因为也要保证其他重要传染病疫苗的供应。这是全球都面临的问题。
而且,在疫苗生产和供应环节,任何一个供应链出问题,都能直接导致疫苗接种的延迟。有些问题甚至让人觉得匪夷所思。比如,早期美国新冠病毒检测能力很低,一个很大的因素是采样的鼻拭子棉签无法供应。对,就是那小小的棉签,供应不足。
三、疫苗绝不是魔法水
再看一下2009年流感大流行期间发生的实际问题,这是世界最近一次大规模生产疫苗来制止大流行[2,3]。
这个大流感病毒株型是H1N1,通常被称为“猪流感”,疫苗生产商的任务要简单得多,因为每年都要生产相似的季节性流感疫苗,也就是直接将这个大流感H1N1病毒株纳入他们每年生产的季节性流感疫苗中。
尽管在制造流感疫苗方面有很多年的经验,但制造商还是遇到了意外的障碍。大多数流感疫苗是由鸡蛋中生长的病毒制成的,由于某种原因,H1N1菌株最初在鸡蛋中生长不佳,导致疫苗产量极低。
之后,虽然进行了数百万剂的生产,但却没有足够的设施可以将散装疫苗包装到单独的小玻璃瓶中。
当所有疫苗生产商都要竞争玻璃瓶、分装设备等基本用品时,我们就应该意识到,即使克服了高难度技术问题研发出了疫苗,也依然无法及时使用。
当疫苗研发出来,生产和供应,就变成了实实在在的问题。这百年不遇的大流行,相比2009年的流感大流行,规模又大很多,出问题的环节也会更多。
总之,疫苗研发出来,哪怕有优化的疫苗分配方案,到实现群体免疫,也依然有很长的一段路要走,数月至数年。
而在实现群体免疫的过程中,在很长的一段时间内,疫苗仅仅是标志着疫情缓慢减轻,并不会像魔法药水般,一下子消失。如果疫苗的保护力比较弱,比较短,那就意味着疫苗生产和注射都要持续进行,才能维持群体免疫。
写这些,并不是浇灭人们对疫苗的希望,而是正确地认识疫苗在大流行中的实际作用。它依然是对抗病毒的希望,它能保护更多的生命,但我们要有合理的预期,不仅仅是对疫苗研发时间的忍耐,更要对它的到来有足够耐心的等待。
在这等待之中,做好个人防护,就是对自己以及他人的爱护和尊重。
前所未有的,我们的个人行为,也紧紧维系着他人的健康和生命。
四、新冠疫苗有几类呢?
从WHO公布的表格可看到,不同国家、不同研究机构研发的疫苗类型不一。当前,新冠疫苗主要有5种类型,包括灭活疫苗、核酸疫苗、重组蛋白疫苗、非复制型腺病毒载体疫苗、减毒流感病毒载体疫苗。
1.灭活疫苗
灭活疫苗是经典的疫苗制备方法,是在体外培养新冠病毒,然后将其灭活,使之没有繁殖能力,但这些病毒的“尸体”仍能刺激人体产生抗体,使免疫细胞记住病毒的模样。
2.核酸疫苗
核酸疫苗包括DNA疫苗和RNA疫苗。是把人工化学合成的核酸用纳米颗粒包裹,然后注射到人体。核酸疫苗进入人体后,可以产生新冠病毒的蛋白质,刺激人体产生抗体,从而形成对新冠病毒的抵抗力。
3.重组蛋白疫苗
S蛋白是新冠病毒入侵人体细胞的关键“钥匙”。
通过基因工程的方法大量生产新冠病毒的S蛋白或S蛋白中负责结合受体的RBD区域,然后注射到人体内产生抗体,可以阻止新冠病毒侵染人体,抵抗新冠病毒的感染。
4.非复制型腺病毒载体疫苗
腺病毒经过改造后,无害的腺病毒作为载体,像一辆卡车一样,搭载新冠病毒的S蛋白进入人体,刺激人体产生抗体,从而具有抵抗新冠病毒感染的能力。
5.减毒流感病毒载体疫苗
用已批准上市的减毒流感病毒疫苗作为载体,增加一个新冠病毒的蛋白,既可以预防新冠病毒感染,又可以预防流感。
从历史上的传染病疫苗来看,像麻疹、腮腺炎、风疹、小儿麻痹症等减毒疫苗,基本能引起终身保护性免疫。
五、新冠疫苗注射后是否终身有效?
8月25号,一名新冠肺炎康复者自欧洲返回香港后,检测结果再次呈阳性,为第二次感染新冠病毒。患者在第一次感染时产生的抗体,不足以防止第二次感染。
这个案例提示我们,新冠疫苗可能无法提供终身保护。抗体的保护效果也不是终身,本身会衰减,而且衰减速度可能比预想的快。
中国疾控中心首席流行病学专家吴尊友提到,对于冠状病毒这一类病毒来说,人感染以后产生的抗体,能够达到保护效果的时间大约只有6~12个月。
中国工程院院士、军事科学院军事医学研究院研究员陈薇提到,新冠疫苗研发过程中,新冠病毒从分离到现在才半年多,疫苗的有效期有多长,全世界的数据都还不太多。
疫苗的保护性还能持续多久?目前只能根据以往的相似疫苗进行推测,比如埃博拉疫苗,打了第一针6个月后,它的免疫反应会有所下降,6个月左右再打第二针进行增强,能2年有效。这只能作为参考数据。
(来源:北京日报客户端)
不同人疫苗注射后,保护时间长短也会有个体差异。
注射不同类型的疫苗,发挥作用的时间也不一样。
普遍认为,减毒活疫苗要比灭活疫苗发挥作用时间长,但有一定的风险性。灭活疫苗生产简单,相对安全,但作用时间也较短。
六、新冠疫苗上市后,普通人能打得起吗?
因为目前疫苗还没有正式上市,所以还没有价格。目前紧急使用的疫苗,也是通过单位进行,个人并不需要付费。网上出现的疫苗价格,最多只能是推测。
国药集团董事长刘敬桢表示,该公司的灭活疫苗上市后,价格不会很高,预计几百块钱一针。如果打两针的话,价格应在1000块钱以内。
七、国外的疫苗质量是否更可靠?要不要等进口疫苗?
首先需要说明的是,虽然国内之前一些疫苗出现了问题,并不是中国制造疫苗的能力问题,而是质量控制的问题。如果按照严格的生产流程、储存流程操作,中国的疫苗质量不会比外国的差。
从临床试验的进程来看,目前中国的灭活疫苗进展最快。如果有人更信任进口疫苗,希望等待使用进口疫苗,那这个愿望是不现实的。
欧美的疫苗自己尚不能满足自己的需求。美国因为疫情比较严重,政府不但提前预定了本国疫苗公司研制的疫苗,也在满世界购买疫苗,向英国、德国的公司也下了订单。一旦临床研究成功,这些企业需要首先满足目前的订单,根本没有剩余的产能去考虑中国的市场。相反,如果中国的临床进展顺利,美国甚至有可能向中国的企业下疫苗订单。
没有哪家已完成3期临床试验,没有证据表明谁更安全。目前俄罗斯宣布可以优先考虑将批准的疫苗卖给中国等12个国家。对此,应该理解俄罗斯的善意,但对于中国,实际上并不需要。俄罗斯的疫苗目前只完成了76人参与的2期临床,3期临床刚刚开始,如果中国有紧急使用疫苗的需求,可以优先考虑自己的灭活疫苗,毕竟已经有上万人注射过,在安全性上更有底气。
美国的两款疫苗,需要零下20度甚至零下70摄氏度的储存、运输条件,这也不适合运往中国的物流条件。
国家卫生健康委科技发展中心主任郑忠伟此前在接受采访时表示,新冠疫苗属于公共卫生产品,其市场定价只能以成本作为定价依据。疫苗的生产量越大,成本价格就会越低。
八、接种新冠疫苗有副作用吗?不会反而感染上病毒吧?
目前灭活疫苗出现的副作用,包括乏力、发热和疼痛,但程度大多比较轻微。安全性还是不错的。
很多人对疫苗并不了解,尤其是“灭活病毒疫苗”,直觉上认为是把病毒注射进入体内了,接种者有感染病毒甚至传染病毒的风险。这个认识是完全错误的。
在新闻报道中,最先开展的腺病毒载体疫苗,接种者在注射疫苗后需要隔离观察12天。听到这样的消息,一些人就认为是为了避免传染风险,这也是错误的认识。
实际上,临床试验中对参与者隔离,只是为了方便观察和严格记录是否出现不良反应。
九.、中国处于新冠疫苗研发的第一梯队
世界上尚没有任何一款疫苗完成了所有应该进行的临床试验。
根据世界卫生组织的统计,截至9月3日,全球有34种疫苗进入临床试验,在8种处于最后三期临床试验阶段的疫苗中,有4种来自中国。
毫无疑问,我们已经在赛道的第一梯队。
这四款中国的疫苗,一款是北京科兴中维的灭活疫苗;两款属于中国医药集团有限公司(简称:国药集团),也都是灭活疫苗,分别来自武汉生物制品研究所和北京生物制品研究所;还有一款是陈薇院士/康希诺的腺病毒疫苗。
国外的四种疫苗,是牛津大学/阿斯利康的腺病毒载体疫苗,美国莫德纳公司的mRNA疫苗,辉瑞公司/德国BioNTech的mRNA疫苗,以及俄罗斯的腺病毒疫苗卫星-V。
虽然还没有任何一款疫苗完成3期临床试验,但在8月11日,俄罗斯总统普京宣布,该国已经注册批准了世界上第一个新冠疫苗,将于9月将开始批量生产,于10月开始全民接种。
同时,陈薇院士与康希诺合作的疫苗,已经于6月25日被中央军委后勤保障部卫生局批准为“特殊需要药剂”,时效为一年,以备军队的紧急需求;在7月22日,中国也正式启动新冠灭活疫苗的紧急使用。
紧急使用并不等于正式批准上市,严格来说,正式批准需要等到3期临床试验的结果,证明疫苗对接种人群的保护性。