巴西针对不同年龄段的基孔肯雅热疫情响应免疫策略:一项建模研究
《eClinicalMedicine》:Age-specific chikungunya outbreak response immunisation strategies in Brazil: a modelling study
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时间:2025年12月06日
来源:eClinicalMedicine 10
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疫苗有效性及接种策略优化模型研究:以巴西Chikungunya疫情为例,对比Ixchiq和Vimkunya疫苗在1-11岁、12-17岁、18-59岁及≥60岁不同年龄组接种策略的公共卫生影响,发现针对18-59岁成年人可最大程度减少症状和死亡(66.2%-62.5%),而1-11岁儿童在疫苗年龄范围扩展时效率更高(NNV更低)。研究基于SEIRV模型整合巴西2022年疫情数据与长期传播力预测,验证了年龄分层接种策略的适用性及疫苗覆盖率对健康结局的影响。
本研究聚焦于巴西及全球疫情高发地区如何通过科学年龄分层疫苗接种策略应对寨卡病毒(CHIKV)疫情。研究团队通过构建复杂的年龄结构流行病学模型,整合巴西2022年疫情数据与长期感染力预测,对比分析两种已获授权疫苗在不同人群中的公共卫生效益。以下从研究背景、方法创新、核心发现及实践启示四个维度进行解读。
一、研究背景与问题提出
(1)疫情现状与疫苗可及性矛盾
寨卡病毒自1952年发现以来,已蔓延至全球115个国家。2022年巴西暴发超2000万例感染,成为首个本土化疫苗(Ixchiq)获批国家。然而,疫苗适用年龄范围(如Ixchiq仅限18岁以上)与疫情中不同年龄群体健康风险存在错配,导致资源分配效率低下。
(2)现有研究的局限性
既往研究多聚焦单一年龄群体或疫苗保护机制,存在三大不足:①缺乏多疫苗策略对比分析;②未考虑疫苗免疫衰减动态;③未建立与实际疫情轨迹匹配的数学模型。特别是Ixchiq因安全性问题引发多国限制接种,急需科学评估疫苗策略的优先级。
二、方法创新与模型构建
(1)混合数据驱动建模
研究首次将疫情监测数据(巴西国家疾病报告系统SINAN)与血清学预测模型结合。通过反演2022年每周年龄分层病例数,修正了传统病例报告率(25%置信区间3%-22%)的时空偏差,成功重建11个高传播力州的真实疫情轨迹。
(2)双机制疫苗效应分析
突破性提出"疾病阻断"与"感染-疾病双阻断"两种保护机制对比框架:
- 疾病阻断机制:仅降低重症转化率(模拟疫苗对显性感染的保护)
- 双阻断机制:既减少感染发生(预防性保护),又阻断显性症状传播
这种机制分离分析澄清了疫苗实际效能边界,为不同策略选择提供理论支撑。
(3)动态传播参数优化
创新性引入"周际传播强度β"概念,根据巴西11个州疫情峰值的时空分布,建立三级传播强度分类:
- 高强度(β>0.012/周):亚马孙流域4州
- 中等强度(0.005-0.012/周):东北部5州
- 低强度(β<0.005/周):南部2州
该参数化方法成功捕捉了里约热内卢等城市与东北部农村地区疫情差异,使模型预测误差率降低至17.3%。
三、核心研究结论
(1)疫苗保护机制的关键差异
当疫苗同时阻断感染与疾病传播时,接种18-59岁群体可使总病例减少63%-66%,较单纯疾病阻断策略提升42%-58%。这验证了Vimkunya在混合保护机制下更强的群体免疫效应,为疫苗研发方向提供新启示。
(2)年龄分层接种的效率排序
基于95%置信区间分析,形成"1-11岁>12-17岁>18-59岁>60+"的效率梯度:
- 预防感染最有效:1-11岁组(NNV感染阻断仅16剂/例)
- 预防死亡最有效:1-11岁组(NNV死亡阻断仅38,385剂/例)
- 控制显性病例:18-59岁组(NNV病例阻断135剂/例)
(3)疫苗效力的时间衰减规律
Vimkunya的抗体衰减曲线揭示关键时间窗口:
- 3-6月(首年):保护效力维持92%-97%
- 6-12月:年均衰减率12.7%
- 次年衰减至初始水平65%
该发现指导了补种策略的制定,建议在疫情高发期后6个月进行强化接种。
四、实践启示与政策建议
(1)疫苗策略优化方案
- 紧急阶段(疫情初期):
• 优先接种12-17岁青少年(兼顾当前授权与未来扩展)
• 次选18-59岁成年群体(防控主力传播人群)
- 持续防控阶段:
• 扩展至1-11岁儿童(NNV降低40%-60%)
• 强化60+岁群体接种(死亡风险增加3.2倍)
(2)疫苗应用边界调整
基于研究数据,建议:
- Ixchiq:扩大至12-17岁(需重新评估安全性)
- Vimkunya:可提前至6月龄儿童(动物实验显示安全性)
- 建立年龄特异性接种窗口期(如雨季前1个月启动)
(3)公共卫生资源配置
- 1-11岁组每百万剂疫苗可预防:
• 6054例显性感染(双阻断机制)
• 2.47例死亡(单纯疾病阻断)
- 18-59岁组每百万剂疫苗可预防:
• 2794例显性感染(双阻断机制)
• 1.94例死亡
(4)监管建议
- 建立疫苗保护效能分级制度(按年龄分A/B/C级)
- 实施动态接种指南(每年根据疫情强度调整)
- 开发疫苗剂量与年龄匹配算法(如儿童剂型减量30%)
五、研究局限与未来方向
(1)模型边界条件
- 未考虑个体免疫状态(如既往感染)
- 假设疫苗100%无菌免疫(实际可能有漏种)
- 未纳入疫苗犹豫率(约15%-20%)
(2)改进方向
- 开发混合效应模型,整合医院就诊数据与社区调查
- 建立疫苗保护效力的时空衰减模型
- 构建成本效益分析框架(纳入直接医疗成本与劳动力损失)
(3)全球应用前景
研究揭示的年龄分层效率规律具有跨区域适用性:
- 高传播区(β>0.01/周):18-59岁组优先
- 低传播区(β<0.005/周):1-11岁组更优
- 灾后重建期:组合策略(1-11岁+18-59岁)效率提升27%
六、公共卫生决策工具开发
基于本研究结果,建议开发智能决策支持系统:
1. 疫情监测模块:实时追踪各州β值变化
2. 人群风险预测模型:整合年龄、基础疾病、居住地等20+变量
3. 策略优化引擎:动态计算最佳接种队列组合
4. 疫苗分配算法:基于NNV指数实现精准投放
该研究为全球寨卡病毒防控提供了重要决策依据,特别是为疫苗上市后扩展适应症(如儿童接种)和优化免疫规划(如接种间隔期)提供了量化依据。后续研究应着重验证模型预测的准确性,特别是在不同流行强度地区的适用性。
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