VaxEstim贝叶斯模型快速评估麻疹-腮腺炎-风疹疫苗接种覆盖率的验证研究：基于真实世界暴发数据的交叉验证

本刊推荐：为应对疫情初期疫苗接种率评估延迟问题，研究人员开发了VaxEstim贝叶斯模型，通过早期病例数据快速估算MMR疫苗覆盖率。验证研究显示，该模型在俄亥俄州麻疹暴发中预测的两剂MMR覆盖率为53.0%（95% CrI 21.0–77.0），与实际观测值42.4%高度吻合，为突发公共卫生事件的快速响应提供了创新技术支撑。

　　

在全球范围内，麻疹仍是威胁公共健康的重要传染病，尽管安全有效的疫苗已面世数十年，但疫苗接种覆盖率不足仍导致疫情反复暴发。世界卫生组织（WHO）提出消除麻疹的目标，即特定地区连续12个月无本土传播，但这一目标面临挑战：2022至2023年间，全球麻疹病例数增长20%，暴发国家从36个增至57个。问题的核心在于，传统评估疫苗接种覆盖率的方法存在明显局限——行政报告依赖过时或不全的数据，家庭调查存在回忆偏倚，免疫信息系统（IIS）记录不完整，而学校入学记录可能高估覆盖率。这些方法无法在疫情早期快速、准确地识别免疫空白，导致公共卫生响应滞后。

在这一背景下，Rosemary A. Martoma、Joshua C. Martoma和Maimuna S. Majumder开发了VaxEstim这一贝叶斯模型，旨在利用疫情早期极有限的病例数据（如发病日期）和病原体特定参数（如序列间隔和疫苗有效性）快速估算暴露人群的疫苗接种覆盖率。该模型在2022–2023年俄亥俄州哥伦布市麻疹暴发期间进行了初步应用，预测两剂麻疹-腮腺炎-风疹（MMR）疫苗覆盖率仅为53.0%，远低于当地公共卫生部门估计的80–90%。然而，这一预测是否可靠？能否在真实世界中得到验证？为此，研究团队开展了一项横断面验证研究，成果发表于《The Lancet Regional Health - Americas》。

研究团队利用一家大型儿科初级保健网络（PCN）的电子医疗记录，提取了133,476名15岁以下儿童的数据，其中暴发暴露人群被定义为居住在哥伦布市、索马里裔、在该网络接受服务的9864名儿童。主要验证方法包括：以2022年10月8日（模型推断的暴发起始日）为时间节点，依据美国疾控中心（CDC）标准判定两剂MMR疫苗接种状态（首剂MMR1≥12月龄接种，第二剂MMR2≥28天后接种）；采用统计比较（风险差异、95%置信区间CI）、模型性能指标（平均绝对误差、均方误差）评估VaxEstim预测值与实际观测值的一致性；并进行了年龄分层、剂量分层和族裔分层分析。

研究结果通过多个维度呈现：

验证VaxEstim预测在暴发暴露人群中的准确性：实际观测的两剂MMR覆盖率为42.4%（4181/9864，95% CI 41.4–43.4），与模型预测值53.0%（95% CrI 21.0–77.0）高度吻合，虽然点估计略高，但不确定性区间广泛重叠。模型性能指标显示误差较低（平均绝对误差0.106，均方误差0.0113），证实了其在早期阶段的实用性。

评估模型在整体PCN人群中的表现：全人群两剂覆盖率为43.6%（58,247/133,476），与暴露人群无显著差异（风险差-1.4%，p=0.009），且同样落在预测区间内，说明模型适用性不限于特定亚群。

年龄分层主要分析：在7-15岁年龄组中，两剂覆盖率随年龄增长下降（从64.2%降至52.4%），提示随年龄增长疫苗接种延迟累积现象。

剂量分层主要分析：暴露人群中，零剂覆盖率为29.7%，任何剂次为70.3%，为两剂覆盖率提供了合理上下界。

族裔分层次要分析：索马里裔儿童在4-6岁年龄组的两剂覆盖率显著低于同侪（差值为-9.4%至-11.2%，p<0.0001），凸显了该群体的免疫差距。

研究的讨论部分强调，VaxEstim是全球首个经外部验证的、基于极早期数据快速估算疫苗覆盖率的模型。其核心优势在于仅需病例发病时间和病原体参数，无需暴露人群的详细人口学特征或完整登记数据，即可在疫情初期提供关键信息——这对于在传统数据滞后情况下指导针对性干预（如强化接种、资源调配）具有重要意义。宽泛的可信区间反映了早期阶段的不确定性，但模型仍成功捕捉到显著的低免疫状态（远低于群体免疫阈值93%），揭示了聚合数据可能掩盖的局部免疫空白。

研究也指出了若干局限：PCN数据可能高估实际覆盖率（因仅涵盖接受医疗服务者）；族裔分类依赖登记字段，可能存在误判；模型应用于其他疾病需重新验证病原体参数；未对多重比较进行校正。尽管如此，VaxEstim为公共卫生实践提供了可扩展、易实施的工具，尤其在麻疹消除形势脆弱的当下（如美洲地区虽于2024年重获消除认证，但美国德克萨斯州等地仍暴发疫情），此类工具有助于及时发现高风险人群，避免疫情失控。结合文化适应性和公平性策略，VaxEstim有望增强疫苗可预防疾病的早期控制能力，支撑全球消除麻疹的努力。