5 月，巴西城市马瑙斯遭受了 COVID-19 的大规模爆发的摧残。医院不堪重负，城市在周围的森林中挖掘新的墓地。但到 8 月，情况发生了变化。尽管在 6 月初放宽了社交距离要求，这个拥有 200 万人口的城市已将其超额死亡人数从每天约 120 人减少到几乎为零。
9 月，两个研究小组发布了预印本，表明马瑙斯夏末 COVID-19 病例的放缓至少部分原因是该社区的大部分人口已经接触过该病毒，现在具有免疫力。巴西圣保罗大学的免疫学家埃斯特·萨比诺和她的同事从马瑙斯的血库中测试了 6,000 多个样本，以检测 SARS-CoV-2 的抗体。
萨比诺说：“我们表明，感染人数真的很高——在第一波疫情结束时达到 66%。”她的团队得出结论，如此高的感染率意味着仍然容易感染该病毒的人数太少，无法维持新的爆发——这种现象称为群体免疫。巴西的另一个小组也得出了类似的结论。
来自马瑙斯的此类报告，以及关于疫情早期受到严重打击的意大利部分地区的类似论点，助长了追求群体免疫的提议。这些计划建议让社会大部分恢复正常，同时采取一些措施来保护那些最容易患上重病的人。支持者说，这实际上是允许冠状病毒自行蔓延。
但流行病学家多次驳斥了这种想法。“向病毒投降”不是一个站得住脚的计划，加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯研究所的免疫学家克里斯蒂安·安德森说。他说，这种方法将导致灾难性的人员伤亡，而且不一定会加速社会恢复正常。“我们以前从未成功做到过，它将导致不可接受和不必要的、难以言喻的人类死亡和苦难。”
尽管受到广泛批评，但这种想法仍在包括瑞典、英国和美国在内的许多国家的政治家和政策制定者中不断涌现。美国总统唐纳德·特朗普在 9 月份对它表示肯定，使用了口误“群体心态”。甚至一些科学家也推动了这一议程。10 月初，一个自由意志主义智库和一小群科学家发布了一份名为《大巴灵顿宣言》的文件。他们在文件中呼吁，对于患严重 COVID-19 风险较低的人，恢复正常生活，允许 SARS-CoV-2 传播到足以产生群体免疫的水平。它说，高危人群，如老年人，可以通过很大程度上未明确的措施得到保护。《宣言》的作者在白宫受到了接见，并引发了《柳叶刀》杂志另一组科学家的反驳备忘录，该备忘录称群体免疫方法是“没有科学证据支持的危险谬论”。
赞成允许病毒在很大程度上不受控制地蔓延的论点，都对群体免疫是什么，以及如何最好地实现它存在误解。在这里，《自然》回答了关于这个有争议的想法的五个问题。
什么是群体免疫？
当病毒无法传播时，就会发生群体免疫，因为它不断遇到受到感染保护的人。一旦足够比例的人口不再易感，任何新的爆发都会逐渐消失。“你不需要人口中的每个人都具有免疫力——你只需要足够的人具有免疫力，”马萨诸塞州波士顿哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的流行病学家卡罗琳·巴基说。
通常，群体免疫被认为是广泛疫苗接种计划的理想结果。人群中高水平的疫苗诱导免疫力有益于那些无法接种疫苗或对疫苗反应不足的人，例如免疫系统受损的人。许多医学专业人士讨厌“群体免疫”这个术语，更喜欢称之为“群体保护”，巴基说。这是因为这种现象实际上并没有赋予对病毒本身的免疫力——它只是降低了脆弱人群接触病原体的风险。
但公共卫生专家通常不会在没有疫苗的情况下谈论群体免疫作为一种工具。“我有点困惑，现在它被用来表示需要有多少人被感染，才能使这种事情停止，”洛桑瑞士联邦理工学院的流行病学家马塞尔·萨拉特说。
如何实现它？
流行病学家可以估计在群体免疫生效之前需要免疫的人口比例。这个阈值取决于基本再生数，R0——香港中文大学传染病流行病学家和数学建模师郭勤安说，在其他方面完全易感、充分混合的人群中，一个受感染个体平均产生的病例数。计算群体免疫阈值的公式是 1–1/R0——这意味着，每个感染病毒的个体感染的人越多，需要免疫的人口比例就越高，才能达到群体免疫。例如，麻疹具有极强的传染性，R0 通常在 12 到 18 之间，这意味着群体免疫阈值为人口的 92-94%。对于传染性较弱的病毒（再生数较低），阈值会较低。R0 假设每个人都容易感染该病毒，但随着疫情的进展，这种情况会发生变化，因为有些人会被感染并获得免疫力。因此，R0 的一个变体，称为R 有效值（缩写为Rt 或 Re），有时用于这些计算，因为它考虑了人口易感性的变化。
尽管将数字代入公式可以得出群体免疫的理论数字，但在现实中，它不是在一个精确的点上实现的。相反，最好将其视为一个梯度，马里兰州巴尔的摩约翰·霍普金斯大学的流行病学家吉普赛姆伯·德苏扎说。而且由于变量可能会发生变化，包括 R0 和易感病毒的人数，群体免疫不是一个稳定状态。
即使在整个人群中达到群体免疫之后，仍然有可能发生大规模爆发，例如在疫苗接种率低的地区。“我们已经在某些国家看到了这种情况的发生，在这些国家，关于疫苗安全性的错误信息已经传播开来，”萨拉特说。“在局部地区，你开始看到疫苗接种率下降，然后你可能会出现局部爆发，即使从数学上讲，你已经达到了群体免疫，但这些爆发也可能非常大。”最终目标是防止人们生病，而不是在模型中达到一个数字。
SARS-CoV-2 的阈值有多高？
达到群体免疫在一定程度上取决于人群中正在发生的事情。郭勤安说，阈值的计算对 R 的值非常敏感。6 月，他和他的同事在《感染杂志》上发表了一封致编辑的信，证明了这一点。郭勤安和他的团队使用 3 月份每日新增 COVID-19 病例的数据，估计了 30 多个国家的 Rt。然后，他们使用这些值来计算每个国家人口的群体免疫阈值。这些数字从巴林的 85%（当时的 Rt 为 6.64）到科威特的 5.66%（Rt 为 1.06）不等。科威特的低数字反映了它正在采取许多措施来控制病毒，例如实施当地宵禁和禁止来自许多国家的商业航班。郭勤安说，如果该国停止这些措施，群体免疫阈值将会上升。
马萨诸塞州波士顿东北大学研究传染病的网络科学家塞缪尔·斯卡皮诺说，像郭勤安的例子中的群体免疫计算是建立在可能无法反映现实生活的假设之上的。“大多数群体免疫计算与行为完全无关。它们假设没有干预措施，没有行为改变或任何类似的事情，”他说。这意味着，如果人们行为的暂时性变化（例如保持社交距离）将 Rt 降低，那么“一旦这种行为恢复正常，群体免疫阈值就会改变。”
对 SARS-CoV-2 阈值的估计范围从 10% 到 70% 甚至更高。但斯卡皮诺说，计算范围下限的模型依赖于关于人们如何在社交网络中互动的假设，而这些假设可能并不成立。低端估计设想，接触人数多的人会首先被感染，并且由于他们有大量的接触者，他们会将病毒传播给更多的人。随着这些“超级传播者”获得对病毒的免疫力，仍在易感人群中的传播链将大大减少。斯卡皮诺说，“结果，你很快就会达到群体免疫阈值”。但如果事实证明任何人都有可能成为超级传播者，那么“人们赖以将估计值降至 20% 或 30% 左右的那些假设就不准确了”，斯卡皮诺解释说。结果是，群体免疫阈值将更接近 60-70%，这正是大多数模型显示的结果（例如，参见参考文献 6）。
安德森说，看看监狱和游轮上已知的超级传播者事件，很明显，COVID-19 最初传播广泛，然后在封闭、未接种疫苗的人群中减缓速度。在加利福尼亚州圣昆廷州立监狱，在疫情得到遏制之前，最终有超过 60% 的人口被感染，因此它并没有像在 30% 的人感染病毒后神奇地停止，安德森说。“没有什么神秘的暗物质可以保护人们，”他说。
约翰·霍普金斯大学健康安全中心的流行病学家凯特琳·里弗斯说，尽管科学家可以估计群体免疫阈值，但他们不会实时知道实际数字。相反，群体免疫只有通过回顾性分析数据才能有把握地观察到，也许长达十年之后，她说。
群体免疫会奏效吗？
许多研究人员说，追求群体免疫是一个坏主意。安德森说：“试图通过有针对性的感染来实现群体免疫简直是荒谬的。”“在美国，可能会有 100 万到 200 万人死亡。”
在马瑙斯，5 月第一周的死亡率飙升至前一年的四倍半。尽管随后人们对 8 月份病例放缓感到兴奋，但数字似乎又在上升。安德森说，这种激增表明，关于马瑙斯人口已达到群体免疫的推测“根本不是真的”。
死亡只是等式的一部分。患上这种疾病的个人可能会遭受严重的医疗和经济后果，许多从病毒中康复的人报告说挥之不去的健康影响。马瑙斯有超过 58,000 人感染了 SARS-CoV-2，因此这意味着很多人类苦难。
在疫情早期，媒体报道声称瑞典正在推行群体免疫策略，基本上是让人们像往常一样生活，但该国卫生和社会事务大臣莉娜·哈伦格伦表示，这种想法是“误解”。哈伦格伦在书面声明中告诉《自然》杂志，群体免疫“是病毒在瑞典或任何其他国家传播方式的潜在结果”，但它“不是我们战略的一部分”。她说，瑞典的方法与大多数其他国家使用的工具相似：“促进社交距离，保护弱势群体，开展检测和接触者追踪，以及加强我们的卫生系统以应对疫情。”尽管如此，瑞典绝不是一个成功的典范——约翰·霍普金斯大学的统计数据显示，该国每 10 万人中的 COVID-19 死亡人数是邻国挪威的十倍以上（每 10 万人 58.12 人，而挪威为每 10 万人 5.23 人）。瑞典的病例死亡率（基于已知的感染人数）也至少是挪威和邻近国家丹麦的三倍。
还有什么阻碍群体免疫？
通过病原体的社区传播来实现群体免疫的概念，是建立在未经证实的假设之上的，即从感染中幸存下来的人将获得免疫力。对于 SARS-CoV-2，某种功能性免疫似乎在感染后随之而来，但“要了解免疫反应的持续时间和影响，我们必须长期跟踪人们，现在还为时过早”，巴基说。
里弗斯说，目前还没有万无一失的方法来衡量对该病毒的免疫力。研究人员可以测试人们是否具有针对 SARS-CoV-2 的特异性抗体，但他们仍然不知道任何免疫力可能持续多久。巴基说，引起普通感冒的季节性冠状病毒会引发免疫力减退，这种免疫力似乎持续大约一年。“假设这种病毒也类似，这似乎是合理的。”
最近几个月，有报道称有人在初次感染后再次感染 SARS-CoV-2，但安德森说，这些再次感染发生的频率以及是否会导致病情减轻仍是悬而未决的问题。“如果被感染的人在一年后再次变得易感，那么基本上你永远无法通过自然传播达到群体免疫，”里弗斯说。
安德森说：“这里没有什么魔法棒可以用。”“我们必须面对现实——我们以前从未通过自然感染一种新型病毒来实现群体免疫，不幸的是，SARS-CoV-2 也不例外。”他说，疫苗接种是实现群体免疫的唯一合乎道德的途径。需要接种疫苗的人数以及接种频率将取决于许多因素，包括疫苗的有效性及其保护的持久性。
人们对社交距离和停工等控制 COVID-19 传播的强制措施感到疲倦和沮丧是可以理解的，但在疫苗问世之前，这些仍然是一些最好的工具。德苏扎说：“我们并非不可避免地都要感染这种病毒。”“有很多理由感到非常乐观。如果我们能够继续采取风险缓解方法，直到我们拥有有效的疫苗，我们绝对可以挽救生命。”
本文经许可转载，并于 2020 年 10 月 21 日首次发表。