2010年加利福尼亚州的百日咳疫情是美国过去几十年中最严重的疫情之一。在超过9000个病例中，有10名婴儿死亡，这是自1947年以来该州最多的一次。现在，一项研究表明，家长拒绝为孩子接种疫苗可能在这次疫情以及同期全国范围内该疾病的复苏中发挥了作用。研究发现，百日咳病例高发地区与更多家长寻求法律豁免以选择不为孩子接种疫苗的地区存在显著重叠。
百日咳，或称百日咳杆菌感染，是一种高度传染性的肺部细菌感染，会导致剧烈咳嗽，有时会持续数月。一种名为DTaP（d白喉、t破伤风和a无细胞p百日咳）的联合疫苗可以保护六岁以下儿童免受百日咳侵害，而一种名为Tdap的类似配方则用于保护年龄较大的儿童和成人。先前的研究发现，然而，这两种疫苗都不是由百日咳毒素和其他细菌遗传片段制成的，其效果不如DTP疫苗，DTP疫苗是一种含有完整细菌细胞的制剂；它在1990年代被停止使用。因此，当DTP成为护理标准时，百日咳病例仍然很低——通常每年美国病例少于5000例——但在过去十年中卷土重来。
在许多州，家长可以通过寻求法律豁免来免除公立学校的免疫接种要求，从而选择不为孩子接种疫苗。除密西西比州和西弗吉尼亚州外，所有州都允许宗教豁免，包括加利福尼亚州在内的19个州，根据法律的措辞，提供某种形式的哲学或“个人信仰”豁免。加利福尼亚州的非医疗豁免率从2000年的0.77%增加到2010年的2.33%，一些学校2010年的非医疗豁免率高达84%。
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在9月30日发表在《儿科学》杂志上的这项新研究中，主要作者杰西卡·阿特维尔和她的同事绘制了2005年至2010年幼儿园儿童非医疗豁免的“聚集区”——统计学上不寻常的聚集。研究人员确定了39个此类选择退出的聚集区，其中一个几乎覆盖了整个北加利福尼亚州。在每个聚集区中，所覆盖的区域中，获得豁免的幼儿园儿童的统计学浓度高于聚集区以外的区域。阿特维尔的团队随后使用类似的建模方法来识别两个百日咳爆发聚集区——病例数达到统计学上高于加利福尼亚州其他地区的区域。其中一个聚集区包括2010年5月至10月期间加利福尼亚州中部的大部分地区。另一个聚集区包括2010年7月至11月期间的圣地亚哥县。然后，研究人员分析了这些聚集区的重叠情况。
埃默里大学医学院疫苗中心副教授、资深作者萨阿德·奥马尔说：“我们方法的优势不仅在于找出病例的聚集，还在于聚集重叠的统计学意义。”“这告诉我们，聚集是否是偶然的。”聚集及其重叠都不是偶然的。即使在考虑了包括种族人口统计、人口密度、家庭收入、平均家庭规模、拥有大学学历的居民比例以及在大都市区的位置等人口特征后，非医疗豁免聚集区内的普查区也比百日咳聚集区内的普查区可能性高2.5倍。分析显示，居住在非医疗豁免聚集区内的普查区居民感染百日咳的可能性比聚集区外的居民高20%。
过去的研究已经表明，较弱的疫苗是过去十年中百日咳爆发和流行的驱动因素。新的发现揭示了更多的故事。“这项研究告诉我们的是，如果越来越多的人选择不接种疫苗，”费城儿童医院疫苗教育中心主任保罗·奥菲特说，“那么你将会有越来越大的爆发。”这项研究还支持了奥马尔在2008年领导的一项研究的结果，该研究同样发现，在11年期间，密歇根州的百日咳爆发与非医疗豁免存在重叠。
约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院全球疾病流行病学与控制博士候选人阿特维尔说，很难量化不同因素对百日咳复苏的贡献，这是一个多方面的问题。“有很多因素，包括疫苗免疫力减弱、病例检测增加以及循环菌株的可能变化，”她说，“但我们的研究表明，非医疗豁免和未接种疫苗人群的聚集也可能发挥了作用。”
预防传染病流行的公共卫生努力通常依赖于群体免疫：一个社区中接种疫苗或以其他方式受到疾病保护的人越多，疾病在该人群中传播的可能性就越小。这种方法对于百日咳尤为重要，百日咳几乎与麻疹一样具有传染性，需要约95%的疫苗接种覆盖率才能维持群体免疫。越来越多的家长选择不为孩子接种疫苗会削弱这种免疫力。阿特维尔说：“当你看州或县级数据时，非医疗豁免的增加看起来并不那么显著，但当你看社区范围内的覆盖率时，它远低于某些地区维持群体免疫所需的阈值。”
在2010年的疫情中，未接种疫苗的个体感染百日咳的可能性是接种疫苗者的八倍。但未接种疫苗的个体也对社区构成风险。“这是一个你为自己做的选择，也是一个你为周围的人做的选择，”奥菲特说。“婴儿需要他们周围的人受到保护，以免生病。我们对邻居以及我们自己和我们的孩子负有道德和伦理责任。”
数据显示，豁免在更容易获得的地方更为普遍。在加利福尼亚州，家长目前只需签署一份表格即可获得豁免。一项明年在该州生效的法律要求家长在获得豁免之前与医疗保健提供者会面。加州州议会议员、儿科医生和该法案的发起人理查德·潘说：“我希望这项立法将有助于解决百日咳风险增加的问题，并提高这些地区的免疫接种率。”他说，这项法律可能不会对疫苗拒绝父母群体强大的地区产生太大影响，但他希望更多对免疫接种感到不确定的父母在从医疗保健专业人员那里获得准确信息后，能够意识到其好处。
为孩子拒绝接种疫苗的家长往往对疫苗的安全性和有效性存在误解。“我认为人们不明白我们对百日咳和麻疹等疫苗可预防疾病的控制是脆弱的，”阿特维尔说。“我们需要继续教育人们了解不为孩子接种疫苗的后果。”