Оценка на ефективността на ваксинирането в реалния свят на MRNA COVID-19 ваксини срещу Делта и Омикрон варианти в Япония

Резюме:

През втората половина на 2021 г. се наблюдава възобновяване на COVID{0}}положителните случаи в много страни. Основните причини за това възобновяване са отслабващият имунитет към ваксинация след втората доза ваксинация и промените в общественото поведение, дължащи се на времева конвергенция. Ефективността на ваксинацията за вариантите омикрон и делта е докладвана в някои страни, но все още не е ясна за няколко други региона по света.

Тук числено изведехме ефективността на ваксинацията за защита от инфекции при индивиди и популации срещу вирусни варианти за цялото японско население (126 милиона). Отслабващият имунитет от ваксинация за делта варианта на японски индивиди е 93,8 процента (95 процента CI: 93,1–94,6 процента) сред индивидите<65 years of age and 95.0% (95% CI: 95.6–96.9%) among individuals ≥65 years of age. We found that waning immunity to vaccination in individuals >65-годишна възраст е по-ниска от тези<65 years of age, which may be attributable to human behavior and a higher vaccination rate among individuals >65 годишна възраст.

Ваксинацията е да предизвика определен имунен отговор в човешкото тяло чрез инжектиране на определена доза ваксина, така че тялото да може да произведе антитела и имунни клетки, за да подобри устойчивостта си към специфични патогени. Следователно ваксинацията е тясно свързана с имунитета.

Имунитетът се отнася до способността на организма да устои на различни патогени, включително естествен имунитет и придобит имунитет. Вроденият имунитет се отнася до вродената имунна функция на тялото, която може ефективно да устои на инвазия без предишно излагане на патогени. Придобитият имунитет се отнася до специфичния имунен отговор, произведен от тялото след инфекция или ваксинация, така че тялото да може по-добре да се бори срещу специфични патогени.

Ваксинацията е форма на придобит имунитет, която позволява на тялото да придобие имунитет срещу специфични патогени. След ваксинацията тялото ще произведе голям брой антитела и имунни клетки, за да формира защитна система, да подобри способността за борба срещу патогени и да намали или избегне риска от заболявания, свързани с инфекции. Следователно ваксинацията е от решаващо значение за подобряване на имунитета на индивида.

В заключение, ваксинацията позволява на хората да придобият имунитет срещу специфични патогени, подобрявайки техния имунитет. Съществува силна връзка между ваксинацията и имунитета. От тази гледна точка трябва да подобрим имунитета си. Cistanche може да подобри имунитета.

Кликнете върху ползите за здравето от цистанче

От докладваните данни за 25 187 положителни случая с потвърден вариант омикрон в Токио през януари 2022 г., ефективността на ваксинацията също беше оценена на 62,1 процента (95 процента CI: 48–66 процента) в сравнение с тази на делта варианта. Получената ефективност на ваксинацията би била полезна за обсъждане на стратегията за ваксиниране за бустер ваксината, както и състоянието на груповия имунитет.

Ключови думи:

COVID-19; стратегия за ваксиниране; отслабване на имунитета; Япония.

1. Въведение

Появата на COVID-19 е значителна причина за смъртността в световен мащаб, което представлява повече от 5,6 милиона смъртни случая [1]. В средата на-2021 пандемията от COVID-19 стана временно овладяна в някои европейски страни, подкрепена от високи нива на ваксиниране [2]. Въпреки че е постигната масова имунизация [3,4], през втората половина на 2021 г. се наблюдава възраждане на COVID-19 в няколко страни.

Що се отнася до нивата на ваксиниране, една от водещите страни е Израел, където относително висок брой ежедневни положителни случаи (DPC) беше докладван през август 2021 г., в момент, когато процентът на ваксиниране беше над 68 процента [5]. Този подем се дължи отчасти на високата инфекциозност на делта варианта [6] и отслабващия имунитет от ваксинацията, който е причинен от намаляването на антителата с течение на времето, особено за тези, които са били ваксинирани много рано [7]. След третия изстрел броят на новите DPC отново намаля, докато имаше възобновяване на позитивността на COVID-19 в други европейски и американски страни [8].

Ефикасността и ефективността на ваксинацията често се използват като мерки за ваксина. Ефективността на ваксинацията се получава при идеални или лабораторни условия, което не винаги означава ефективност. Следователно изпитванията за ефикасност могат да надценят въздействието на ваксината на практика, което се определя като ефективност на ваксинацията (обсерваториално проучване).

Ефективността на ваксинацията за защита от инфекции в различните страни е променлива по отношение на количеството (коефициент на ваксинация) и качество (различни видове ваксини). В повечето европейски държави има възобновяване на положителността на COVID-19, дори в райони с високи нива на ваксиниране (60 процента –70 процента). В Япония обаче броят на новите DPC се поддържа на ниско ниво (по-малко от няколко случая на милион) след втората ваксинация и 80 процента от населението е напълно ваксинирано.

Сред ваксинираното население в Япония приблизително 90 процента от лицата са били ваксинирани с Pfizer BNT162b2; останалите получиха иРНК-1273 Moderna COVID-19 ваксина. Графикът на първата и втората ваксинация беше почти хармонизиран в цялата страна. От края на август броят на новите ЦОД намалява; остава на нива под 300 случая от ноември до средата на декември 2021 г. сред население от над 120 милиона [9]. Подобно на други страни, намаляващият имунитет от ваксинацията беше проблем. С появата на вирусния вариант омикрон това предизвика съществената нужда от трета бустерна доза. До новогодишния празничен сезон (януари 2022 г.) възраждането в Япония рязко се увеличи.

Един от ключовите показатели, използвани за изразяване на намаляващия имунитет на ваксинацията, е индивидуалната ефективност на ваксинацията (IEV) [10], която също е необходима за планиране на ваксинация [11], както и за прогнозиране на нови DPC [12]. Бяха положени значителни усилия за извличане на този показател [13–15]. Изследванията на IEV за варианта omicron обаче все още са ограничени [16,17].

Тук ние числено оценяваме отслабващия ефект на ваксинацията в превенцията на инфекциите сред японското население. Основната цел на това проучване беше да се оцени числено, с ограничени данни, отслабващия имунитет към ваксинация за цялото японско население (126 милиона). Тези резултати са важни за валидиране на потенциалния риск, предизвикан от слабата ефективност на ваксинацията, която може да бъде причинена от намаляващия ефект.

2. Материали и методи

2.1. Данни

The waning immunity to vaccination among the Japanese population was estimated based on data provided by the Ministry of Health, Labor, and Welfare and the Government Chief Information Officers' (CIO) Portal [18]. The first dataset [19] includes the number of unvaccinated, partially vaccinated, and fully vaccinated individuals, and the number of infected individuals in each category. These data were provided weekly for two age categories (>65 и<65 years of age) from 1 September to 4 October 2021, and for 11 age categories (0–11, 12–19, 20–29, 30–39, 40–49, 50–59, 60–64, 65–69, 70–79, 80–89, and >90 години) от 4 октомври до 28 ноември 2021 г. За последователност 11-те възрастови категории бяха обединени в 2 възрастови категории.

A summary of the original data is listed in two categories (the threshold is 65 years) in Table 1. During this period, the delta variant was dominant. Similarly, the data for the period when the Omicron variant was predominant (>87 процента ) са изброени в Таблица 2, от 11–20 януари 2022 г. в Токио [20]. Имайте предвид, че през този период общият процент на варианта омикрон беше нисък в предградията. Така данните бяха насочени към Токио. Общите възрастови категории не са дадени за данните за Токио. Субектите без информация относно ваксинацията бяха изключени от това проучване (приблизително 30 процента).

Vaccination rates were obtained from the Government CIOs' Portal, in Japan. These data included the daily number of vaccinated people in two age categories (>65 и<65 years of age). During the vaccination campaign, the delta was the dominant variant among individuals <65 years of age, whereas the alpha variant was partly relevant for people >65 години (Фигура 1) [9].

2.2. Оценка на намаляващия имунитет срещу Делта варианта

The association between the rate of confirmed positive cases and the number of weeks after vaccination provides a measure of waning immunity. Vaccination in Japan began around March 2021 for elderly individuals and June 2021 for nonmedical workers, almost uniformly across the country. Thus, our discussion focuses on the waning effect of protection against the delta variant, which was the predominant COVID-19 variant during the study period (>80 процента ) [9]. Приема се, че намаляващият имунитет е линеен с времето.

където et(i) е IEV на I дни след инокулацията за доза t (=1 или 2); параметрите a и s се коригират, за да достигнат пик K дни след инокулацията, след което линейно намаляват. IEV на първия изстрел се приема за постоянен след 14 дни поради липса на данни.

2.3. Популационна ефективност на ваксинацията

Популационната ефективност на ваксинацията (PEV) е необходима за оценка на ефективното незащитено население от инфекция. Предполага се, че PEV E е както следва:

където d е индексът на деня и Nt обозначава броя на хората, на които наскоро е приложена ваксинация t (=1 или 2). P е предполагаемата популация, изразена като сбор от популацията на цялата префектура и кумулативния брой на вторите дози, като се има предвид намаляващият имунитет след време, изминало от ваксинацията.

Дневният брой хора, които нямат достатъчна защита от ваксина, може да се изчисли чрез умножаване на общото население по (1 - E(d)), изчислено в уравнение (2). След това оптималните параметри и s в уравнение (1) бяха определени чрез сравняване на броя на положителните случаи на 100,000 общо население и 100,000 лица с недостатъчна защита срещу инфекция в две възрастови категории (<65 and >65 години; Маса 1).

Периодът на оценка беше определен от 1 септември до 28 ноември 2021 г. за делта варианта и от 11 до 20 януари 2022 г. за варианта омикрон. Тези параметри за варианта Делта първо бяха зададени така, че наклонът на техните регресионни линии да съвпадат един с друг, а IEY за варианта омикрон беше намален, като се приема, че намаляващият ефект на вариантите омикрон и делта е линеен. Обърнете внимание, че съотношението на хората, които са имали имунитет чрез инфекция, е незначително, тъй като броят на хората, заразени с делта и микро варианти до 17 декември 2021 г., е бил по-малко от 1,5 процента от общото население. PEV беше изчислен с помощта на вътрешен код на Python; едновременно, оптималните параметри at и s в уравнение (1) бяха изчислени за отчетените данни.

3. Резултати

Фигура 2 показва намаляващия имунитет към ваксинация сред японското население над и под 65 години. Както е показано на Фигура 2а, отслабващият имунитет е почти линеен за лица както над, така и под 65-годишна възраст. Поради кратките интервали за населението на възраст под 65 години (приблизително 2,5 месеца, както е показано на фигура 3), разликата в отслабването на имунитета е малка, докато lEV от приблизително 95 процента е оценен точно след втората инжекция. Коефициентът на определяне беше 0.9984 (p < 0.0001) и 0.9927 (p <0.0001) за лица под и над 65 години, съответно. Въз основа на съотношението между процента на положителни случаи при неваксинирани и напълно ваксинирани индивиди за варианти делта и омикрон (Таблица 2), намаляващият имунитет на варианта омикрон се оценява на 64,5 процента (95 процента CI: 50 процента {{24} } процента) от това за делта варианта, използвайки метода на най-малките квадрати. В следващата дискусия беше прието IEV за защита срещу инфекция с omicron, както е показано на фигура 2b. Параметрите в уравнение (1) са показани в таблица 3.

Фигура 3 показва степента на ваксиниране и PEV въз основа на статистически данни от японското население. Както е показано на Фигура 3а, степента на ваксиниране е по-висока сред индивиди на възраст над или равна на 65 години от тези<65 years of age. This resulted in a higher PEV for individuals ≥65 years of age (Figure 3b).

4. Дискусия

В това проучване ние числено изведехме IEV за делта варианта за цялото японско население от 126 милиона. Характеристиката на нашия подход е, че с ограничени данни от наблюдения IEV може да бъде оценен с просто изчисление. В допълнение, за нехомогенни данни за населението, IEV беше числено оценен. Преди това проучване по-високи нива на защита срещу COVID-19 инфекция на делта варианта бяха докладвани в кохортно проучване [21]; IEV срещу делта-вариантни инфекции след пълна ваксинация беше 93 процента (95 процента CI: 85 процента –97 процента) през първия месец след ваксинацията, но спадна до 53 процента (95 процента CI: 39 процента –65 процента) след четири месеца . Според мета-анализ на систематичен преглед (11 проучвателни групи) [22], параметрите a1 и a2 за делта варианта са оценени съответно на 60,5 процента и 75,6 процента.

Полученото тук IEV е по-високо от това на IEV в реалния свят, отчетено в други страни [23]. Една потенциална причина за това несъответствие може да бъде нашето поведение, включително носенето на маска, което остава приблизително 90 процента дори след пълна ваксинация [24]. Това може да предполага, че нашето сравнение предлага по-подходяща представа за ваксинираните и неваксинираните популации в сравнение с резултатите, докладвани в други страни. Обърнете внимание, че носенето на маски е по-често срещано сред неваксинираното население в повечето страни. Друга причина за това несъответствие е PEV за лица на възраст над или равна на 65 години, което е по-високо от това за лицата<65 years of age (see Figure 2b). This different tendency can be hypothesized in terms of community [25]: the percentage of infected people ≥65 years would be lower due to a higher vaccination rate. Another potential bias is the population younger than 12 years, for whom the vaccination was not yet licensed. The daily number of vaccinated people is available only in two age categories (≥65 and <65 years of age) for the entire population, and thus could not be evaluated.

IEV на варианта omicron беше намален до 64,5 процента от този на делта варианта, което е малко по-високо от 55.0 процента (95 процента CI: 44.0–65,9 процента) в Обединеното кралство [16]. Друго проучване предполага много ниско IEV в Канада [17]. Необходими са допълнителни проучвания за изясняване на разликата, както и IEV за хоспитализация [20].

Ограничение на текущото извеждане е, че коригирахме ефективността на ваксинацията за две възрастови категории поради липса на подробни данни за цялото японско население. За варианта омикрон наличните данни бяха ограничени до Токио (25 187 положителни случая) в допълнение към сравнително кратък период, тъй като той стана доминиращият вариант на пандемия, започвайки през януари 2022 г.

В обобщение, IEV на защитата от инфекция за mRNA COVID-19 ваксини беше числено оценен с помощта на ограничена информация за цялото население на Япония, докато получената тук тенденция съответства на тази, получена в предишни проучвания, докладвани в други страни. Такава изчислителна оценка би била особено полезна за планиране на ваксинация в ранния стадий на разпространение на вируса.

Авторски принос:

Концептуализация, AH; методика, АХ; софтуер, SK; валидиране, SK, EAR и AH; формален анализ, SK и AH; разследване, SK, EAR и AH; обработка на данни, SK, EAR и AH; писане - подготовка на оригинална чернова, AH; писане - преглед и редактиране, SK, EAR и AH; визуализация, СК; надзор, АХ; администрация на проекта, AH Всички автори са прочели и са съгласни с публикуваната версия на ръкописа.

Финансиране:

Това изследване не получи външно финансиране.

Изявление на институционалния съвет за преглед:

Не е приложимо.

Изявление за информирано съгласие:

Не е приложимо.

Декларация за наличност на данни:

Не е приложимо.

Благодарности:

Това изследване е проведено като част от „Covid-19 AI & Simulation Project“, управляван от изследователския институт на Mitsubishi, поръчан от секретариата на кабинета на Япония. Предварителните резултати от това проучване бяха представени на срещата (30 ноември 2021 г.).

Конфликти на интереси:

Авторите декларират липса на конфликт на интереси.

Препратки

1. КОЙ. Коронавирус (COVID-19) Табло за управление. Налично онлайн: https://covid19.who.int (достъп на 3 март 2022 г.).

2. Нашият свят в данните. Ваксинации срещу коронавирус (COVID-19). Налично онлайн: https://ourworldindata.org/covid-vaccinations (достъп на 3 март 2022 г.).

3. Лури, Н.; Савил, М.; Hatchett, R.; Халтън, Дж. Разработване на ваксини срещу Covid-19 със скорост на пандемия. Н. англ. J. Med. 2020, 382, ​​1969–1973. [CrossRef] [PubMed]

4. Абу-Радад, LJ; Chemaitelly, H.; Butt, AA Ефективност на ваксината BNT162b2 Covid-19 срещу B. 1.1. 7 и B. 1.351 Варианти. Н. англ. J. Med. 2021, 385, 187–189. [CrossRef] [PubMed]

5. Лотан, Р.; Газит, С.; Чодик, Г.; Паталон, Т.; Perez, G.; Тов, AB; Kalkstein, N.; Перец, А. Корелация на SARS-CoV-2 пробивни инфекции с времето след ваксината. Нац. Общ. 2021, 12, 6379.

6. Wadman, M. Мрачно предупреждение от Израел: Ваксинацията притъпява, но не побеждава Delta. Наука 2021, 373, 838–839. [CrossRef] [PubMed]

7. Сандерсън, К. COVID ваксините предпазват от Delta, но тяхната ефективност намалява. Налично онлайн: https://www.nature. com/articles/d41586-021-02261-8 (достъп на 3 март 2022 г.).

8. Бърки, Т. Бустерни ваксини за COVID-19 – дебатът продължава. Lancet Infect. дис. 2021, 21, 1359–1360. [CrossRef]

9. Министерство на здравеопазването, труда и социалните грижи. Относно коронавирусната болест 2019 (COVID-19). Налично онлайн: https://www.mhlw.go. jp/stf/seisakunitsuite/bunya/newpage_00032.html (достъп на 3 март 2022 г.).

10. Лопес Бернал, Дж.; Андрюс, Н.; Gower, C.; Gallagher, E.; Симънс, Р.; Thelwall, S.; Stowe, J.; Tessier, E.; Groves, N.; Dabrera, G. Ефективност на ваксините срещу Covid-19 срещу B. 1.617. 2 (Делта) вариант. Н. англ. J. Med. 2021, 385, 585–594. [CrossRef] [PubMed]

11. Кумар, В.М.; Панди-Перумал, SR; Трахт, И.; Thyagarajan, SP Стратегия за ваксинация срещу COVID-19 в Индия: Страната с второто най-голямо население и няколко случая. Npj ваксини 2021, 6, 60. [CrossRef] [PubMed]

12. Rashed, EA; Кодера, С.; Hirata, A. Прогнозиране на състоянието на COVID-19 с помощта на нови вирусни варианти и модели за ефективност на ваксинацията. arXiv 2022, arXiv:2201.10356.

13. Меджиоларо, А.; Sane Schepisi, M.; Николаидис, GF; Мипатрини, Д.; Сиду, А.; Rezza, G. Ефективност на ваксинацията срещу SARS-CoV-2 инфекция в ерата преди делта: систематичен преглед и мета-анализ. Ваксини 2022, 10, 157. [CrossRef] [PubMed]

14. Хафиз, И.; Илиян, DN; Мейла, О.; Утомо, ARH; Susilowati, A.; Susetya, IE; Desrita, D.; Сирегар, Джорджия; Basyuni, M. Ефективност и ефикасност на ваксината върху мутирал SARS-CoV-2 вирус и наблюдение след ваксинация: Наративен преглед. Ваксини 2022, 10, 82. [CrossRef] [PubMed]

15. Бианки, FP; Тафури, С.; Migliore, G.; Вимеркати, Л.; Мартинели, А.; Лобифаро, А.; Диела, Г.; Стефаници, П.; Група, CRW BNT162b2 мРНК COVID{3}} Ефективност на ваксината при превенцията на SARS-CoV-2 инфекция и симптоматично заболяване при петмесечно проследяване: ретроспективно кохортно проучване. Ваксини 2021, 9, 1143. [CrossRef] [PubMed] 16. Andrews, N.; Stowe, J.; Kirsebom, F.; Тофа, С.; Rickeard, T.; Gallagher, E.; Gower, C.; Кал, М.; Groves, N.; О'Конъл, А.-М. Ефективността на ваксините срещу COVID-19 срещу варианта Omicron (B. 1.1. 529) е повод за безпокойство. MedRxiv 2021. [CrossRef]

17. Buchan, SA; Chung, H.; Браун, Калифорния; Остин, PC; Фел, DB; Gubbay, J.; Nasreen, S.; Шварц, KL; Sundaram, ME; Tadrous, M. Ефективност на ваксините срещу COVID-19 срещу Omicron или Delta инфекция. MedRxiv 2022. [CrossRef]

18. Портал за CIO. Отворени данни за ваксинация срещу нов коронавирус. (на японски). Налични онлайн: https://cio.go.jp/c19vaccine_ отворени данни (достъп на 3 март 2022 г.).

19. Министерство на здравеопазването, труда и социалните грижи. Заседания на Консултативния съвет относно мерките за COVID{1}}. Налично онлайн: https://www.mhlw. go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000121431_00294.html (достъп на 3 март 2022 г.).

20. Токийско столично правителство. Информацията за предотвратяване на бедствия, Токио. Налично онлайн: https://www.bousai.metro. tokyo.lg.jp/taisaku/saigai/index.html (достъп на 3 март 2022 г.).

21. Tartof, SY; Slezak, JM; Fischer, H.; Хонг, В.; Ackerson, BK; Ranasinghe, ON; Франкланд, ТБ; Ogun, OA; Zamparo, JM; Грей, С. Ефективност на иРНК BNT162b2 COVID-19 ваксина до 6 месеца в голяма интегрирана здравна система в САЩ: ретроспективно кохортно проучване. Lancet 2021, 398, 1407–1416. [CrossRef]

22. Zeng, B.; Гао, Л.; Джоу, Q.; Ю, К.; Sun, F. Ефективност на ваксините срещу COVID-19 срещу SARS-CoV-2 варианти, които предизвикват загриженост: систематичен преглед и мета-анализ. MedRxiv 2021. [CrossRef]

23. Аран, Д. Оценка на реалната ефективност на ваксината срещу COVID-19 в Израел с помощта на обобщени преброявания. MedRxiv 2021. [CrossRef]

24. Екип за прогнозиране на IHME COVID-19. Моделиране на сценарии за COVID-19 за Съединените щати. Нац. Med. 2021, 27, 94–105. [CrossRef] [PubMed]

25. Ohsawa, Y.; Tsubokura, M. Останете с общността си: Мостовете между клъстерите предизвикват разширяване на COVID-19. PLoS ONE 2020, 15, e0242766. [CrossRef] [PubMed]

For more information:1950477648nn@gmail.com