目的 麻疹-腮腺炎-风疹(MMR)疫苗接种后,麻疹抗体水平会下降,这引发了对个体保护和群体免疫(Herd immunity)维持的担忧。在芬兰,MMR疫苗接种始于1982年,自20世纪80年代末以来仅观察到零星病例。这表明极高比例的个体不太可能传播麻疹。研究人员通过推断足以中断麻疹传播的抗体阈值,来检验群体免疫的可持续性。方法 研究利用了芬兰一个MMR接种队列中157名个体在1987年至2012年(年龄6-31岁)的第二剂MMR疫苗接种后收集的麻疹抗体数据,共8轮采样。抗体浓度根据采样轮次的不同,使用血凝抑制试验(Haemagglutination inhibition assay, HI)和/或酶免疫分析法(Enzyme immunoassay, EIA)进行测量。研究人员估算了疫苗接种后的抗体下降情况,并将其外推至研究年龄范围之外,以预测2022年芬兰人群中超过候选抗体阈值的比例。通过将该比例与维持麻疹疫情消失所需的关键比例进行比较,评估了阈值的充分性。结果 平均随访时间超过20年,获得了68%的潜在样本。13岁后,抗体水平缓慢或非常缓慢地下降,其第一和第二半衰期分别为10年和20年,或22年和67年。未确定一个唯一的阈值。然而,麻疹疫情的持续消失表明,抗体水平下降非常缓慢和/或用于中断传播的抗体阈值较低(< 120 mIU/ml)。结论 疫苗诱导的针对麻疹传播的保护似乎是持久的。对于群体免疫而言,疫苗接种覆盖率下降构成的风险大于免疫力衰减。
本研究聚焦于评估MMR疫苗接种所诱导的麻疹群体免疫的长期可持续性。麻疹是一种传染性极强的人类病毒,其基本传染数(Basic reproduction number, R
0)通常超过10,这意味着要阻断传播,人群中需有超过90%的个体通过接种疫苗或既往感染获得免疫力,形成“防火墙”人群。尽管欧洲许多国家曾通过有效的疫苗接种计划消除麻疹地方性流行,但自2017年起,麻疹在部分接种覆盖率不佳的国家出现复燃。这种复燃除了与接种覆盖率不足有关外,也可能与接种者免疫力的潜在丧失相关。芬兰于1982年引入两剂次MMR疫苗接种程序,其第一剂覆盖率长期保持在95%及以上,并在20世纪90年代初成功消除了麻疹地方性流行。此后仅报告了散发的输入性病例,且继发传播极为有限,这反映了在持续的低水平暴露下,群体免疫得以维持。
然而,普遍认为基于蚀斑减少中和试验(Plaque reduction neutralizing test, PRNT)测量的120 mIU/ml抗体浓度是预防麻疹感染的保护相关性指标。接种个体中麻疹特异性抗体水平的下降,可能与针对麻疹感染保护力的减弱相关。但评估疫苗诱导的全面保护作用具有挑战性,因为它涉及抗体介导和细胞介导的免疫应答,后者已被证明持续时间更长。更重要的是,本研究定义的“防火墙”人群不仅包括免于感染的个体,也包括即使感染也因免疫应答(如抗体和/或细胞免疫)而极不可能传播麻疹的个体。因此,维持群体免疫意味着这一“防火墙”人群的比例足够大,能够阻断人群层面的传播。研究人员利用芬兰在超过40年的MMR接种项目背景下麻疹疫情持续消失这一事实,结合先前收集的芬兰MMR接种队列的抗体测量数据,旨在推断对应于“防火墙”人群的抗体阈值。
为开展此项研究,研究人员采用了以下几个关键技术方法:首先,利用了芬兰MMR接种队列超过30年的长期纵向血清学随访数据,该队列建立于1982年,研究对象为初始麻疹血清阴性的个体,在6岁接种第二剂MMR后进行多次采样。其次,对使用不同实验室检测方法(早期为血凝抑制试验(HI),后期为酶免疫分析法(EIA))获得的抗体浓度进行了标准化校准,通过估计转换因子(例如,1 mIU/ml(HI)约等于2 mIU/ml(EIA)或3 mIU/ml(PRNT))以确保跨时间和方法的可比性。最后,应用了一种贝叶斯随机效应模型来估算抗体水平随时间的衰减速率,该模型能够分离个体间差异,并基于估算的衰减轨迹,外推预测未来年龄组的抗体水平分布。结合芬兰2022年的人口年龄结构、已实现的疫苗接种覆盖率以及对接种前自然感染年龄组免疫力的假设,研究人员构建了预测模型,以评估在给定候选抗体阈值下,“防火墙”人群的比例是否足以满足群体免疫的需求(即超过90-93.3%的关键比例)。
在研究结果部分,以下小标题和结论得到呈现:
**MMR队列参与者与可用测量数据**:在167名芬兰MMR接种队列的参与者中,有157名在6岁接种第二剂MMR后的随访期间(6至31岁)提供了至少一份血清样本。平均随访时间超过20年,持续参与度高,在21、26和31岁后仍有107人(68%)、92人(59%)和70人(45%)提供样本。共收集了849份样本,占1,256次潜在访视的68%。通过这些数据,研究人员建立了可靠的长期抗体衰减分析基础。
**观察到的抗体浓度**:结果显示,通过HI试验测量的抗体水平随时间下降,在加强接种后不久几何平均浓度(GMC)为4859 mIU/ml[HI],到21岁采样轮次降至430 mIU/ml[HI]。基于EIA的测量值(转换为HI单位进行比较)显示抗体水平从21岁的390 mIU/ml[HI]进一步下降至31岁的331 mIU/ml[HI]。在后期采样轮次中,虽然越来越多的样本低于120 mIU/ml[HI]的常用阈值,但低于120 mIU/ml[PRNT]阈值(右轴)的样本很少。这表明不同检测方法测得的抗体绝对值存在差异,但总体衰减趋势一致。
**抗体衰减的定量估计**:通过贝叶斯模型拟合数据,在基本情景估计中,抗体水平的衰减呈减速模式。从13岁开始,抗体的第一半衰期估计约为10年(从100%降至50%),从23岁开始的第二半衰期约为22年(从50%降至25%)。在仅使用13-31岁数据的“尾部”敏感性分析中,衰减估计更慢,半衰期分别为20年和67年。模型还估计了个体间抗体浓度的变异性和不同检测方法间的校准差异。
**麻疹抗体水平的终身下降预测**:基于模型预测,抗体水平在成年期持续缓慢下降。在基本情景下,若使用120 mIU/ml[HI]阈值,超过该阈值的接种个体比例将在20至26岁之间降至90%以下。若使用更低的阈值(相当于120 mIU/ml[PRNT]的约40 mIU/ml[HI]),该比例在55至80岁之前仍能维持在90%以上。在衰减更慢的“尾部”分析中,保护比例的下降更为缓慢。这说明抗体保护并非绝对,但下降过程非常漫长。
**按针对传播的保护阈值预测的2022年人群水平保护**:研究人员将预测的个体抗体衰减应用于2022年芬兰总人口(结合95%的疫苗接种率及对接种前自然感染人群的免疫假设),以评估不同候选抗体阈值下的“防火墙”人群比例。结果发现,如果使用120 mIU/ml[HI]作为阈值,在基本情景(假设老年人群95%具有免疫力)下,预测的“防火墙”人群比例(88-90%)略低于基于R
0的群体免疫关键比例(90-93.3%)。然而,在“尾部”分析(衰减更慢)并假设老年人群100%具有免疫力的情景下,该比例可达94-96%,足以维持群体免疫。如果使用更低的阈值(约40 mIU/ml[HI],即120 mIU/ml[PRNT]),在所有情景下预测的“防火墙”人群比例均超过94%,远高于群体免疫关键水平。这表明,足以阻断传播的实际抗体阈值很可能远低于120 mIU/ml[HI]。
最后,在讨论与结论部分,研究人员总结指出,在芬兰MMR接种队列中25年随访观察到的麻疹抗体水平减速下降,结合芬兰持续的麻疹疫情消失,支持了MMR疫苗接种能提供针对麻疹传播的长期持久保护这一观点。尽管由于衰减估计的非唯一性,无法确定一个明确的中断传播的抗体阈值,但长期随访和人群数据共同表明,疫苗诱导的保护是长效的。然而,研究也指出了一些局限性,例如不同检测方法带来的校准不确定性,以及不能完全排除早期自然感染暴露对队列抗体水平的潜在影响。
因此,研究得出的核心结论是:在人口层面,维持高疫苗接种覆盖率比关注随时间推移的免疫力衰减更为紧迫。尽管本研究的长期证据有力,但仍不能完全排除在老年人群中需要进行麻疹加强免疫接种的可能性。这一结论对于指导公共卫生政策具有重要意义,即当前首要任务是保持并提高疫苗接种覆盖率,以巩固群体免疫防火墙。