疫苗的有效率和暴露风险的关系

l
libaliu
楼主 (未名空间)

科兴疫苗结果出来后,效果不如预期. 但是有个说法是由于试验环境的感染风险高的不利影响.

邵一鸣应该是比较官方的说法了,他认为,由于“科兴疫苗试验环境的感染风险比辉瑞高3倍,比莫德纳高6倍。一款疫苗显示出保护率数据的高低,不完全取决于疫苗效能,也取决于环境风险。” 因此邵一鸣认为,科兴疫苗实际对普通人群将有更好的保护效
力。

版上的将军当然不认可这个说法,争论半天;有人说“有效性和实验对象的感染风险无关。只要疫苗和安慰组的风险相同就可以了。” 有的说:“病毒低浓度环境疫苗保护
率高,但是高浓度环境保护率就降低,这个可能性是有的 ”。争到最后把哪个学校毕
业的都扯进来了,谁也没有说服谁。把我乐翻了。

大家需要有些科学精神,说来说去没有说到一个关键点上:感染率和高风险是不是等比例关系. 疫苗保护率可能被夸大,也可能被贬低。下面来讨论。

假设在一般民众的生活环境里,一个疫苗的保护率50%:保护率=(1-RR)× 100% = 50%
, 这里RR是相对风险,就是 RR =(疫苗组感染人数)/(placebo组感染人数)

巴西的情况,由于实验在医护人员中进行,疫苗组和安慰组都一样面临高风险, 感染率大于一般人群。

情况一:高风险导致感染人数都增加了,而且疫苗组和安慰组增加比例相同,那么RR是不变的,当然有效率也不变。

情况二:高风险导致安慰组感染翻倍,但是由于疫苗的保护作用,疫苗组感染只增加50%,那么
RR =(1.5 × 疫苗组感染人数)/(2 × placebo组感染人数)= 0.75 * 0.5 = 0.
375; 有效率变成了1-0.375 = 62.5%. 就是说,环境的高风险,试验结果会夸大对于
一般人群的保护率。

情况三:高风险导致安慰组感染人数翻倍,疫苗在高风险环境保护作用降低,疫苗组感染人数翻增加更多, 一倍半,那么
RR = (2.5 × 疫苗组感染人数)/(2 × placebo组感染人数)= 1.25 * 0.5 = 0.
625. 有效率1-0.625 = 37.5%. 就是说,由于环境的高风险,试验结果会贬低疫苗对
于一般人群的保护率。

所以说在高风险环境中的疫苗保护率,是夸大了还是贬低了,不能一概而论。

z
zhegufei2015

呵呵。这有啥稀奇的。流行病公共卫生生物统计常见的Interaction。至于方向,需要
靠study 验证。

【 在 libaliu () 的大作中提到: 】
: 科兴疫苗结果出来后,效果不如预期. 但是有个说法是由于试验环境的感染风险高的不
: 利影响.
: 邵一鸣应该是比较官方的说法了,他认为,由于“科兴疫苗试验环境的感染风险比辉瑞
: 高3倍,比莫德纳高6倍。一款疫苗显示出保护率数据的高低,不完全取决于疫苗效能,
: 也取决于环境风险。” 因此邵一鸣认为,科兴疫苗实际对普通人群将有更好的保护效
: 力。
: 版上的将军当然不认可这个说法,争论半天;有人说“有效性和实验对象的感染风险无
: 关。只要疫苗和安慰组的风险相同就可以了。” 有的说:“病毒低浓度环境疫苗保护
: 率高,但是高浓度环境保护率就降低,这个可能性是有的 ”。争到最后把哪个学校毕
: 业的都扯进来了,谁也没有说服谁。把我乐翻了。
: ...................

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libaliu

上面的计算一般理工科背景就可以懂得,但是居然就是有那么多人各种武断的说法,各执一词,没有一点科学精神。

【 在 zhegufei2015 (bdauidauicda) 的大作中提到: 】
: 呵呵。这有啥稀奇的。流行病公共卫生生物统计常见的Interaction。至于方向,需要
: 靠study 验证。

s
shark

上面最后的应该是情况三,出现的可能行不大吧,疫苗组有保护怎么会比对照组增加的比例多?
l
libaliu

我也倾向于认为情况一,二的可能性更大,就是说高风险环境试验实际上对科兴(或者其他任何疫苗)的有效率要么没有影响, 要么有夸大作用。邵一鸣"科兴疫苗实际对普
通人群将有更好的保护效力"说法不成立. 不过这种对于不同高风险环境的respond实验没有办法做的。所以实际情况怎样没有人知道。

【 在 shark (killer) 的大作中提到: 】
: 上面最后的应该是情况三,出现的可能行不大吧,疫苗组有保护怎么会比对照组增加的
: 比例多?

s
simadong

我觉得更有可能是情况三。可以设想疫苗就好比一道水坝,它能拦截洪水(病毒),但不是无限的,随着病毒浓度增高,打了疫苗的感染会逐渐接近没有疫苗保护的。以致于在极高的病毒浓度情况下,打疫苗和没有打疫苗感染率一样。
所以可以设想,高浓度情况下,疫苗的保护率是逐渐降低直至崩坏的,逆推之下,科兴疫苗在普通状态,保护率会更高。反之,辉瑞莫德纳疫苗的保护率在高感染状态下会降低。
w
wewill2009

我以为这个问题已经讨论清楚了,虽然散在好几个贴子里。

那我就总结性地详细道来。

邵一鸣隐含的意思是RR,在环境变坏几倍的情况下,是明显增加的,而不是所有3种的
》》》》理论性《《《的可能出现的几率都不为0。文中用的一个有名传染病例子是艾
滋病疫苗在泰国的有效率是31%,而在感染率会高达20%的南非是0。他是WHO艾滋病方面的技术专家,也是中国艾滋病防控中心副主任,美国生物科学院fellow。应该不会是乱说的。

巴西的那个有名的研究所的研究中心主任,也是三期负责人,也持有同样的观点。

那个主题里有人提过一个最简单的统计模型。
用的是多次相互独立(或者相互无干扰)的完全相同的接触事件。
但是在某些情况下独立性假设会是很不靠谱的。
稍微修改一下就能说明问题了。仍然用尽可能理想化尽可能简单化的模型。
仍然考虑对照组。
假设100次接触,每次完全同样情况,每次被传染的可能性比较低,0.1%(比如时间短
,半分钟、距离不太近虽然也不是很远。比如5英尺。为了说明根本问题,不放假设6英尺外都是绝对安全距离。)

考虑2种比较极端情况
1.如果每天接触2次。间隔是12小时。那么这两个事件可以说几乎是独立的。几乎没有
累计造成的加强作用。相对很小量病毒的侵犯很有没有滋生的可能(过后消毒,免疫系统对“小剂量”病毒足够强大,等等)。残存的病毒量在下一次接触时几乎完全可以被忽略。各个接触的相互独立性很强。假设疫苗的感染几率是0.01%。
参考组感染率:1-(1-0.1%)^100=9.52%
疫苗组感染率:1-(1-0.01%)^100=0.995%

(1-(1-0.01%)^100)/(1-(1-0.1%)^100)=89.5%

在接触感染风险很弱的情况下,疫苗会增强免疫系统到让疫苗组的感染率很接近0。有
效率会很接近100%。

2.如果那100次接触几乎是连续的(比如每次间隔0.5秒,离开6英尺然后再进入感染区的6英尺范围内),那么病毒会持续浸入,近持续的暴露时间差不多是人在餐馆吃饭的时
间量级,有累计效应,病毒量会增大,降低了比较孤独自我死亡的机会,增加了滋生的机会(被消杀的机会消失,被抗击或者承受能力有限或者下降的免疫系统消灭的机会也减少,等等)。那么这种多次接触,互相加强了不同时间病毒群联合造成了传宗滋生可能性增大。被感染可能性的最大几率值会超过0.1%。

做个参考
https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/if-you-are-sick/quarantine.html

What counts as close contact?

You were within 6 feet of someone who has COVID-19 for a total of 15 minutes or more
You provided care at home to someone who is sick with COVID-19
You had direct physical contact with the person (hugged or kissed them)
You shared eating or drinking utensils
They sneezed, coughed, or somehow got respiratory droplets on you
Steps to take

Stay home and monitor your health

Stay home for 14 days after your last contact with a person who has COVID-19.
Watch for fever (100.4◦F), cough, shortness of breath, or other
symptoms of COVID-19
If possible, stay away from others, especially people who are at higher risk for getting very sick from COVID-19

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libaliu

你假设的这种非线性关系,就更复杂了。在病毒浓度增加但是低于某一个阀值时,疫苗起保护作用,那么由于对照组感染数增加,RR减小。超过这一阀值后,疫苗逐渐失去保护作用,和对照组趋同,RR增大。那么这个阀值是多少?不知道。

【 在 simadong (simadong) 的大作中提到: 】
: 我觉得更有可能是情况三。可以设想疫苗就好比一道水坝,它能拦截洪水(病毒),但
: 不是无限的,随着病毒浓度增高,打了疫苗的感染会逐渐接近没有疫苗保护的。以致于
: 在极高的病毒浓度情况下,打疫苗和没有打疫苗感染率一样。
: 所以可以设想,高浓度情况下,疫苗的保护率是逐渐降低直至崩坏的,逆推之下,科兴
: 疫苗在普通状态,保护率会更高。反之,辉瑞莫德纳疫苗的保护率在高感染状态下会降
: 低。

w
wewill2009


简单化地说:

传染环境强度从0增大到某个阈值时
免疫系统才开始不能抵抗病毒入侵

打了疫苗后,这个阈值提高了

在两个阈值期之间,疫苗有效率是100%。

继续增大强度后,保护率低于100%。

因此,在强度不是很大的一定范围内,有效率一定是(非单调)降低的。

s
shakuras

我老说一下

这句话定性上是没错的,不过定量上风险高一倍,保护率低20%还是低0.01%都靠
一张嘴。

我就瞎说一下,除非抗体滴度比较差,否则降低应该不多。具体来说,自然生病也
有几个月的免疫力,记得两个rna疫苗滴度远比自然生病的高的多,所以多接触几倍
应该问题不大。如果科兴保护的滴度不高,或者随时间效果下降比较快,倒是有可能,不过这一样说明这个疫苗不咋样。前面有人说过科兴做的phase3时间比较长,这个影
响可能还大点

【 在 libaliu () 的大作中提到: 】
: 科兴疫苗结果出来后,效果不如预期. 但是有个说法是由于试验环境的感染风险高的不
: 利影响.
: 邵一鸣应该是比较官方的说法了,他认为,由于“科兴疫苗试验环境的感染风险比辉瑞
: 高3倍,比莫德纳高6倍。一款疫苗显示出保护率数据的高低,不完全取决于疫苗效能,
: 也取决于环境风险。” 因此邵一鸣认为,科兴疫苗实际对普通人群将有更好的保护效
: 力。
: 版上的将军当然不认可这个说法,争论半天;有人说“有效性和实验对象的感染风险无
: 关。只要疫苗和安慰组的风险相同就可以了。” 有的说:“病毒低浓度环境疫苗保护
: 率高,但是高浓度环境保护率就降低,这个可能性是有的 ”。争到最后把哪个学校毕
: 业的都扯进来了,谁也没有说服谁。把我乐翻了。
: ...................

s
simadong

可以是线性也可以是非线性。
感染对个人而言是个u函数,过了阈值就感染,反之则不感染。每个人的阈值不一样,
集合起来应该是一条连续单调的光滑曲线。
如果把病毒浓度作为横轴,感染率作为纵轴。那有无疫苗的感染曲线都是单调递增曲线,如果疫苗有效的话,其对应曲线应该在无保护曲线之下,但是在极高病毒浓度时两者趋近为一。如果把无保护曲线简化为一条对角直线,那疫苗曲线可以是横截为正的直线,但是斜率大于无保护曲线,或者也是起始于原点的一条凸曲线(convex),在高病毒浓
度情况下斜率也大于无保护曲线。

两种情况下,在高浓度病毒环境下,疫苗曲线的感染率增速都高于无保护曲线,因此就是我说的第三种情况,科兴疫苗很有可能在正常病毒浓度下,其保护率会大幅增加,反之德国-辉瑞疫苗,莫德纳疫苗在高浓度情况下,保护率会大幅减少。

从对照组的感染率来看,德国-辉瑞疫苗和莫德纳疫苗都远低于美国总人群感染率,说
明其实验环境在感染曲线偏左下端,都未能进入正常感染区部位。而科兴疫苗在巴西的感染率(~3%)要高于巴西人群的感染率(5.5MM cases as of Oct 31 vs.213MM total
population ),处于曲线的上部,疫苗感染曲线的斜率应大于无保护感染曲线的斜率。

【 在 libaliu () 的大作中提到: 】
: 你假设的这种非线性关系,就更复杂了。在病毒浓度增加但是低于某一个阀值时,疫苗
: 起保护作用,那么由于对照组感染数增加,RR减小。超过这一阀值后,疫苗逐渐失去保
: 护作用,和对照组趋同,RR增大。那么这个阀值是多少?不知道。

t
tamuer

科兴的phase 3在巴西明显更短,因为接种对象是一线医护人员

【 在 shakuras (doskey) 的大作中提到: 】
: 我老说一下
: 这句话定性上是没错的,不过定量上风险高一倍,保护率低20%还是低0.01%都靠
: 一张嘴。
: 我就瞎说一下,除非抗体滴度比较差,否则降低应该不多。具体来说,自然生病也
: 有几个月的免疫力,记得两个rna疫苗滴度远比自然生病的高的多,所以多接触几倍
: 应该问题不大。如果科兴保护的滴度不高,或者随时间效果下降比较快,倒是有可能,
: 不过这一样说明这个疫苗不咋样。前面有人说过科兴做的phase3时间比较长,这个影: 响可能还大点

s
simadong

两者时间差不多长。

【 在 tamuer (hoho) 的大作中提到: 】
: 科兴的phase 3在巴西明显更短,因为接种对象是一线医护人员