ลักษณะทางภูมิคุ้มกันควบคุมการเปลี่ยนแปลงของ COVID-19 ไปสู่การแพร่ระบาด

มนุษย์มักถูกคุกคามจากเชื้อโรคที่เกิดขึ้นใหม่ ซึ่งคร่าชีวิตผู้คนจำนวนมากที่เกิดมา ทศวรรษที่ผ่านมามีความท้าทายหลายประการจากการติดเชื้อไวรัสเฉียบพลัน รวมถึงกลุ่มอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง (SARS) กลุ่มอาการทางเดินหายใจตะวันออกกลาง (MERS) เฮนดรา นิปาห์ และอีโบลา โชคดีที่ทั้งหมดอยู่ในท้องถิ่น เมื่อการกักกันไม่ประสบความสำเร็จในทันที เช่นเดียวกับไวรัสเบต้า โคโรนาสายพันธุ์ใหม่ โรคทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง โคโรนาไวรัส 2 (SARS-CoV-2) (1, 2) เราจำเป็นต้องเข้าใจและวางแผนสำหรับการเปลี่ยนแปลงไปสู่การแพร่ระบาดและ การไหลเวียนอย่างต่อเนื่องโดยมีการเปลี่ยนแปลงความรุนแรงของโรคเนื่องจากวิวัฒนาการของไวรัสและการสร้างภูมิคุ้มกันและการต้านทานของโฮสต์

การติดเชื้อไวรัสเป็นความท้าทายทางการแพทย์ที่ยิ่งใหญ่ที่โลกกำลังเผชิญอยู่ทุกวันนี้ โดยมีลักษณะการเจ็บป่วยที่แพร่หลายและการแพร่เชื้อสูง การติดเชื้อไวรัสเฉียบพลัน โดยเฉพาะโรคปอดบวม กลายเป็นปัญหาสาธารณสุขทั่วโลก ส่งผลกระทบต่อสุขภาพและความปลอดภัยของประชาชนอย่างร้ายแรง

ภูมิคุ้มกันเป็นหนึ่งในอาวุธที่สำคัญที่สุดของเราในการต่อสู้กับการติดเชื้อไวรัส ภูมิคุ้มกันของมนุษย์หมายถึงความต้านทานของร่างกายต่อเชื้อโรค รวมทั้งภูมิคุ้มกันที่มีมาแต่กำเนิดและภูมิคุ้มกันที่ได้มา ภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติ หมายถึง ระบบภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติของร่างกายมนุษย์ ซึ่งสามารถโจมตีเชื้อโรคได้ทันท่วงที ภูมิคุ้มกันที่ได้รับหมายถึงการตอบสนองของภูมิคุ้มกันที่ร่างกายสร้างขึ้นหลังจากสัมผัสกับเชื้อโรค

การติดเชื้อไวรัสเฉียบพลันจะส่งผลต่อภูมิคุ้มกันของร่างกายอย่างมาก ด้านหนึ่ง ไวรัสจะเข้าสู่ร่างกายทางช่องทางต่าง ๆ ทำลายภูมิคุ้มกันปกติของร่างกายมนุษย์ ทำลายสมดุลและการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน และทำให้ภูมิคุ้มกันของร่างกายลดลง ในทางกลับกัน การตอบสนองต่อการอักเสบและการตอบสนองของภูมิคุ้มกันหลังการติดเชื้อไวรัสได้ก่อให้เกิดภาระหนักแก่ร่างกายมนุษย์ ใช้พลังงานและสารอาหารจำนวนมาก ส่งผลให้ร่างกายอ่อนล้าและอ่อนแอ และภูมิคุ้มกันจะลดลงอีก

ดังนั้นการปรับปรุงภูมิคุ้มกันจึงเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันการติดเชื้อไวรัสเฉียบพลัน นักวิจัยหลายคนพบว่าการรับประทานอาหารที่มีประโยชน์ การออกกำลังกายในระดับปานกลาง ทัศนคติที่ดี และการนอนหลับอย่างเพียงพอสามารถเสริมสร้างภูมิคุ้มกันได้ นอกจากนี้ ผู้คนสามารถป้องกันการติดเชื้อไวรัสบางชนิดได้ด้วยการฉีดวัคซีน เชื่อว่าด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง เราจะมีความก้าวหน้าที่ดีขึ้นในการป้องกันและรักษาโรคติดเชื้อไวรัสเฉียบพลัน

ในระยะสั้น เราควรรักษาทัศนคติที่ดีในการเผชิญกับการติดเชื้อไวรัสเฉียบพลัน มีเพียงการเสริมสร้างความรู้ด้านสุขภาพและเสริมสร้างภูมิคุ้มกันส่วนบุคคลเท่านั้นที่จะทำให้เราป้องกันและควบคุมการติดเชื้อไวรัสได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และรับประกันสุขภาพและความปลอดภัยของผู้คน จากมุมมองนี้ เราจำเป็นต้องปรับปรุงภูมิคุ้มกันของเรา Cistanche สามารถปรับปรุงภูมิคุ้มกันได้อย่างมาก เนื่องจาก Cistanche อุดมไปด้วยสารต้านอนุมูลอิสระหลายชนิด เช่น วิตามินซี แคโรทีนอยด์ เป็นต้น ส่วนผสมเหล่านี้สามารถกำจัดอนุมูลอิสระ ลดความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น และเพิ่มความต้านทานของระบบภูมิคุ้มกัน

คลิกประโยชน์ของ cistanche tubulosa

SARS-CoV-2 คือไวรัสอุบัติใหม่ที่ทำให้เกิดโรคโควิด-19 ไวรัสมีจำนวนการสืบพันธุ์ขั้นพื้นฐานสูง (R0) และแพร่เชื้อได้ในช่วงระยะที่ไม่แสดงอาการของการติดเชื้อ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ทำให้ควบคุมได้ยาก (3) อย่างไรก็ตาม ยังมีไวรัสโคโรนาอีก 6 สายพันธุ์ที่รู้จักกันในสายโซ่การแพร่เชื้อของมนุษย์ ซึ่งอาจให้เบาะแสถึงสถานการณ์ในอนาคตสำหรับการแพร่ระบาดในปัจจุบัน มีไวรัสโคโรนาในมนุษย์ (HCoVs) สี่ชนิดที่แพร่กระจายเฉพาะถิ่นทั่วโลก สิ่งเหล่านี้ทำให้เกิดอาการเพียงเล็กน้อยและไม่เป็นภาระด้านสาธารณสุขมากนัก (4) สายพันธุ์ HCoV อีก 2 สายพันธุ์ ได้แก่ SARS-CoV-1 และ MERS-CoV เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา และมีอัตราส่วนการเสียชีวิต (CFRs) และอัตราส่วนการเสียชีวิตจากการติดเชื้อ (IFR) สูงกว่า COVID-19 แต่ถูกควบคุมและ จึงไม่เคยแพร่หลายออกไป (5, 6)

เราเสนอแบบจำลองเพื่อสำรวจการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นทั้งการแพร่เชื้อและความรุนแรงของโรคของ HCoVs ที่เกิดขึ้นใหม่ผ่านการเปลี่ยนแปลงไปสู่การแพร่ระบาด เรามุ่งเน้นไปที่ SARSCoV-2 และอภิปรายว่าข้อสรุปจะแตกต่างกันอย่างไรสำหรับไวรัสโคโรนาที่เกิดขึ้นใหม่ที่คล้ายกับ SARS-CoV-1 และ MERS-CoV

เราตั้งสมมติฐานว่า HCoVs ทั้งหมดทำให้เกิดภูมิคุ้มกันที่มีลักษณะคล้ายคลึงกัน และปัญหาสาธารณสุขเฉียบพลันในปัจจุบันเป็นผลมาจากการแพร่ระบาดในประชากรที่ไร้เดียงสาทางภูมิคุ้มกัน ซึ่งกลุ่มอายุสูงอายุที่ไม่เคยสัมผัสมาก่อนจะมีความเสี่ยงต่อโรครุนแรงมากที่สุด เราใช้การประมาณค่าพารามิเตอร์ทางภูมิคุ้มกันวิทยาและระบาดวิทยาสำหรับ HCoV เฉพาะถิ่นเพื่อพัฒนาแบบจำลองเชิงปริมาณสำหรับการแพร่เชื้อเฉพาะถิ่นของไวรัสที่มีลักษณะคล้าย SARS-CoV-2 รวมถึงการขึ้นกับอายุของความรุนแรง แบบจำลองของเราพิจารณาอย่างชัดเจนถึงสามมาตรการแยกกันสำหรับประสิทธิภาพภูมิคุ้มกันที่ลดลงในอัตราที่ต่างกัน (รูปที่ S1)
จากแนวคิดจากวรรณกรรมการสร้างแบบจำลองวัคซีน เราแนะนำว่าภูมิคุ้มกันอาจป้องกันได้สามวิธี (7) ในรูปแบบที่แข็งแกร่งที่สุด การทำให้ภูมิคุ้มกันปราศจากเชื้อสามารถป้องกันเชื้อโรคไม่ให้แพร่พันธุ์ ซึ่งจะทำให้โฮสต์ไม่ทนต่อการติดเชื้อซ้ำ เราเรียกคุณสมบัตินี้ว่าประสิทธิภาพภูมิคุ้มกันที่เกี่ยวข้องกับความอ่อนแอ (IES) หากภูมิคุ้มกันไม่ป้องกันการติดเชื้อซ้ำ มันอาจยังทำให้พยาธิสภาพลดลงเนื่องจากการติดเชื้อซ้ำ (IEP) และ/หรือลดการแพร่เชื้อหรือการติดเชื้อ (IEI) แท้จริงแล้ว การศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับ HCoVs ประจำถิ่นแสดงหลักฐานว่าประสิทธิภาพภูมิคุ้มกันทั้งสามไม่ได้ลดลงในอัตราที่เท่ากัน (8, 9) การศึกษาเชิงทดลองของ Callow et al. (8) แสดงให้เห็นว่าการติดเชื้อซ้ำเป็นไปได้ภายในหนึ่งปี (IES ค่อนข้างสั้น); อย่างไรก็ตาม เมื่อติดเชื้อซ้ำ อาการจะไม่รุนแรง (IEP สูง) และไวรัสจะหายเร็วขึ้น (IEI ปานกลาง) สามารถดูรายละเอียดเกี่ยวกับที่มาของโมเดลได้ในส่วนที่ 2 ของวัสดุเสริม (SM)

เราวิเคราะห์ชุดข้อมูลโดยละเอียดอีกครั้งซึ่งประเมินค่าความชุกของซีโรพรีวานซ์เฉพาะช่วงอายุโดยพิจารณาจากทั้งอิมมูโนโกลบูลิน M (IgM; การตอบสนองเฉียบพลัน) และ IgG (ความจำระยะยาว) เทียบกับ HCoV ที่หมุนเวียนทั้งสี่ในเด็กและผู้ใหญ่ (10) เพื่อประเมินช่วงพารามิเตอร์สำหรับการแพร่เชื้อและการลดลง ของภูมิคุ้มกัน (รูปที่ 1A) การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของทั้ง IgM และ IgG seroprevalence บ่งชี้ว่าการติดเชื้อหลักที่มี HCoV ประจำถิ่นทั้งสี่สายพันธุ์เกิดขึ้นตั้งแต่อายุยังน้อย และการวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้ทำให้เราสามารถประมาณอายุเฉลี่ยของการติดเชื้อหลัก (MAPI) ระหว่าง 3.4 ถึง 5.1 ปี โดยเกือบทุกคนติดเชื้อเมื่ออายุ 15 ปี (ดูรายละเอียด SM หัวข้อ 1)
การไม่มี IgM titers ที่ตรวจพบได้ในบุคคลใดๆ ที่อายุเกิน 15 ปี บ่งชี้ว่าการติดเชื้อซ้ำของผู้ใหญ่ทำให้เกิดการตอบสนองต่อการเรียกคืน ซึ่งบ่งชี้ว่าแม้ว่าภูมิคุ้มกันที่จำเพาะต่อ HCoV อาจลดลง แต่จะไม่สูญหายไป ภูมิคุ้มกันจะลดลงถึงระดับไร้เดียงสาในกรณีที่ไม่มีการไหลเวียนของเชื้อโรคสูงหรือไม่ยังคงเป็นคำถามเปิด

สำหรับคนส่วนใหญ่ที่จะติดเชื้อตั้งแต่อายุยังน้อย—อายุน้อยกว่าหัดในยุคที่มีการฉีดวัคซีน—อัตราการโจมตีจะต้องสูงกว่าการแพร่เชื้อจากการติดเชื้อหลักเพียงอย่างเดียว แบบจำลองนี้แสดงให้เห็นว่าอัตราการโจมตีสูงสามารถเกิดขึ้นได้จากการรวมกันของความสามารถในการแพร่เชื้อสูงจากการติดเชื้อขั้นต้น (เช่น ค่า R สูง0) การลดลงของภูมิคุ้มกันฆ่าเชื้อ และการแพร่เชื้อจำนวนมากจากการติดเชื้อซ้ำในผู้สูงอายุ นอกจากนี้ยังมีรายงานการลดลงอย่างรวดเร็วของภูมิคุ้มกันฆ่าเชื้อในการทดลองการติดเชื้อ HCoV ของมนุษย์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสามารถติดเชื้อซ้ำได้ 1 ปีหลังจากการติดเชื้อครั้งก่อน แม้ว่าจะมีอาการไม่รุนแรง (IEP) และระยะเวลาที่สั้นกว่า (IEI) (8) รูปที่ 1B แสดงการผสมผสานที่เป็นไปได้ของภูมิคุ้มกันที่ลดลงและการแพร่เชื้อจากบุคคลที่ติดเชื้อซ้ำซึ่งจำเป็นสำหรับการสร้าง MAPI ที่สังเกตได้จากรูปที่ 1A ตามระดับการติดเชื้อในสภาวะคงที่ (ดูหัวข้อ SM 2.1 สำหรับรายละเอียด) ตารางที่ 1 แสดงช่วงของพารามิเตอร์ที่ใช้ในการจำลองของเรา

ในช่วงเริ่มต้นของการระบาด การกระจายอายุของผู้ป่วยจะสะท้อนถึงประชากร (รูปที่ 2A) อย่างไรก็ตาม เมื่อข้อมูลประชากรของการติดเชื้อเข้าสู่สภาวะคงที่ แบบจำลองของเราคาดการณ์ว่ากรณีหลักจะเกิดขึ้นเกือบทั้งหมดในทารกและเด็กเล็ก ซึ่งในกรณีของโควิด-19 จะมีค่า CFR ต่ำและ IFR ต่ำควบคู่กันไป การติดเชื้อซ้ำในผู้สูงอายุนั้นคาดการณ์ว่าจะเกิดขึ้นบ่อยในช่วงระยะเฉพาะถิ่นและมีส่วนในการแพร่เชื้อ แต่ในประชากรที่อยู่ในสภาวะคงที่นี้ ผู้สูงอายุซึ่งมีความเสี่ยงต่อโรคร้ายแรงจากการติดเชื้อครั้งแรก ได้รับภูมิคุ้มกันที่ลดการเกิดโรคหลังจาก การติดเชื้อในวัยเด็ก แผงด้านบนของรูปที่ 3B แสดงให้เห็นว่า IFR โดยรวมสำหรับ SARSCoV-2 ลดลงอย่างมาก จนในที่สุดก็ต่ำกว่าค่าของไข้หวัดใหญ่ตามฤดูกาล (~0.001) เมื่อถึงสถานะคงที่เฉพาะถิ่น

เวลาที่ใช้ในการเปลี่ยน IFR ให้เสร็จสมบูรณ์เมื่อเกิดการแพร่กระจายของโรคขึ้นอยู่กับทั้งการแพร่เชื้อ (R0) และการสูญเสียภูมิคุ้มกัน [การลดลงของภูมิคุ้มกันฆ่าเชื้อ (w) และความสามารถในการแพร่เชื้อซ้ำ (r)] ดังแสดงในรูป . 2B และรูปที่ S4 การเปลี่ยนแปลงจากการแพร่ระบาดเป็นการเปลี่ยนแปลงเฉพาะถิ่นนั้นสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงในการกระจายอายุของการติดเชื้อหลักไปยังกลุ่มอายุที่ต่ำกว่า (รูปที่ 2A)

การเปลี่ยนแปลงนี้อาจใช้เวลาตั้งแต่สองสามปีไปจนถึงสองสามทศวรรษ ขึ้นอยู่กับว่าเชื้อโรคแพร่กระจายเร็วเพียงใด อัตราการแพร่กระจายซึ่งวัดโดย R{{0}} นั้นพิจารณาจากการรวมกันของคุณสมบัติของไวรัสและความถี่ของการติดต่อทางสังคม ดังนั้นจึงอาจลดลงได้โดยการเว้นระยะห่างทางสังคม แผงด้านบนในรูปที่ 2A แสดงผลของการลด R0 เป็น 2 ในขณะที่แผงตรงกลางและด้านล่างแสดงไดนามิกสำหรับ R0 ที่สูงขึ้น ซึ่งคล้ายกับของ SARS-CoV-2 มากกว่าใน การไม่มีมาตรการควบคุม

หากการส่งสัญญาณสูง แบบจำลองคาดการณ์ว่าจะมีเคสโหลดสูงและอัตราการเสียชีวิตสูงในปีก่อนหน้าหลังจากเกิดขึ้น (รูปที่ 2 และรูปที่ S5) เราเห็นว่า อย่างที่คาดไว้ ภูมิคุ้มกันการฆ่าเชื้อที่ยาวนานขึ้นจะชะลอการเปลี่ยนแปลงไปสู่การแพร่ระบาด (รูปที่ 2B) ผลลัพธ์เหล่านี้มีประสิทธิภาพในการกระจายที่สมจริงทางชีวภาพมากขึ้นในช่วงระยะเวลาของการทำให้ภูมิคุ้มกันปราศจากเชื้อ และความเป็นไปได้ที่การสร้างภูมิคุ้มกันป้องกันนั้นต้องการการติดเชื้อมากกว่าหนึ่งครั้ง (ดูหัวข้อ SM 3 และมะเดื่อ S5 ถึง S9)

การชะลอการแพร่ระบาดด้วยมาตรการเว้นระยะห่างทางสังคมที่ลดค่า R0 ให้ใกล้ 1 ทำให้อัตราการติดเชื้อลดลง จึงชะลอการติดเชื้อและป้องกันไม่ให้การเสียชีวิตส่วนใหญ่เกิดขึ้นตั้งแต่เนิ่นๆ ทำให้มีเวลาที่สำคัญสำหรับการพัฒนาวัคซีนที่มีประสิทธิภาพ (รูปที่ S10 ). หากภูมิคุ้มกัน IES และ IEP ที่เกิดจากวัคซีนมีความคล้ายคลึงกับภูมิคุ้มกันที่เกิดจากการติดเชื้อ HCoV วัคซีนอาจนำไปสู่ระบอบการปกครองเฉพาะถิ่นได้เร็วกว่า รหัสรุ่น (ดูกิตติกรรมประกาศ) เป็นโครงสร้างที่ยืดหยุ่นสำหรับการศึกษาสถานการณ์การให้วัคซีนทางเลือก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบบจำลองคาดการณ์ว่าเมื่อถึงสถานะการแพร่ระบาด การฉีดวัคซีนจำนวนมากอาจไม่จำเป็นอีกต่อไปในการช่วยชีวิต (ดู SM หัวข้อ 4 และรูปที่ S11)

เราสามารถขยายการคาดการณ์ของเราไปยังการติดเชื้อไวรัสโคโรนาที่อาจเกิดขึ้นอีก 2 ชนิด ได้แก่ SARS และ MERS แบบจำลองของเราทำนายว่าในสภาวะที่เกิดเฉพาะถิ่น IFR ของ HCoV ที่หมุนเวียนขึ้นอยู่กับความรุนแรงของการติดเชื้อในวัยเด็กเป็นหลัก ในกรณีของ SARS-CoV-1 ซึ่งก่อโรคได้มากกว่า SARS-CoV-2 เรายังคงคาดว่าจะมีภาระโรคต่ำในระยะเฉพาะถิ่น เนื่องจาก SARS-CoV-1 เช่น SARS-CoV-2 มี IFR ต่ำในคนหนุ่มสาว (รูปที่ 3) อย่างไรก็ตาม ข้อมูลแนะนำว่าไม่ใช่ HCoV ที่เกิดขึ้นใหม่ทั้งหมดตามรูปแบบที่มองโลกในแง่ดีนี้ IFR โดยรวมของไวรัสที่คล้าย MERS ประจำถิ่นจะไม่ลดลงในระหว่างการเปลี่ยนไปสู่การแพร่ระบาด ดังที่เห็นในรูปที่ 3B และนี่เป็นเพราะความรุนแรงของโรค (และ IFR) สูงในเด็ก ซึ่งเป็นกลุ่มอายุที่คาดว่าจะพบจำนวนมากของ กรณีหลักในระยะเฉพาะถิ่น ในระยะเฉพาะถิ่น โปรแกรมการฉีดวัคซีนป้องกัน MERS จึงมีความจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียชีวิตที่มากเกินไป (รูปที่ S11)
ผลลัพธ์หลักจากกรอบโมเดลของเราที่ยอมรับอย่างชัดเจนว่าภูมิคุ้มกันต่อการติดเชื้อซ้ำ โรค และการหลุดออกนั้นแตกต่างกัน กล่าวคือ ในทางตรงกันข้ามกับการติดเชื้อที่รุนแรงในวัยเด็ก SARS-CoV-2 อาจเข้าร่วมกลุ่มที่ไม่รุนแรง HCoVs เฉพาะถิ่นที่ก่อให้เกิดความเย็นในระยะยาว

การคาดการณ์ที่สำคัญคือความรุนแรงของ HCoVs ที่เกิดขึ้นใหม่ เมื่อถึงระยะแพร่กระจายแล้ว จะขึ้นอยู่กับความรุนแรงของการติดเชื้อในเด็กเท่านั้น (รูปที่ 3) เนื่องจากหลักฐานที่มีอยู่ทั้งหมดบ่งชี้ว่าภูมิคุ้มกันต่อ HCoVs มี IES สั้นและ IEI ปานกลาง ซึ่งนำไปสู่การติดเชื้อซ้ำบ่อยครั้ง ตลอดวัยผู้ใหญ่ (11, 12) แต่ IEP ที่แข็งแกร่ง เช่น การติดเชื้อในวัยเด็กจะช่วยป้องกันพยาธิสภาพเมื่อติดเชื้อซ้ำในวัยผู้ใหญ่ ซึ่งเห็นได้จากการติดเชื้อรุนแรงหรือ IgM titers ที่ตรวจพบได้ยากในผู้ใหญ่ ปัจจัยความรุนแรงเฉพาะสายพันธุ์ เช่น ตัวรับเซลล์ที่ใช้ร่วมกัน เอ็นไซม์ที่เปลี่ยน angiotensin 2 (ACE-2) ซึ่ง SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 และโรคประจำถิ่น สายพันธุ์ NL63 ทุกการจับ (13–16) อาจส่งผลต่อ CFR ในช่วงระยะเกิดแต่มีผลกระทบเล็กน้อยต่อความรุนแรงของโรคในระยะเฉพาะถิ่น เนื่องจาก HCoVs เฉพาะถิ่นทั้งสี่แพร่ระบาดไปทั่วโลกเป็นเวลานาน และเกือบทุกคนติดเชื้อตั้งแต่อายุยังน้อย เราจึงไม่สามารถระบุได้ว่ามีกี่โรคที่จะเป็นผลจากกรณีหลักหรือแม้แต่กรณีรองจากกรณีเหล่านี้ในผู้สูงอายุหรือบุคคลที่เปราะบาง .

ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญมาจากการที่แบบจำลองของเรารวมเอาองค์ประกอบต่างๆ ของการป้องกันทางภูมิคุ้มกันอย่างชัดเจนเกี่ยวกับความไว พยาธิสภาพ และการติดเชื้อ (IES, IEP และ IEI ตามลำดับ) และอัตราการลดลงที่แตกต่างกัน ในการวิเคราะห์ของเรา เราตั้งสมมติฐานว่าส่วนประกอบเหล่านี้ของภูมิคุ้มกันสำหรับ SARS-CoV-2 เทียบได้กับส่วนประกอบของ HCoV เฉพาะถิ่น และสิ่งนี้จำเป็นต้องได้รับการพิจารณา นอกจากนี้ ในระหว่างการเปลี่ยนไปสู่การแพร่ระบาด เราจำเป็นต้องพิจารณาว่าประสิทธิภาพของภูมิคุ้มกันขึ้นอยู่กับการติดเชื้อระยะแรกและระยะที่สองในแต่ละวัย (17 ปี) อย่างไร และการตอบสนองต่างกันอย่างไรระหว่างการฉีดวัคซีนและการติดเชื้อตามธรรมชาติ

การวิเคราะห์ตามยาวของผู้ป่วยโรคซาร์สทำให้มีโอกาสวัดความทนทานของหน่วยความจำภูมิคุ้มกันในกรณีที่ไม่มีการรับสัมผัสซ้ำ การศึกษาระยะยาวเพียงงานเดียวที่เราทราบเกี่ยวกับแอนติบอดีที่จำเพาะต่อ SARS-CoV-1 บ่งชี้ว่าแอนติบอดีเหล่านี้ลดลงเร็วกว่าแอนติบอดีต่อไวรัสและวัคซีนที่มีชีวิตอื่นๆ เช่น หัด คางทูม หัดเยอรมัน และไข้ทรพิษ (18) และการหกล้ม ต่ำกว่าเกณฑ์การตรวจพบใน 6 ปี (19) ตรงกันข้ามกับการตอบสนองของแอนติบอดี หน่วยความจำ T เซลล์คงอยู่เป็นระยะเวลานานกว่ามาก (19, 20) และให้การป้องกันในระบบสัตว์จำลอง (21)

เราพิจารณาเพิ่มเติมถึงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสายพันธุ์ทั้งต่อการติดเชื้อตามธรรมชาติและการฉีดวัคซีน การแปรผันของสายพันธุ์และการหลบหนีของแอนติบอดีอาจเกิดขึ้นในสายพันธุ์เฉพาะถิ่น (22); อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงที่ว่าอาการไม่รุนแรงบ่งชี้ว่าภูมิคุ้มกันที่เกิดจากสายพันธุ์ที่พบเห็นก่อนหน้านี้ยังคงแข็งแรงพอที่จะป้องกันโรคที่รุนแรงได้ แท้จริงแล้ว ในบรรดา HCoVs นั้น การติดเชื้อซ้ำบ่อยครั้งช่วยเพิ่มภูมิคุ้มกันต่อสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง (12) อย่างไรก็ตาม ผลของการแปรผันของสายพันธุ์อาจแตกต่างกันสำหรับภูมิคุ้มกันที่เกิดจากวัคซีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของ epitope repertoire ที่แคบกว่าของวัคซีนที่ได้รับอนุญาตจำนวนมากในปัจจุบัน

หากจำเป็นต้องเพิ่มภูมิคุ้มกันด้วยการไหลเวียนของไวรัสอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาการป้องกันจากพยาธิสภาพ วัคซีนอาจเลียนแบบภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติได้ดีที่สุดตราบเท่าที่เป็นการป้องกันพยาธิสภาพโดยไม่ปิดกั้นการไหลเวียนของไวรัสอย่างต่อเนื่อง ผลการศึกษาเบื้องต้นบ่งชี้ว่าวัคซีนที่ใช้ adenovirus นั้นดีกว่าในการป้องกันการติดเชื้อที่รุนแรงกว่าการติดเชื้อที่ไม่รุนแรงหรือไม่แสดงอาการ (23) และการรวบรวมข้อมูลที่คล้ายคลึงกันสำหรับวัคซีนอื่น ๆ จะมีความสำคัญ หากวัคซีนทำให้การแพร่เชื้อลดลงอย่างมาก อาจเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องพิจารณากลยุทธ์ที่มีเป้าหมายในการนำส่งไปยังผู้สูงอายุ ซึ่งการติดเชื้ออาจทำให้อัตราป่วยและเสียชีวิตสูงขึ้น ในขณะเดียวกันก็รักษาภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติและการแพร่เชื้อในผู้ที่มีอายุน้อย

ในระหว่างการเปลี่ยนไปสู่ภาวะการแพร่ระบาด การติดเชื้อ SARS-CoV-2 หลักมักเกิดขึ้นในผู้สูงอายุ และเราจำเป็นต้องพิจารณาว่าภูมิคุ้มกันที่เกิดจากการติดเชื้อหรือการฉีดวัคซีนในวัยผู้ใหญ่นั้นคล้ายคลึงกับภูมิคุ้มกันที่เกิดจากการติดเชื้อตามธรรมชาติในวัยเด็กหรือไม่ จนถึงขณะนี้ มีรายงานการติดเชื้อซ้ำไม่กี่ครั้งด้วย SARSCoV-2 และความรุนแรงของโรคก็แตกต่างกันไป (24); การศึกษาระดับประชากรเพียงอย่างเดียวของการติดเชื้อซ้ำที่เราทราบว่าประมาณการอัตราการติดเชื้อซ้ำในระดับต่ำใน 6 เดือนแรกหลังจากการติดเชื้อครั้งแรกและโรคที่ไม่รุนแรงเมื่อติดเชื้อซ้ำ (25) แต่การวิเคราะห์และติดตามเพิ่มเติมมีความสำคัญ

การค้นพบที่นำเสนอนี้ชี้ให้เห็นว่าการใช้อาการเป็นเครื่องมือในการเฝ้าระวังเพื่อควบคุมการแพร่กระจายของ SARS-CoV-2 จะกลายเป็นเรื่องยากขึ้น เนื่องจากการติดเชื้อซ้ำที่เบาบางลงจะส่งผลต่อห่วงโซ่การแพร่เชื้อและอัตราการโจมตีในระดับประชากรมากขึ้น นอกจากนี้ การติดเชื้อหรือการฉีดวัคซีนอาจป้องกันโรคได้ แต่ไม่มีภูมิคุ้มกันชนิดปิดกั้นการแพร่เชื้อที่สามารถป้องกันได้ (26) หรือสร้างภูมิคุ้มกันฝูงในระยะยาว (2)

รายละเอียดของการเปลี่ยนแปลงใน IFR โดยรวมตลอดช่วงเวลาชั่วคราวจะได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ มากมาย เช่น อัตราการสัมผัสของมนุษย์เฉพาะช่วงอายุ (27) และความไวต่อการติดเชื้อ (28) เช่นเดียวกับการปรับปรุงโปรโตคอลการรักษา ความจุของโรงพยาบาล และวิวัฒนาการของไวรัส ผลลัพธ์เชิงคุณภาพของโรคที่ไม่รุนแรงในระยะเฉพาะถิ่นนั้นแข็งแกร่งต่อความซับซ้อนเหล่านี้ แต่การคาดการณ์เชิงปริมาณสำหรับระยะชั่วคราวจะขึ้นอยู่กับการพิจารณาอย่างรอบคอบของความเป็นจริงเหล่านี้และวิธีที่พวกมันโต้ตอบกับพลวัตของการติดเชื้อและส่วนประกอบของภูมิคุ้มกัน (29)

การเปลี่ยนแปลงใน IFR ตามเวลาที่คาดการณ์โดยแบบจำลองมีความหมายสำหรับกลยุทธ์การให้วัคซีนกับ HCoV ที่เกิดขึ้นในปัจจุบันและอนาคต การเว้นระยะห่างทางสังคมและวัคซีนที่มีประสิทธิภาพมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการควบคุมระหว่างการแพร่ระบาดของโรคและการเปลี่ยนผ่าน แต่เมื่อเราเข้าสู่ระยะการแพร่ระบาดของโรค การฉีดวัคซีนจำนวนมากอาจไม่จำเป็นอีกต่อไป ความจำเป็นในการฉีดวัคซีนอย่างต่อเนื่องจะขึ้นอยู่กับอายุของ IFR หากการติดเชื้อเบื้องต้นในเด็กไม่รุนแรง (เช่น SARS-CoV-1 และ SARS-CoV-2) อาจไม่จำเป็นต้องให้วัคซีนต่อเนื่อง เนื่องจากกรณีปฐมภูมิลดลงไปสู่การดมกลิ่นในวัยเด็กที่ไม่รุนแรง ในทางกลับกัน หากการติดเชื้อเบื้องต้นในเด็กมีความรุนแรง (เช่นเดียวกับโรคเมอร์ส) การฉีดวัคซีนในเด็กจะต้องดำเนินต่อไป

จากมุมมองทางนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ การศึกษาของเราเปิดประตูสู่คำถามเกี่ยวกับพลวัตภายในโฮสต์และระหว่างโฮสต์ของภูมิคุ้มกันของมนุษย์และประชากรเชื้อโรคเมื่อเผชิญกับประสิทธิภาพของภูมิคุ้มกันด้วยจลนพลศาสตร์ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังเปิดคำถามว่าประสิทธิภาพของภูมิคุ้มกันเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับภูมิคุ้มกันข้ามสายพันธุ์อย่างไร ซึ่งน่าจะเกี่ยวข้องกับไวรัสอัลฟาและเบต้าโคโรนา เมื่อพิจารณาข้อมูลและแบบจำลองการคาดการณ์จากการเกิดขึ้นผ่านถิ่นที่อยู่ของ HCoVs เผยให้เห็นกรอบการทำงานสำหรับการทำความเข้าใจเกี่ยวกับภูมิคุ้มกันและการให้วัคซีนที่อาจนำไปใช้กับการติดเชื้อต่างๆ เช่น ไวรัสทางเดินหายใจระบบทางเดินหายใจและไข้หวัดใหญ่ตามฤดูกาล ซึ่งมีการกระจายอายุและการตอบสนองของภูมิคุ้มกันที่คล้ายคลึงกัน

การอ้างอิงและหมายเหตุ

1. S. Cobey, Science 368, 713–714 (2020)

2. ฯพณฯ แรนดอล์ฟ LB Barreiro ภูมิคุ้มกัน 52, 737–741 (2020)

3. C. Fraser, S. Riley, RM Anderson, NM Ferguson, Proc. นัทล. อคาเดมี วิทย์ สหรัฐอเมริกา 101, 6146–6151 (2547)

4. S. Su et al., Trends Microbiol. 24, 490–502 (2559).

5. M. Salamatbakhsh, K. Mobaraki, S. Sadegimohammadi, J. Ahmadzadeh, BMC Public Health 19, 1523 (2019)

6. ส.เรือน มีดหมอติดเชื้อ. โรค 20, 630–631 (2020).

7. ME Halloran, IM Longini, CJ Struchiner, การออกแบบและวิเคราะห์การศึกษาวัคซีน (สถิติสำหรับชีววิทยาและสุขภาพ, Springer, 2010)

8. KA Callow, HF Parry, M. Sergeant, DAJ Tyrrell, Epidemiol ติดเชื้อ 105, 435–446 (2533).

9. AF แบรดเบิร์น, ม.ล. Bynoe, DA Tyrrell, BMJ 3, 767–769 (1967) 10. W. Zhou, W. Wang, H. Wang, R. Lu, W. Tan, BMC ติดเชื้อ โรค 13, 433 (2556).

For more information:1950477648nn@gmail.com