推迟第二次注射COVID-19疫苗应该可以在近期减少病例数量。但长期的病例负担和病毒从免疫系统中“逃逸”的可能性将取决于自然感染和一两剂疫苗所产生的免疫反应的健壮性，根据3月9日发表在《科学》杂志上的普林斯顿大学和麦吉尔大学的一项研究，“包括英国和加拿大在内的一些国家已经声明，他们将推迟第二次注射COVID-19疫苗以应对供应短缺，“但同时也是为了迅速增加免疫人数，”主要作者Chadi Saad Roy说，他是普林斯顿Lewis-Sigler综合基因组学研究所的博士候选人。

“最初的疫苗临床试验，以及随后的流行病学研究，对第一剂疫苗的疗效相当乐观，“萨阿德罗伊说。”然而，我们仍然不确定单次给药的免疫力的强度和持续时间，或者两次给药的整个过程或自然感染的免疫力，将如何长期持续下去，普林斯顿大学的James s.McDonnell是生态学和进化生物学的杰出大学教授，也是High Meadows Environmental Institute（HMEI）的一名相关教员。

研究人员使用一个简单的模型预测COVID-19病例的发病率，以及人群的免疫程度，在与免疫反应相关的一系列疫苗剂量制度和假设下。

“鉴于导致这些结果的免疫和流行病学不确定性，简单模型是探索未来可能性的重要工具，”资深作者Caroline Wagner说，合著者、普林斯顿大学生态学和进化生物学教授及相关教员安德里亚·格雷厄姆（Andrea Graham）说：“例如，该模型允许这样一种假设，即单次给药后的免疫反应将弱于自然感染或两次给药后的免疫反应。”在HMEI。”这似乎与那些根据推迟的第二次剂量表迅速部署疫苗的国家的早期报告一致。”

研究发现，一次剂量策略可以如预期的那样，通过更快地对更多的人进行免疫，在短期内减少病例数。然而，如果一剂疫苗后的免疫反应不那么强烈，随后的流行高峰可能会更大。

“更乐观地说，我们发现，随着疫苗容量的增加，增加疫苗接种率或改变给药方式使其更接近推荐的两剂剂量计划，可以减轻这些长期的流行病学影响，这对公共卫生规划很重要，”瓦格纳说。

与不完全免疫反应相关的另一个重要结果是病毒免疫逃逸的可能性。为了开始解决这个复杂的问题，作者采用了一个现有的简单的病毒免疫逃逸的“系统动力学”模型，该模型由合作者Bryan Grenfell，Kathryn Briger和Sarah Fenton生态学和进化生物学及公共事务教授，Oliver G.pybus，伦敦大学进化和传染病教授开发澳大利亚ARC桂冠研究员、悉尼大学教授Edward C.Holmes以及其他未参与当前研究的同事。

病毒免疫逃逸理论预测，在部分免疫的个体中，适度的选择压力加上足够的病毒传播可以推动病毒进化。在这里，作者探讨了这种可能性以及一系列其他情况，包括更乐观的情况，即在一剂或两剂疫苗接种后免疫力下降的宿主中，适应的可能性最小。

“至少已经出现了一种可以适应部分免疫逃逸的变体，“Holmes说，

”简单的理论强调，中等免疫水平的受感染宿主的变异进化和传播可能是重要的，”Grenfell补充说，他是HMEI的相关教员因此，免疫的强度和持续时间，特别是这些对重传的影响，是确定的关键参数。”

“我们的结果强烈依赖于一剂和两剂疫苗后免疫反应的健壮性，但最终这些临床参数基本上是未知的，合著者、哈佛公共卫生学院和哈佛医学院助理教授迈克尔·米纳解释说：“向前看，为了做出正确的公共政策决定，更好地处理这些问题至关重要。”我们认为，在疫苗接种活动早期对剂量间隔进行随机化，并仔细监测接种者以及自然感染者及其接触者的病毒载量和免疫标记物，可能是这样做的重要途径。”

本文强调的一个直观发现是，发病率非常低接种疫苗的数量增加可能与病例数量增加有关，也可能与病毒适应的可能性增加有关。

“这强烈强调了全球疫苗公平分配的重要性，因为一个地方的免疫逃逸将迅速蔓延，”C.Jessica E.Metcalf说，普林斯顿大学生态学、进化生物学和公共事务副教授，也是HMEI的相关教员。

“这些模型在概念上相对简单，但它们说明了问题的复杂性，并突出了我们仍然面临的挑战，”哈佛大学综合生物学教授迈克尔·布茨说没有参与这项研究的加州大学伯克利分校这项重要的工作提供了一个框架，我们可以用它来指导我们今后的方法，并确定我们需要解决的关键知识差距。”

这项研究的其他合著者包括英国医学院（HMEI）的副研究学者雷切尔·贝克（Rachel Baker）；哥伦比亚大学（Columbia University）的博士后研究科学家辛纳德·莫里斯（Sinead Morris），他是获得普林斯顿大学生态学和进化生物学博士学位；以及Wellcome信托基金会主任Jeremy Farrar。

该论文《SARS-CoV-2疫苗给药机制的流行病学和进化考虑》于3月9日在《科学》杂志在线发表。这项工作得到了加拿大自然科学和工程研究委员会、普林斯顿大学地球系统建模合作研究所、詹姆斯·S·麦克唐纳基金会、C3.ai数字转换研究所和微软公司、谷歌、国家科学基金会的资助；美国疾病控制和预防中心和流感实验室

Journal Reference:

Chadi M. Saad-Roy, Sinead E. Morris, C. Jessica E. Metcalf, Michael J. Mina, Rachel E. Baker, Jeremy Farrar, Edward C. Holmes, Oliver G. pybus, Andrea L. Graham, Simon A. Levin, Bryan T. Grenfell, Caroline E. Wagner. Epidemiological and evolutionary considerations of SARS-CoV-2 vaccine dosing regimes. Science, 2021; eabg8663 DOI: 10.1126/science.abg8663