2021 年，疫苗能结束新冠大流行吗？

前几天，美国疾控中心公布了这么一个数据：

截止4月13日，共有7500万人已经完全接种疫苗，这批人中只有5814人感染新冠，被称为「突破病例」。而同时期，在美国未接种疫苗的人群中，感染人数已经超过了1200万人。

3亿人口，四分之一打了疫苗，感染5814人；四分之三没打疫苗，感染1200万。两者的比例可谓天差地别。最近有很多文章都提到了这个数字，引证这个数字，主要是想证明美国使用的疫苗的保护效力很高。

但我们到底应该如何解读这个数字？建议各位读者也可以思考一下。这个数字的解读，实际上就能帮助我们回答这个问题——2021年，疫苗能结束新冠流行吗？

首先，看一下疫苗对至今世界各地区的疫情到底有什么影响。

定义两组指标：

这两个指标指的是最近14天的确诊/死亡比起前14天（最近15-28天）的确诊/死亡是增加还是减少了。

指标大于零，代表确诊/死亡近14天变得更多了。

这两个指标指的是每百人的疫苗接种率，包括接种一针的比例和接种两针两周以上的比例。

如果疫苗接种能够有效控制疫情，那么我们应当看到，随着疫苗覆盖率扩大，病例/死亡的增长越来越慢。由于接种疫苗和疫情控制之间存在一定时滞，计算时我们将疫苗覆盖率与滞后14天的病例增长比较，与滞后28天的死亡增长比较。结果如下^[1]：

上图显示了不同国家的疫苗单剂/完全覆盖率与14天后的病例增长/28天后的死亡增长之间的关系。可以看到，四幅图都存在一定的负相关：

1，百人疫苗接种率提高1%，14天后的病例增长率会下降1.57%；当百人疫苗完全接种率提高1%，那么14天后的病例增长率会下降1.82%。两者均在1%水平上显著。

2，当百人疫苗接种率提高1%时，28天后的死亡增长率会下降1.04%；百人疫苗完全接种率提高1%时，28天后的死亡增长率会下降1.2%。两者均在10%水平上显著。

因此，从全球数据看，疫苗接种和疫情控制之间是存在显著的统计关系的。

但从上图我们同样可以看到，全球的疫苗接种情况，第一名以色列和第二名英国是远超其他国家，这两个国家的疫苗接种占比很高，且病例增长率和死亡增长率都为负数。而除了这两个国家，其他国家的疫苗接种和病例/死亡增长，似乎关系并不大。

因此，我们将英国和以色列去掉之后，重新做上文的回归：

结果完全不同。去掉英国和以色列之后，第一张图中呈现的负相关效果完全消失了。

为什么会有上述区别？一种可能是，疫苗接种需要达到一定阈值，比如要达到英国或者以色列那样，疫情才会出现拐点，在达到拐点之前，疫苗接种覆盖率再大，也无法控制疫情。所以随着疫苗覆盖率扩大，我们会看到一个「─╮」结构，在拐点之前看不到影响，在拐点之后突然下降。

值得注意的是，英国和以色列也是目前唯一单剂疫苗覆盖率超过40%的国家。那么如果疫苗-疫情的关系真的是「─╮」结构，单剂覆盖率拐点是否可能就在40%左右？完全接种覆盖率的拐点，或许会在20%？

「─╮」拐点说是否正确？我们用美国数据做了一个验证。使用美国数据计算主要有两个原因，第一是美国的分地区疫苗接种比例差异极大，分地区差异甚至大于世界范围内的差异，为验证阈值拐点提供了大量样本。第二是美国的分地区数据比较完整，美国CDC公布了每天50个州、3000多个县的疫苗接种、新增病例、新增死亡情况，疫苗接种也包括单剂接种占比和完全接种占比等多个指标，在CDC网站上，也很容易获得。

结果让人非常意外。

你没看错，美国的分州疫苗接种，和每个州14天之后的疫情增长情况，是正相关的。疫苗覆盖越多的地方，感染越快，而且两者之间的显著性非常高。

美国的疫苗和疫情之间的正相关关系，来自哪里？我们尝试了几种可能。

是因为分州差异太大吗？

考虑到50个州可能数据太少，我们用3000个县县的数据又做了一次，

结果……分县的情况同样如此。疫苗接种与死亡增速之间的统计关系不显著，但与各县之间的病例增速仍然存在显著的正相关关系。

更值得关注的是，如果前文的「─╮」拐点正确，那么在全剂量接种达到20%后，拐点就应该到了呀？但在美国，疫苗在覆盖率达到20%之后也没能发挥作用。其中甚至包括美国接种率最高的县，佐治亚州的Chattahoochee县。在4月1日，该县的疫苗完全接种率已经达到70.9%，即该县有70.9%的人口已经接种了两针疫苗14天以上。但从4月1日到15日，Chattahoochee仍然增加了237个病例，比3月17日到4月1日增加的225个病例还要更多。

是因为接种率比较高的地方，人们的社交距离更近，出行更频繁吗？

我们搜集了Google Mobility数据，计算了分州人口活跃度情况，该数据记录了不同地区人口在工作地、公园、娱乐场所、公共交通等地点的人口流动情况，我们将其记录下来做平均值。从上图可以看到，美国各州的每天出行人流量与疫苗接种率呈现非常显著的负相关关系，而世界范围内的出行人流量和疫苗接种并无显著关系。由于疫苗接种更好的地方同时有更低的人口流量，更远的社交距离，美国的高接种地区同时病例增速上升的原因，不太可能是因为社交距离太近造成的。

是因为接种率比较高的地区，人们更不愿意佩戴口罩吗？

我们从IHME获得了各地区人口佩戴口罩的情况，结果如下：

上图显示了四月以来美国各州口罩佩戴程度（1-5，5为必定佩戴，1为必定不佩戴）与疫苗接种率之间的关系，可以看到疫苗接种更高的地区，其口罩佩戴程度并未出现显著下降。打疫苗就不戴口罩的说法似乎也不太对。

显然也不会是因为疫苗失效。正如我们在一开始提到的CDC数据所说：美国共有7500万人已经接种两针疫苗，截止4月13日，这批人只有5814人感染新冠，感染概率远低于未接种疫苗人群。

然后我又一股脑儿控制了各州县的滞后人口出行量、口罩佩戴率、有色人种比例、投票给拜登的比例、失业率、中位数家庭收入……不像全世界的疫苗-疫情的孱弱负相关（去掉英国和以色列以后负相关就消失了），美国的这个疫苗-疫情正相关，无论如何都去不掉，简直是太稳健了，无论怎么打，回归结果都是三颗星。

问题到底出在哪里？

回到一开始CDC的「突破病例」中，即接种了疫苗还感染新冠的病例。公布突破病例的国家不多，以色列是一个例子，从以色列统计局 中我们可以获得以色列接种了疫苗的人口中感染新冠的人数，以及没有接种疫苗人口中感染新冠的人数。从2020年12月底到现在，以色列新增病例为40万人，完全接种后仍然感染新冠的约有1万人。以色列至今的完全接种覆盖率已经高达60%，那么在线性接种情况下，这段时间的平均覆盖率是30%，因此用这些数据算出的保护率等于

同样是以色列，在今年1月刚刚开始打疫苗时，当时的数据数据显示715425名疫苗接种者有371人感染，同期未接种疫苗的对照组有90万人，其中感染者为8250人，保护率等于：

美国目前的两针覆盖率为25%，则保护率可以用类似的方法计算：

以色列主要打的是辉瑞疫苗，美国同时打辉瑞和Moderna。辉瑞和Moderna正式发表的临床三期试验结果显示的保护率分别为95%和94%。

现在我们有四组数字，辉瑞和Moderna的三期临床保护率：94%或95%；1月的以色列对照数据：94.34%；4月的以色列对照数据：94.17%；还有美国数据，99.67%。

不难发现，以色列的实际保护率和三期临床结果很接近，却都要显著低于美国疫苗在真实世界的「保护率」。

美国疫苗在真实世界「保护率」很高，说明什么呢？难道是疫苗在美国超常发挥了，把保护率提高了20倍？

当然不是，疫苗就是那个疫苗，其保护率就应当等于严格受控的对照实验结果，也就是95%左右。真实世界保护率和对照实验保护率的差异只有一种可能——真实世界的疫苗组和对照组，有极大的差异。

严格受控的三期临床实验，实际上是在这个公式里推算出疫苗保护率。

由于实验组和对照组严格随机区分，疫苗组只打安慰剂时的感染概率和对照组感染概率应当是一样的，此时用疫苗组感染概率除以对照组感染概率，再用1去减，就得到了疫苗保护率。

但在真实世界中并非如此，此时不打疫苗的人群和打疫苗的人群（在不打疫苗时）的感染概率是不一样的，反过来推算可以得到：

这个数字的意思是——美国现在去打疫苗的那群人，即使他们不打疫苗，感染概率也只有不打疫苗的那群人的6.6%，已经低到相当于打过一针辉瑞/Moderna了，然后现在他们又去打了一针，把自己的相对感染概率从6.6%进一步降低到了0.33%。

而原来会感染的人们呢？他们还是没有去打疫苗。

而这显然不是给人们打疫苗的初衷。

如果我们把人群分为易感和不易感人群，那么最有效的方法是将疫苗全部打在易感人群身上，当然，这在实践上非常困难。

次有效的方法是给所有人平均打疫苗，此时疫苗人群中的易感比例和总人口中的易感比例一样，那么最后得出的实际「保护率」就和三期临床得到的保护率一样，比如以色列。

上图显示以色列不同城镇的疫苗接种率与疫情控制之间的关系，百人疫苗接种率提高1%，14天后的病例增长率会下降2.6%。当百人疫苗完全接种率提高1%，那么14天后的病例增长率会下降2.5%。两者均在1%水平上显著。而且可以看到，上面两张图，不存在所谓的「─╮」型结构，也没有什么拐点，打了疫苗，疫情就会得到控制。与美国分州或分县数据相比，这才真正显示出了疫苗对疫情的防控效果。

最无效的方法，莫过于把疫苗全打在不易感人群上，比如美国。美国疫苗人群中的易感人口比例只有总人口中易感人口比例的百分之五，疫苗的效力全部被浪费了，呈现出来的结果是一个奇高的「保护率」，最后的结果却对疫情控制——我本来想说没有多大用处的，但转念一想并非如此，因为美国的疫苗是对疫情控制有反效果。

这相当于什么呢？就是每个地区，那些本来就不会感染的人，纷纷去给自己再打上了一针疫苗，然后把自己苟起来，获得了高达99.67%的保护率；而那些本来就会感染的人，不仅没有打疫苗，还被本区域的疫苗覆盖率鼓舞，变得更浪了。这样的结果就是，疫苗打得越多的地方，疫情反而扩张了。

结论

1，虽然有了疫苗，但世界面临的情况远比预想的要更复杂。除了以色列和英国，其他接种了疫苗的国家，疫情并没有随着疫苗接种逐渐得到控制。美国的各地区疫情，甚至是和各地区的疫苗覆盖率有极为稳健的正相关关系。

2，疫苗接种的选择性，是疫苗接种中最大的问题。实际保护率比实验保护率高得越多，不但不能证明疫苗好，反而说明该国去打疫苗的人原本就是低风险人群。实际保护率越高，该地区疫苗保护效力被浪费得越严重。

3，如果要让疫苗结束新冠大流行，那么现有的疫苗分配效率必须有根本性改善，包括用各种手段把疫苗分配给更容易患病的人群中，甚至让疫苗接种强制化，让高风险地区的疫苗覆盖率有效上升。不做到这一点，疫苗接种得再多，也很难体现在整体的疫情防控中。

4，由于第三点难以做到，即使疫苗产量足够，也绝对无法在2021年结束全球新冠流行。2022年估计也不行。

参考

1. ^ 该结果对滞后时间稳健，从滞后7天到滞后35天均如此

与人类密切接触的动物，比如老鼠，都已经染上新冠了。

新线索！新冠病毒可感染北美鹿鼠并在鼠间传播

原本理论认为，病毒跨物种传播是很困难的。跑到人类身上是偶然事件。

没想到，在巨大的培养皿和突变基数作用下，轻松突破了众多物种。什么水貂、鹿、狗都发现了新冠。

这个病毒已经不可能像非典那样被灭绝了。

你总不可能给老鼠打疫苗！

人类和新冠长期共存，已经不可避免地在发生。

今年上半年曾经有一段时间，随着以色列、英国、美国等国家接种率的提高，这些国家的新增确诊数字一度出现了明显的下降，甚至人们都开始逐步恢复到疫情前的生活状态，这让我对用疫苗结束新冠大流行产生了一丝希望。但很快，随着Delta变异株开始在许多国家逐渐成为占主导的病毒株，形势已经出现了重大的变化。Delta变异株有着极强的传染性，潜伏期更短，感染者体内的病毒载量也更高，这导致许多疫苗接种率已经很高的国家和地区都出现了又一波的感染高峰。甚至连我国国内也出现了一波小规模的爆发，根据健康时报消息，自7月20日江苏南京禄口机场出现感染Delta变异株的确诊者以来，本轮疫情全国本土累计确诊1272例，直至8月23日国家卫健委通报31个省市无新增本土确诊病例。更别说疫苗接种率还没有那么高的日本了，奥运之后，日本的确诊人数已经连续两周刷新此前的记录。这些情况都显示，我们很难在2021年内结束新冠大流行了。

不过，尽管我们很难在短短几个月内就看到全球大流行的结束，但随着疫苗接种比例在世界范围内的逐步扩大，还是可以看到许多积极的信号。一方面，虽然在美国、英国、以色列等疫苗接种率很高的国家新增确诊居高不下，但另一方面，很明显可以看到：随着一个国家疫苗接种率的提高，重症率和死亡率已经有了显著的下降。以我比较熟悉的日本为例，根据NHK网站上公布的数据，截止到8月24日，日本完成两剂疫苗（主要是mRNA疫苗）接种的人数约占总人口的40%，65岁以上高龄者的两剂接种率约为86.5%，尽管日本的每日新增确诊人数仍在增加，但感染者的死亡率已经从3月初的约6%降低到了近期的0.15%左右（均依7日平均值得出）。这些数据说明，疫苗已经开始发挥了一些重要的作用，尤其是已经帮我们避免了一种最坏的可能——那就是随着南北半球各自进入冬季，交替出现大规模的爆发和死亡。根据目前看到的一些报告，尽管世界各国接种疫苗以后被感染的突破病例数都有所增加，但这主要是因为接种人数基数扩大导致的，在已接种的巨大人群中，突破病例当中仍是极少数。由于国内灭活疫苗对于Delta变异株相关研究结果较少，所以我们在这里主要讨论mRNA疫苗接种者中的突破病例。例如，上个月（2021/07）在顶级医学期刊《新英格兰医学杂志（NEJM）》 上线的一篇研究突破性感染的论文[1]（基于以色列医护人员）就显示：共计11453名已完全接种mRNA疫苗的医护人员，其中出现突破性感染的人数比例非常低，仅为0.34%（共39人），所有这些突破性感染者均为轻症或无症状。从这一结果中我们可以看到，突破性感染的比例依然是非常低的，因此就算看到各种报道炒作所谓的突破性感染，也可以保持冷静，即使在一些疫苗接种率很高的国家出现了新冠的再度流行，也并不等于疫苗是没有作用的。

毫无疑问，突变毒株的出现对于现在的疫苗是一个重要的挑战。不过类似的临床试验以及真实世界的研究数据都表明，现有的各类新冠疫苗对目前已知的各变异株（包括Delta株在内）仍然有效，可有效降低重症和死亡率。例如，最近NEJM还发表了一篇论文[2]，介绍了在英国的最新真实世界研究结果，说明mRNA疫苗和腺病毒载体疫苗仍然可以有效地对抗Delta变异株的感染。研究结果显示，接种两剂mRNA疫苗对Delta变异株的保护效力为88.0%，腺病毒载体疫苗对Delta变异株的保护效力为67.0%。（而根据临床试验，这两种疫苗针对最初的新冠野生株显示的保护效力分别是95%和90%。）尽管疫苗在面对Delta株时，保护效力有一定的减小，但其防止感染的能力依然非常好——更不要说防止重症和死亡的能力了。

此外，在突破性病例中，已接种者体内的病毒载量跟未接种者相比也有显著的降低。近期，NEJM 刊登了一项在美国医疗卫生行业工作人员中进行的真实世界研究[3]，美国CDC官网也转载了有关数据（如上图所示）。数据显示，mRNA疫苗不仅可以非常有效地预防新冠感染（完全接种后有效率为91%），对于已接种疫苗的突破性病例，疫苗可以降低感染者体内的病毒RNA载量（接种者比未接种的感染者病毒RNA载量低40.2%），发热症状的风险（降低了58%）和疾病持续时间（卧病天数减少了约2.3天）也有相应的减少。在我看来，这个结果是非常重要的。因为常常有人会提出这样的疑问——如果接种了疫苗仍然可能感染突变毒株，那疫苗还能防止疫情的进一步蔓延吗？根据上面的数据，答案毫无疑问是肯定的。我们甚至可以想象一种最极端的情况，假设现在出现了一种与Delta类似，但比它的传播能力还要更强的一种新的变异毒株，以致于疫苗的防感染能力继续降低。我们就假设，接种者不仅能感染病毒、甚至也会出现高的病毒载量。但是，由于疫苗依然有防止感染且恶化为重症乃至死亡的作用。因此在相同的一段时间内，接种者会比未接种的人病毒载量下降得更快，感染时间更短。如果在社区中出现了接种的突破感染者A和感染了病毒的未接种者B，很明显，由于A体内病毒载量下降更快、感染时间更短，与B相比，A在社区中的传播效应也会出现明显的减弱。如果整个社区中所有其他人也进行了充分的接种，那么这种传播还会进一步减慢。这个简单的分析告诉我们，即使出现了全新的变异，现有的疫苗不仅对个人来说可以防止重症的发生，而且对于整个社会仍然有着重要的积极作用，可以防止疫情的进一步蔓延。对于整个社会来说，最大的传播风险依然是在未接种疫苗的人群中，他们不仅更容易感染病毒甚至转化为重症，而且也更容易传播病毒（美国许多州的疾控部门公布的确诊、重症和死亡数据也能清晰地反映这一结果）。因此，进一步扩大接种范围（例如对未成年人的接种和在不久的将来可能出现的加强针等等）以及加快接种速度仍然是对抗包括Delta株在内的各种变异病毒的最有力的策略。

最后还是回到这个问题本身。2021年已经过去了大半，从目前世界范围内的疫苗接种率来看，到大流行的结束或许还会要很长的时间。在战胜新冠病毒的道路上，疫苗毫无疑问是重要的武器，此前在疫情防控中曾经发挥了重要作用的各种非药物干预的方法（密接者追踪、扩大筛检、社交距离、戴口罩、居家隔离等）同样不可或缺。但在我看来，最重要的还是要能让社会形成科学共识，让社会可以在某种常态运转的机制中实现疫情的严格化流程化防控——而不是像日本这样，隔几天来一个“紧急事态宣言”。

参考文献

[1] Bergwerk, M., Gonen, T., Lustig, Y., Amit, S., Lipsitch, M., Cohen, C., et al. (2021) Covid-19 Breakthrough Infections in Vaccinated Health Care Workers. New England Journal of Medicine. DOI: 10.1056/NEJMoa2109072

[2] Lopez Bernal, J., Andrews, N., Gower, C., Gallagher, E., Simmons, R., Thelwall, S., et al. (2021) Effectiveness of Covid-19 vaccines against the B. 1.617. 2 (delta) variant. New England Journal of Medicine. 385: 585-594, DOI: 10.1056/NEJMoa2108891

[3] Thompson, M. G., Burgess, J. L., Naleway, A., Tyner, H., Yoon, S. K., Meece, J., et. al. (2021) Prevention and Attenuation of COVID-19 by BNT162b2 and mRNA-1273 Vaccines. New England Journal of Medicine. 385: 320-329, DOI: 10.1056/NEJMoa2107058

毫无疑问。

以色列，英国，美国，基本上可以看到数据，数据都不错。

疫苗好不好，最后还是看疗效。

这个题目下好多人的答案，有点让人失望。

有些数据稍微等个1-2个月，很明显的。

国内看5月6月是否放开mRNA 的疫苗。

否则到了年底，反而麻烦。