Модель иммунного бустинга преодолевает ограничения моделей негерметичной и поляризованной вакцинации

Вакцинация играет важную роль в предотвращении возникновения новых инфекций и сопутствующих заболеваний. Однако часто вакцинация не обеспечивает полной защиты, что называется несовершенной защитой. Поэтому крайне важно оценить эффективность вакцины (VE), чтобы понять, как вакцинированный человек защищен от инфекции.

В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов medRxiv*, сравниваются различные подходы к динамическому моделированию вакцинации и иммунитета. Здесь была разработана новая модель, основанная на механизме усиления иммунитета, которая преодолевает ограничения распространенных моделей вакцин. Кроме того, предложенная модель показала, что иммуноусиление позволяет объединить негерметичные и поляризованные модели вакцинации.

Справочная информация

Существуют две основные системы моделирования вакцин, называемые моделями "утечки" и "все или ничего", которые оценивают несовершенство защиты, обеспечиваемой вакцинами.

Модель "утечки" (VEL) предполагает, что вакцинированный человек испытывает снижение силы инфекции. В свою очередь, модель "все или ничего", аналогичная модели поляризованной вакцинации (VEP), предполагает, что определенный процент вакцинированных людей полностью защищен, а остальные полностью восприимчивы. В модели поляризованного иммунитета или поляризованной вакцинации инфицирование одним штаммом обеспечивает полную или нулевую защиту от других штаммов.

VEL и VEP показывают, какое количество людей защищено от инфекции. Однако при одинаковой номинальной эффективности вакцины, выражающейся в эквивалентных значениях VEL и VEP, обе модели предсказывают различную динамику эпидемий.

В случае высокой силы инфекции негерметичная модель нереалистично предсказывает, что почти все индивидуумы будут инфицированы. В то время как поляризованная модель в этой ситуации предсказывает, что многие индивидуумы постоянно защищены от инфекции.

Обе модели имеют ряд ограничений. Например, модель "утечки" предполагает, что индивидуумы не теряют восприимчивости к инфекции, однако в реальности вакцинированные индивидуумы могут эффективно защищаться от инфекции, когда им проводится иммунная подпитка. Такая вакцинация может снизить восприимчивость к будущим инфекциям.

Об исследовании

В эпидемиологическом моделировании поляризованная модель в значительной степени игнорируется из-за ее экстремальных допущений. Хотя модель с утечкой информации используется чаще, она также делает нереалистичное предположение о том, что вакцинированные лица, подверженные инфекциям, могут оставаться восприимчивыми независимо от предыдущих воздействий. В результате модель негерметичной вакцинации предсказывает больший размер эпидемии.

Динамика передачи инфекции в этой модели смогла соединить динамику стандартной негерметичной и поляризованной моделей. В новой модели предполагается, что популяция смешивается однородно и не происходит потери иммунитета. Предполагается, что в однородной популяции как вакцинированные, так и невакцинированные индивидуумы будут подвергаться одинаковому воздействию инфекции.

Новая модель включает параметр, связанный с долей неудачных вызовов, которые приводят к усилению иммунитета. Кроме того, была разработана обобщенная модель вакцинации, основанная на трех механизмах, включая дихотомический ответ на вакцину, частичную защиту и усиление иммунитета.

Первоначально было проведено сравнение динамики негерметичной вакцинации, поляризованной вакцинации и модели усиления иммунитета. При упрощенном моделировании предполагалось, что после заражения как невакцинированные, так и вакцинированные индивидуумы передают инфекцию с одинаковой скоростью.

Последствия

Для прогнозирования динамики эпидемий важно понимать, как ВЭ противостоит инфекции. В данном исследовании эпидемиологические траектории и траектории иммунного статуса были оценены с помощью всех трех моделей.

Модели поляризованной вакцинации и иммуноукрепления были связаны с идентичными траекториями заболеваемости, в то время как модель негерметичной вакцинации предсказывала рост инфекции среди вакцинированных лиц. Интересно, что все три модели предсказывали различные траектории развития иммунного статуса.

Бустинг позволил вакцинированным индивидуумам достичь защиты без развития трансмиссивной инфекции. Модель негерметичности с идеальной иммунной подпиткой оценивала схожую эпидемическую динамику с моделью поляризованной вакцинации. Это объясняется тем, что в обоих случаях после перенесенной ранее инфекции у индивидуумов формируется полный иммунитет.

Новая обобщенная модель вакцинации демонстрирует, что динамика эпидемий наиболее чувствительна к предположениям о вакцинальном иммунитете на промежуточном уровне ВЭ. Кроме того, допущения, связанные с иммунитетом, передаваемым через вакцину, также влияют на оценку VE.

VE может быть оценена на основе кумулятивных показателей заболеваемости или опасных факторов. В данном исследовании предполагалось, что естественные инфекции обеспечивают постоянную защиту от будущих инфекций. В действительности иммунитет, вызванный естественной инфекцией или вакцинацией, часто ослабевает со временем в отношении многих патогенов.

При снижении иммунитета поляризованные модели вакцинации и иммуноукрепления не всегда предсказывают идентичную динамику. Эти ограничения должны быть учтены в будущем.

Выводы

В настоящем исследовании показано, что усиление иммунитета может устранить различия между моделями негерметичной и поляризованной вакцинации и служить критически важным компонентом для измерения VE. Эти результаты ставят под сомнение фундаментальные предположения широко используемых моделей вакцинации и обеспечивают новую основу для лучшего понимания эпидемиологических последствий вакцинации.

https://www.news-medical.net/news/20230721/Immune-boosting-model-overcomes-the-limitations-of-the-leaky-and-polarized-vaccination-models.aspx