新冠大流行使“疫苗效力”(vaccine efficacy,简称VE)一词进入了公众视野。很多人或许会看到、听到这样的表述:“某项3期临床试验显示某款新冠疫苗的VE约为70%。”那么这里的“VE=70%”具体是何含义,我们又应如何解读它呢?
乍一看,“70%的疫苗效力”似乎可以被理解成是“有30%的接种者不受疫苗保护,可能会生病”,但显然在现实情况中,不会真的有30%的接种者感染患病,因此这个数字会引来一些理解上的混乱。
疫苗效力:相对衡量标准
疫苗效力的数据是在随机对照试验(RCT)——例如Moderna、辉瑞/BioNTech或阿斯利康的3期疫苗试验——中得到的。
RCT通常分为实验组和对照组(未接种疫苗),前者接种新疫苗,后者注射对免疫力无影响的安慰剂;除此之外,两组人在很多相关方面(例如年龄和种族)都差不多。
参与者被随机分配接受疫苗或安慰剂(这也是为什么它被称为随机试验),但并非集中于同一天完成注射。另外,第一次接种后一段时间,再注射第二剂。在随访期间,研究者对病情检测呈阳性的人以及需要住院治疗或死于该病的人进行计数,并比较两组的数据。
假设有两项临床研究分别针对疫苗A和疫苗B,每项研究也都分为实验组和对照组这两队人,且每组有1万名参与者,研究人员在接种20天后统计那些检测呈阳性的人,进而统计得到疫苗效力,最终的结果则是:疫苗A的VE(A)= 60% 和疫苗B的VE(B)= 80%。那么我们要问,此数值如何算得?它们又意味着什么?
要回答以上问题,需先明确基准,也就是把未接种疫苗人群的情况给铺垫清楚:假设在研究期间,每天平均1万个普通人(未接种疫苗)里有一个感染病原体,那么对照组的 1万人在20天后会有20人检测呈阳性。
基于此,如果我们在疫苗A 试验和疫苗B 试验的实验组分别发现了8名和 4 名阳性者,那么就可以认为疫苗A 和B中分别将感染者人数(相比对照组的20人阳性)减少了12 和16人。疫苗效力的数值通过以下计算公式得到:
疫苗 A:VE(A)= (20-8)/ 20 = 12/20 = 60%
疫苗 B:VE(B)= (20-4)/ 20 = 16/20 = 80%
单论以上公式,可以说 VE通过对比人数计算差值来量化感染风险的降低,但实际上它无法直接反映感染风险本身。
那么顺着上述结果继续推,既然无疫苗保护者的感染风险是每天 1万人里有1个,那么现在VE(B)=80%,即感染风险降低了80%,也就意味着接种疫苗的风险是未接种疫苗的感染的1/5。 因此,接种者的感染风险相比没接种的降低了4/5,接种者的感染风险由每天万分之一降低为每天5万分之一。
总而言之,VE 是疫苗接种人群感染风险降低的百分比。
接种疫苗的实验组A、实验组B与对照组的感染人数变化
VE可用于比较不同的疫苗接种策略吗?
疫苗效力似乎也可用于分析比较不同的疫苗接种策略,这里利用VE来比较以下两种策略的优劣。(我们当然希望在疫苗数量有限的情况下选择效果最优的接种方案。)
策略一:给一部分人先后接种疫苗2次,两次接种间隔20天。
策略二:先给一部分人接种,20天后,给另一部分人接种。
显然,这两类策略都基于疫苗供应有限的前提;而在疫苗供应相同的情况下,策略一选择给更少的人二次接种,从而获得更高质量的疫苗保护(二次接种后的疫苗效力更高),策略二则选择最大化接种人数,牺牲保护质量。二者孰优孰劣,我们可以用相同时间段内的感染率比较得到。
不妨设计这样一个实验:分两组人,H1 和 H2,每组1万人,选择性地给这些人接种同种疫苗。假定:不接种疫苗的感染率为每天万分之一;接种第一剂后的疫苗效力VE1 = 60%;接种第二剂后的疫苗效力VE2 = 80%。
那么现在有两套不同接种方案。方案1:给H1组的人全部接种疫苗,20天后,接着给H1的人注射第二剂;H2组的人全部不接种。方案2:给H1组人全部接种疫苗,无第二剂;20天后,给H2组的人全部接种疫苗。
40天后,哪个方案里的感染人数更少呢? 答案通过计算可得。
方案1的H1组:40- VE1 * 20 - VE2 * 20= 40 -(0.6 +0.8)* 20 = 12
方案1的H2组:40
方案2的H1组:40 - VE1 * 40 = 40 - 0.6 * 40 = 16
方案2的H2组:40 - VE1* 20 = 40 - 0.6 * 20 = 28
所以在感染人数方面,方案1比方案2多了8人(高了18%左右)。
鉴于此,我们似乎可以说“先给一部分人接种,一段时间后给另一部分人接种”的策略是相对更优解。
不过话虽如此,在实践当中,我们需要考虑更多更复杂的因素,例如疾病的严重程度和死亡率,或医疗管理方面的一些客观限制。举个例子,假如 H1组的人更容易因感染而产生重症,那么纵然方案 2 的总感染人数更少,但其重症病例的数量却会更多——鉴于此,我们很难说到底哪个策略才最优。
另外值得一提的是,美国食品药品管理局(FDA)于2020年6月设了一个可接受疫苗效力的阈值: VE = 50% 或更高。
目前多个研发团队推出的新冠疫苗的VE都远超此阈值,例如:辉瑞和BioNTech的BNT162b2有着高达95%的效力,Moderna的mRNA-1273的VE也达到了94.1%(两个数据都是二次接种后得到)。
但即便某款疫苗的有效率刚过五成,它的表现也算可圈可点了——它能将感染或住院的风险降低一半!而且疫苗的作用并不限于预防感染,它们所提供的免疫保护对弱化病症也颇有效果,例如阿斯利康的疫苗百分百地预防了重症和住院治疗的病例。
资料来源 theconversation.com