كم عدد الأشخاص الذين يجب أن يحصلوا على اللقاح لوقف انتشار الفيروس التاجي؟

كم عدد الأشخاص الذين يحتاجون للحصول على لقاح كورونا لوقف الفيروس التاجي؟

كان من الواضح منذ فترة أن السبيل الوحيد للخروج من جائحة الفيروس التاجي سيكون من خلال التطعيم ، على الأقل في الولايات المتحدة. يجري نشر لقاحات فيروس كورونا بسرعة ، ولكن كم عدد الأشخاص الذين يحتاجون إلى التطعيم من أجل السيطرة على هذا الوباء؟

أنا عالم أحياء حسابي يستخدم البيانات ونماذج الكمبيوتر للإجابة على الأسئلة البيولوجية في جامعة كونيتيكت. لقد كنت أتتبع وباء كورونا في ولايتي باستخدام نموذج كمبيوتر للمساعدة في توقع عدد حالات دخول المستشفى في مستشفى جون ديمبسي بجامعة كونيتيكت.

يمكن أيضًا استخدام هذا النوع من نماذج الكمبيوتر والنظرية الأساسية لحساب معدلات التطعيم اللازمة لكسر سلسلة انتقال فيروس كورونا. تقديري هو أنه بالنسبة للولايات المتحدة بأكملها ، يحتاج ما يقرب من 70 ٪ من السكان إلى التطعيم لوقف الوباء. لكن الاختلاف في كيفية تصرف الناس في أجزاء مختلفة من البلاد ، وكذلك الأسئلة المفتوحة حول ما إذا كان اللقاح يمنع العدوى تمامًا أو يمنع الناس من الإصابة بالمرض ، يضيف درجة من عدم اليقين.

أظهرت التجارب السريرية أنه بمجرد أن يتم تطعيم الشخص ضد الفيروس التاجي ، فلن يمرض بفيروس COVID-19. يمكن أن يظل الشخص الذي لا يمرض مصابًا بفيروس كورونا. ولكن لنفترض أيضًا أن الشخص المُلقح لا يمكنه نقل الفيروس للآخرين ، على الرغم من أن الباحثين لا يزالون لا يعرفون ما إذا كان هذا صحيحًا.

عندما يتم تلقيح عدد كافٍ من السكان ، يواجه الفيروس صعوبة في العثور على أشخاص جدد لإصابتهم ، ويبدأ الوباء في الاختفاء. وليس كل شخص يحتاج إلى التطعيم ، فقط عدد كاف من الناس لمنع الفيروس من الانتشار خارج نطاق السيطرة. يُعرف عدد الأشخاص الذين يحتاجون إلى التطعيم بمستوى التطعيم الحرج. بمجرد أن يصل عدد السكان إلى هذا العدد ، تحصل على مناعة القطيع. تحدث مناعة القطيع عندما يكون هناك الكثير من الأشخاص الملقحين بحيث يصعب على الشخص المصاب أن يجد أي شخص يمكن أن يصاب بالعدوى ، وبالتالي لا يمكن للفيروس أن ينتشر إلى أشخاص آخرين. هذا مهم جدًا لحماية الأشخاص الذين لا يستطيعون التطعيم.

يعتمد مستوى التطعيم الحرج على مدى عدوى المرض ومدى فعالية اللقاح. يتم قياس العدوى باستخدام رقم التكاثر الأساسي - R0 - وهو عدد الأشخاص الذين قد ينشر الشخص المصاب الفيروس في المتوسط ​​إذا لم تكن هناك إجراءات وقائية.

كلما كان المرض معديًا ، زاد عدد الأشخاص الذين يحتاجون إلى التطعيم للوصول إلى المناعة المسموعة. كلما زادت فعالية اللقاح ، قل عدد الأشخاص الذين يحتاجون إلى التطعيم.

تختلف قيم R0 من مكان لآخر لأن سكانها يتصرفون بشكل مختلف - التفاعلات الاجتماعية ليست هي نفسها في المناطق الريفية والحضرية ، ولا في المناخات الدافئة مقارنة بالمناطق الباردة ، على سبيل المثال.

باستخدام البيانات الخاصة بالحالات الإيجابية ، والاستشفاء والوفيات ، يقدر نموذجي أن كونيتيكت لديها حاليًا معدل R0 يبلغ 2.88 ، مما يعني أنه ، في المتوسط ​​، سينقل كل شخص مصاب الفيروس إلى 2.88 شخصًا آخر إذا لم تكن هناك تدابير تخفيف. تتراوح التقديرات على مستوى المقاطعة من 1.44 في منطقة جبال الألب الريفية بولاية كاليفورنيا إلى 4.31 في المناطق الحضرية في هدسون ، نيو جيرسي.

لكن العثور على قيمة R0 للولايات المتحدة بأكملها أمر صعب بشكل خاص بسبب تنوع المناخ ولأن الفيروس قد أثر على مناطق مختلفة في أوقات مختلفة - كان السلوك بعيدًا عن التوحيد. تختلف التقديرات من 2.47 إلى 8.2 ، على الرغم من أن معظم الباحثين يضعون R0 للولايات المتحدة بأكملها حوالي 3.

بينما يختلف R0 حسب الموقع وبين التقديرات ، فإن فعالية اللقاحات ثابتة ومعروفة. لقاحا Pfizer-BioNTech و Moderna فعالان بنسبة 95٪ و 94.5٪ في الوقاية من كورونا على التوالي.

باستخدام قيم فعالية اللقاح و R0 ، يمكننا حساب مستوى التطعيم الحرج. بالنسبة لولاية كونيتيكت ، مع نسبة R0 تبلغ 2.88 ، يحتاج 69٪ من السكان إلى التطعيم. بالنسبة للولايات المتحدة بأكملها ، مع R0 من 3 ، سيكون هذا 70٪. في مدينة نيويورك ، مع تقدير R0 من 4.26 سيكون هذا 80٪.

الكثير من عدم اليقين

في حين أن الرياضيات بسيطة نسبيًا ، إلا أن الأمور تصبح معقدة عندما تفكر في أسئلة مهمة لا يزال علماء الأوبئة ليس لديهم إجابات عنها.

أولاً ، تفترض صيغة مستوى التطعيم الحرج أن الناس يتفاعلون بشكل عشوائي. لكن في العالم الحقيقي ، يتفاعل الناس في شبكات منظمة للغاية اعتمادًا على العمل والسفر والعلاقات الاجتماعية. عندما يتم أخذ أنماط الاتصال هذه في الاعتبار ، وجد بعض الباحثين أن مستويات التطعيم الحرجة أصغر بكثير مقارنة بافتراض التفاعلات العشوائية.

لسوء الحظ ، يمكن أن يكون للمجهول تأثير معاكس.

تُظهر تجارب اللقاحات بوضوح أن الأشخاص الذين تم تطعيمهم لا يمرضون بفيروس COVID-19. لكن لا يزال من غير المعروف ما إذا كانت اللقاحات تمنع الأشخاص من الإصابة بعدوى خفيفة قد ينقلونها للآخرين. إذا كان الأشخاص الذين تم تطعيمهم لا يزالون مصابين وينقلون الفيروس ، فلن يوفر التطعيم مناعة القطيع - على الرغم من أنه سيظل يمنع الأمراض الخطيرة ويقلل من معدل الوفيات بشكل كبير.

السؤال الأخير الذي يبقى بحاجة إلى إجابة هو إلى متى تستمر المناعة ضد فيروس كورونا بعد تطعيم الشخص. إذا تضاءلت المناعة بعد بضعة أشهر ، فسيحتاج كل فرد إلى لقاحات متكررة.

من الصعب أن نقول على وجه اليقين عدد الأشخاص الذين يحتاجون إلى التطعيم من أجل القضاء على هذا الوباء. لكن مع ذلك ، كان وصول لقاحات كورونا أفضل الأخبار في عام 2020. في عام 2021 ، نظرًا لأن نسبة كبيرة من الأفراد في الولايات المتحدة يحصلون على اللقاح ، ستتجه البلاد نحو مستوى التطعيم الحرج - مهما كان الأمر. - حتى تبدأ الحياة في العودة إلى طبيعتها.