Bevölkerungsimmunität gegen COVID-19 in den Vereinigten Staaten Teil 2

Sensitivitätsanalysen

Angesichts der Variation der IFRs aufgrund von Populationsheterogenitäts- und Seroprävalenzstudien haben wir auch IFR-Schätzungen aus zwei anderen Studien berücksichtigt, um unsere Berechnungen der Gesamtimmunität der Bevölkerung zu unterstützen (Tabelle 1).

Massenheterogenität bezieht sich auf die unterschiedlichen Merkmale und Unterschiede von Menschen in verschiedenen Aspekten, einschließlich Geschlecht, Alter, kulturellem Hintergrund, Persönlichkeit, Bildungshintergrund usw. Das Gedächtnis ist eine der notwendigen Voraussetzungen dafür, dass Menschen fortgeschrittene neuronale Aktivitäten wie Lernen, Auswendiglernen usw. ausführen können Denken. Es besteht ein enger Zusammenhang zwischen Bevölkerungsheterogenität und Gedächtnis.

Erstens kann die Heterogenität der Bevölkerung die Gedächtnisentwicklung fördern. Jeder Mensch hat einzigartige Eigenschaften wie eigene Erfahrungen, Denkweisen und Lebensstile, die zu unterschiedlichen Arten des Erkennens und Lernens führen. Daher können wir durch die Kommunikation und Interaktion mit verschiedenen Gruppen von Menschen mehr Einblick in unterschiedliche Denkweisen und Problemlösungsmethoden erhalten und dadurch unseren Horizont und unsere Ideen erweitern. Dies trägt dazu bei, unser Gedächtnis und unsere Lernfähigkeit zu verbessern.

Zweitens kann uns die Heterogenität der Bevölkerung dabei helfen, uns neues Wissen besser zu merken und zu verstehen. Die Kommunikation mit Menschen unterschiedlicher Herkunft kann uns helfen, unterschiedliche Kulturen, Werte und Denkmuster besser zu verstehen und zu akzeptieren. Dies hilft uns, neues Wissen besser zu verstehen, sodass wir es uns besser merken und anwenden können.

Schließlich kann die Heterogenität der Bevölkerung unsere Denk- und Innovationsfähigkeiten verbessern. Die Kommunikation mit verschiedenen Personengruppen kann unser Denken und unsere Innovation anregen, sodass wir uns schneller an unterschiedliche Umgebungen und Herausforderungen anpassen können. Dies wird uns helfen, Probleme besser zu lösen und auf Herausforderungen zu reagieren, wodurch unsere Produktivität und Kreativität gesteigert wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein starker Zusammenhang zwischen Bevölkerungsheterogenität und Gedächtnis besteht. Wir sollten aktiv mit verschiedenen Gruppen von Menschen kommunizieren und interagieren, unseren Horizont und unsere Ideen ständig erweitern und unser Gedächtnis und unsere Kreativität in einem Umfeld des gegenseitigen Lernens, der Toleranz und des gegenseitigen Respekts verbessern. Es ist ersichtlich, dass wir das Gedächtnis verbessern müssen, und Cistanche deserticola kann das Gedächtnis erheblich verbessern, da Cistanche deserticola auch das Gleichgewicht von Neurotransmittern regulieren kann, beispielsweise durch die Erhöhung des Acetylcholin- und Wachstumsfaktorspiegels. Diese Stoffe sind sehr wichtig für das Gedächtnis und das Lernen. Darüber hinaus kann Cistanche deserticola auch die Durchblutung verbessern und die Sauerstoffversorgung fördern, wodurch sichergestellt werden kann, dass das Gehirn ausreichend Nährstoffe und Energie erhält, wodurch die Vitalität und Ausdauer des Gehirns verbessert werden.

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Zunächst verwendeten wir IFR-Schätzungen, die aus Daten auf individueller Ebene für Patienten abgeleitet wurden, die in Hubei, China, in den frühen Stadien der Pandemie an COVID-19 starben (8). Anschließend verwendeten wir neuere IFR-Werte, die auf altersspezifischen Daten zu COVID-19-bedingten Todesfällen aus Seroprävalenzerhebungen auf nationaler Ebene beruhten (9).

Um die Unsicherheit hinsichtlich der Wirksamkeit des Impfstoffs gegen Infektionen und des natürlich erworbenen Schutzes vor erneuter Infektion zu berücksichtigen, haben wir 500 Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt, die Konfidenzintervalle um diese Schätzungen berücksichtigten.

Die glaubwürdigen Intervalle (CrIs) um das Immunitätsniveau der Bevölkerung wurden durch die Durchführung von 500 Monte-Carlo-Simulationen ermittelt, um die Unsicherheit bezüglich der Eingabeparameter zu berücksichtigen.

Rolle der Finanzierungsquelle

Die Finanzierungsquellen spielten keine Rolle bei der Gestaltung der Studie, der Erhebung und Analyse der Daten, der Interpretation der Ergebnisse oder der Entscheidung zur Veröffentlichung des Manuskripts.

ERGEBNISSE

Primäranalyse

Anhand der vom CDC gemeldeten IFR-Schätzungen (Tabelle 1) haben wir berechnet, dass bis zum 15. Juli 2021 114,9 (95 % CrI, 103,2 bis 127,4) Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten mit SARS-CoV-2 infiziert waren (Abbildung 1), was 3,38-mal höher ist als die gemeldete Fallzahl (18).

Unter Berücksichtigung eines durchschnittlichen Schutzes von 80,5 % vor einer erneuten Infektion (6, 10) und einem impfspezifischen Schutz vor einer Infektion bei teilweise und vollständig geimpften Personen (8, 9) schätzten wir eine mittlere Gesamtimmunität der Bevölkerung von 62,0 % (CrI , 58,4 % bis 66,4 %) (Abbildung 2).

Es wurde geschätzt, dass Erwachsene im Alter von 65 Jahren oder älter das höchste Maß an Immunität aufwiesen (77,2 % [CrI, 76,2 % bis 78,6 %]), gefolgt von Erwachsenen im Alter von 18 bis 49 Jahren (72,7 % [CrI, 67,6 % bis 79).{{14} } %]) und Personen im Alter von 50 bis 64 Jahren (70,6 % [CrI, 67,7 % bis 74,3 %]).

Die Immunität war bei Jugendlichen im Alter von 12 bis 17 Jahren (37,9 % [CrI, 34,8 % bis 41,9 %]) und Kindern unter 12 Jahren (17,9 % [CrI, 14,4 % bis 21,9 %]) deutlich geringer (Abbildung 2).

Sensitivitätsanalysen

Bei der Berücksichtigung der IFR-Werte, die aus den Frühstadien der Pandemie im Modell (8) abgeleitet wurden, ergaben sich 91,48 (CrI, 82,94 bis 100,77) Millionen Infektionen, was 26 % weniger ist als die Zahl, die durch Anwendung der CDC-IFR-Schätzungen im Modell (Anhang) berechnet wurde Abbildung 1, verfügbar auf Annals.org).

Die höchste bzw. niedrigste Immunität wurde bei Personen im Alter von 65 Jahren oder älter bzw. bei Kindern unter 12 Jahren beobachtet. Die Gesamtimmunität der Bevölkerung wurde auf 58,3 % geschätzt (CrI: 55,3 % bis 62,1 %).

Wenn jedoch aus mehreren Seroprävalenzstudien geschätzte IFR-Werte verwendet wurden (9), betrug die Gesamtzahl der Infektionen in den Vereinigten Staaten 163,68 (CrI, 147,47 bis 180,78) Millionen und die Gesamtimmunität der Bevölkerung stieg auf 66,7 % (CrI, 62,3 % bis 71,7 %). )(Anhang Abbildung 2, verfügbar auf Annals.org).

Die Muster der altersspezifischen Immunität blieben denen ähnlich, die anhand von IFR-Schätzungen des CDC abgeleitet wurden, wobei die höchste Immunität bei Personen im Alter von 65 Jahren oder älter (82,5 % [CrI, 79,9 % bis 85,7 %]) und die niedrigste Immunität bei Kindern unter 12 Jahren auftrat Jahre (17,9 % [CrI, 14,5 % bis 21,8 %]).

Diese Schätzungen wurden anhand der gemeldeten durchschnittlichen Wirksamkeit des Impfstoffs und des Niveaus des natürlich erworbenen Schutzes gegen eine erneute Infektion berechnet. Als wir die Konfidenzintervalle dieser Schutzniveaus berücksichtigten und die drei Quellen von IFR-Werten berücksichtigten, lag die durchschnittliche Immunität der Bevölkerung zwischen 52,1 % und 71,0 % (Abbildung 3).

DISKUSSION

Mithilfe altersstratifizierter IFR-Schätzungen des CDC haben wir berechnet, dass bis zum 15. Juli 2021 114,9 (CrI, 103,2 bis 127,4) Millionen SARS-CoV-2-Infektionen in den Vereinigten Staaten aufgetreten sind. Der Bereich unserer Schätzung überschneidet sich mit der jüngsten CDC-Schätzung von 120,2 Millionen Infektionen, die aus einem statistischen Modell abgeleitet wurde, das auf bestätigte COVID-Fälle angewendet wurde (19).

Als wir in unserer Analyse alle IFR-Quellen berücksichtigten und mittlere Schätzungen der impfstoffinduzierten und natürlich erworbenen Schutzniveaus verwendeten, lag die durchschnittliche Immunität der Bevölkerung zwischen 58,3 % und 66,7 %. Varianten von SARS-CoV-2 mit höherer Übertragbarkeit, wie die Delta-Variante (20), erhöhen zwangsläufig das Ausmaß der natürlich erworbenen Immunität, allerdings auf Kosten möglicherweise erhöhter schwerwiegender gesundheitlicher Folgen.

Eine Verbesserung der täglichen Impfraten würde den Anstieg der Immunität der Bevölkerung beschleunigen und Krankenhauseinweisungen und Todesfälle reduzieren, selbst wenn eine Infektion mit einer geringeren Wirksamkeit des Impfstoffs gegen immunhinterziehende Varianten auftritt (21, 22).

Aufgrund der großen geografischen Unterschiede und der Häufung der Immunität wird es in Regionen mit geringer Durchimpfungsrate weiterhin zu lokalen Ausbrüchen kommen und die Infektionen kontinuierlich auf andere Regionen übertragen, wodurch sich die COVID{0}}-Pandemie in den Vereinigten Staaten verlängert. Unsere Studie weist Einschränkungen auf. Erstens basieren unsere Schätzungen der Bevölkerungsimmunität auf der gemeldeten Wirksamkeit der Pfizer-BioNTech- und Moderna-Impfstoffe, die 96 % aller in den Vereinigten Staaten verabreichten Dosen ausmachen(17).

Wir stellen jedoch fest, dass der in den USA für den Notfallgebrauch zugelassene Einzeldosis-Impfstoff von Johnson & Johnson eine etwas geringere Wirksamkeit aufweist als die Impfstoffe Pfizer-BioNTech und Moderna (23, 24).

Zweitens gingen wir davon aus, dass alle Personen mit einer früheren Infektion einen durchschnittlichen Schutzgrad von 80,5 % gegen eine erneute Infektion haben (6, 10) und führten Sensitivitätsanalysen für den geschätzten Bereich durch (Abbildung 3). Dieser Schutz kann jedoch altersabhängig sein und bei Personen ab 65 Jahren auf etwa 47 % sinken (6).

Drittens gingen wir zur Bestimmung des Anteils bereits infizierter Personen, die auch geimpft waren, davon aus, dass die Entscheidung zur Impfung unabhängig von einer früheren Infektion getroffen wurde.

Viertens kann der durch die Impfung induzierte Schutz bei Varianten, die das Immunsystem umgehen, wie der Delta-Variante, geringer sein als beim ursprünglichen SARS-CoV-2-Stamm (22). Schließlich haben wir die vom CDC gemeldeten täglichen Todesfälle verwendet, um die Gesamtzahl der Infektionen zu berechnen. Jüngste Schätzungen zeigen, dass 24 % aller auf COVID-19 zurückzuführenden Todesfälle in den Vereinigten Staaten nicht gemeldet wurden (25, 26), wovon mehr als ein Drittel bei Personen im Alter von 80 Jahren oder älter auftrat.

Obwohl die nicht gemeldeten Todesfälle unsere Schätzungen möglicherweise in Richtung einer geringeren Immunität der Bevölkerung verzerren, unterliegen IFR-Schätzungen ebenfalls ähnlichen Einschränkungen, wodurch die potenzielle Verzerrung unserer Schätzungen minimiert wird. Darüber hinaus würde jede Unterschätzung der Bevölkerungsimmunität die Kluft zwischen Bevölkerungsimmunität und Herdenimmunitätsschwellen noch deutlicher machen, die erreicht werden muss, um den Verlauf der Pandemie umzukehren.

Darüber hinaus variieren die Impf- und Infektionsraten je nach Standort. Beispielsweise haben viele Bundesstaaten im Nordosten eine hohe Durchimpfungsrate und niedrige Infektionsraten erreicht, während bestimmte Gebiete im Süden und Mittleren Westen relativ niedrige Impfraten und hohe Infektionsraten aufweisen. Unsere Studie unterstreicht die Notwendigkeit, die Impfung zu beschleunigen, um weitere COVID-Wellen zu verhindern-19 und die Entwicklung neuer Varianten und die Verkürzung der Zeitpläne für die Pandemiebekämpfung in den Vereinigten Staaten.

Die Einhaltung nichtpharmazeutischer Maßnahmen wie Gesichtsmasken und proaktive Tests sollte zumindest so lange gefördert werden, bis die Immunität der Bevölkerung hoch genug ist, um die Pandemie einzudämmen. Von der York University, Toronto, Ontario, Kanada (SMM); YaleSchool of Public Health, New Haven, Connecticut (PS, AS, APG); und der University of Texas in Austin, Austin, Texas, und dem Santa Fe Institute, Santa Fe, New Mexico (LAM).

Zuschussunterstützung: Dr. Galvani erhielt Mittel aus dem NSFExpeditions-Zuschuss 1918784, dem National Institutes of Health-Zuschuss 1R01AI151176-01, dem National Science Foundation grantRAPID-2027755 und der Notsew Orm Sands Foundation. Dr. Moghadas wurde von den Canadian Institutes of Health Research (OV4 – 170643, COVID-19 Rapid Research) und dem Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, Emerging Infectious Disease Modelling, Mathematics for Public Health gefördert.

Offenlegungen: Die Autoren haben keine Offenlegungen von Interesse gemeldet.

Formulare können unter eingesehen werdenwww.acponline.org/authors/icmje/ConflictOfInterestForms.do?msNum=M21-2721.

Reproduzierbare Forschungserklärung: Studienprotokoll und Datensatz: Erhältlich bei Dr. Galvani (E-Mail, Alison.galvani@yale.edu). Statistischer Code: Verfügbar unterhttps://github.com/affans/c19popimmunity.

Verweise

1. Cohen J. Covid-19 Herdenimmunität sieht wie eine Fata Morgana aus, ist aber eine Verfolgung wert. Forbes. 8. Mai 2021. Zugriff unter www.forbes.com/sites/joshuacohen/2021/05/08/covid-19-herd-immunity-looks-like-amirage-but-is-worth-pursuing am 28. Juli 2021.

2. Gesundheitsgrundlagen. Wie viel der Bevölkerung muss geimpft werden, bis die Pandemie vorbei ist? 5. Mai 2021. Abgerufen unter https://health.clevelandclinic.org/how-much-of-the-population-willneed-to-be-vaccinated-until-the-pandemic-is-over am 29. Juli 2021.

3. Russell RS. Herdenimmunität gegen COVID-19: mehr Fragen als Antworten [Editorial]. Virales Immunol. 2021;34:211-2. [PMID: 33999721]doi:10.1089/vim.2021.0075

4. GitHub. covid-19-Daten: eine fortlaufende Sammlung von Daten zu Coronavirus-Fällen und Todesfällen in den USA. Zugriff unter https://github.com/nytimes/covid-19-data am 28. Juli 2021.5. Zentren für Krankheitskontrolle und Prävention. Wöchentliche Updates nach ausgewählten demografischen und geografischen Merkmalen. Zugriff unter www.cdc.gov/nchs/nvss/vsrr/covid_weekly/index.htm am 28. Juli 2021.

6. Hansen CH, Michlmayr D, Gubbels SM, et al. Bewertung des Schutzes vor einer erneuten Infektion mit SARS-CoV-2 bei 4 Millionen PCR-getesteten Personen in Dänemark im Jahr 2020: eine Beobachtungsstudie auf Bevölkerungsebene. Lanzette. 2021;397:1204-12. [PMID: 33743221] doi:10.1016/S0140-6736(21)00575-4

7. Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten. COVID-19 Pandemieplanungsszenarien. Aktualisiert am 19. März 2021. Zugriff unter www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/hcp/planning-scenarios.html am 28. Juli 2021.

8. Verity R, Okell LC, Dorigatti I, et al. Schätzungen zum Schweregrad der Coronavirus-Erkrankung 2019: eine modellbasierte Analyse.Lancet InfectDis. 2020;20:669-77. [PMID: 32240634] doi:10.1016/S1473-3099(20)30243-7

9. O'Driscoll M, Ribeiro Dos Santos G, Wang L, et al. Altersspezifische Mortalitäts- und Immunitätsmuster von SARS-CoV-2. Natur. 2021;590:140-5.doi:10.1038/s41586-020-2918-0

10. Hall VJ, Foulkes S, Charlett A, et al; SIREN-Studiengruppe. SARS-CoV-2Infektionsraten von Antikörper-positiven im Vergleich zu Antikörper-negativen Beschäftigten im Gesundheitswesen in England: eine große, multizentrische, prospektive Kohortenstudie (SIREN). Lanzette. 2021;397:1459-69. [PMID: 33844963] doi:10.1016/S0140-6736(21)00675-9

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