집단 면역 역치

집단 면역 역치는 병원체의 전파가 증가하지 않고 감소하기 위해 면역력을 가져야 하는 인구의 비율입니다. 이 역치 이상에서는 감염된 사람 한 명이 평균적으로 한 명 미만의 다른 사람에게 병원체를 전파하므로 전파 사슬이 소멸되고 감수성이 있는 개인조차 간접적인 보호를 받습니다.

Definition

집단 면역 역치는 동질적으로 혼합되는 인구에서 유효 감염 재생산수가 1로 떨어지기 위해 면역력을 가져야 하는 최소 인구 비율이며, 통상적으로 기본 감염 재생산수의 역수를 1에서 뺀 값(1 - 1/R0)으로 표현됩니다.

Scope

이 항목은 역치의 정의, 기본 감염 재생산수로부터의 도출, 밀접하게 관련된 임계 예방접종률, 그리고 단순 공식의 가정과 한계를 다룹니다. 이 항목은 역치를 특정 프로그램에 적용될 목표가 아닌 감염병 역학의 방법론적, 개념적 주제로 다룹니다.

Core questions

• 전파가 감소하기 위해 인구의 몇 퍼센트가 면역력을 가져야 하는가?
• 역치는 병원체의 기본 감염 재생산수에 어떻게 의존하는가?
• 임계 예방접종률이 집단 면역 역치를 초과할 수 있는 이유는 무엇인가?
• 단순 공식의 어떤 가정이 실제의 이질적인 인구에서는 실패하는가?

Key concepts

• 기본 감염 재생산수 (R0)
• 유효 감염 재생산수
• 임계 예방접종률
• 간접 보호
• 동질적 혼합 가정
• 이질성과 군집화
• 불완전 백신 조정

Key theories

기본 감염 재생산수로부터의 역치

동질적으로 혼합되는 인구의 1 - 1/R0에 해당하는 비율이 면역력을 가질 때, 유효 감염 재생산수는 1로 떨어지고 전파는 더 이상 유지될 수 없습니다. R0가 높을수록 필요한 면역 비율이 높아집니다.

Mechanisms

개인이 무작위로 혼합되는 단순 모델에서, 감염당 평균 2차 감염자 수가 1을 초과할 때 유행병이 증가합니다. 인구의 일부를 면역화하면 각 사례가 감염시킬 수 있는 감수성 접촉자 수가 줄어듭니다. 면역 비율이 1 - 1/R0에 도달하면 유효 감염 재생산수는 1이 되고 전파는 전환점에 도달합니다. 이 비율을 초과하면 전파가 감소합니다. 백신은 불완전하므로, 이 면역 비율에 도달하는 데 필요한 접종률(임계 예방접종률)은 역치를 백신 효과로 나눈 값이며, 따라서 역치 자체를 초과합니다. 이 단순 공식은 동질적 혼합과 균일한 면역을 가정합니다. 실제 인구는 연령 구조, 접촉 이질성, 감수성 군집화를 가지므로, 인구 전체의 면역이 역치 이상일 때도 국지적 발생이 가능합니다.

Clinical relevance

이 역치는 홍역과 같이 전염성이 높은 일부 질병이 통제를 위해 매우 높은 접종률을 요구하는 이유와, 높은 국가 면역에도 불구하고 낮은 접종률 지역에서 발생이 지속될 수 있는 이유를 설명합니다. 이는 발생 위험과 프로그램 목표를 해석하기 위한 참조 개념이며, 인구 역학을 설명하고 개별 예방접종 결정의 근거가 아닙니다.

Epidemiology

추정된 역치는 전염성과 비례합니다. 홍역과 같이 기본 감염 재생산수가 높은 병원체는 일반적으로 90% 이상으로 인용되는 면역 비율을 의미하는 반면, 전염성이 낮은 감염은 더 낮은 역치를 의미합니다. R0 자체가 환경과 인구 구조에 따라 달라지므로, 발표된 역치는 근사치이며 맥락에 따라 다릅니다.

History

충분한 수의 어린이가 감염되었을 때 홍역 유행이 사라진다는 관찰은 20세기 초 연구에서 비롯되었으며, '집단 면역'이라는 용어는 그 시기에 역학에 도입되었습니다. 역치와 기본 감염 재생산수 사이의 정량적 관계는 특히 1980년대 Anderson과 May에 의해 전파 역학 문헌에서 공식화되었으며, Fine의 검토는 이 개념의 역사, 이론 및 실제적 주의사항을 통합했습니다.

Debates

단일 인구 전체 역치가 의미 있는가?

실제 인구는 이질적으로 혼합되고 면역이 군집되어 있기 때문에, 비판론자들은 단순한 1 - 1/R0 역치가 오해를 불러일으킬 수 있다고 주장합니다. 즉, 예방접종률이 낮은 군집에서는 명백한 목표치 미만에서도 발생이 일어날 수 있으며, 관련 역치는 하위 그룹과 접촉 구조에 따라 달라진다는 것입니다.

Key figures

• Roy Anderson
• Robert May
• Paul Fine
• David Heymann

Seminal works

• anderson-may-1985
• fine-1993

Frequently asked questions

홍역의 집단 면역 역치가 다른 많은 질병보다 높은 이유는 무엇입니까?

홍역은 전염성이 매우 높으므로 기본 감염 재생산수가 높습니다. 역치는 그 수치의 역수를 1에서 뺀 값이므로, 더 높은 재생산수는 전파를 차단하기 위해 더 큰 면역 비율을 요구합니다.

필요한 예방접종률이 역치 자체보다 보통 높은 이유는 무엇입니까?

백신은 완벽하게 보호적이지 않으므로, 모든 접종자가 면역력을 갖게 되는 것은 아닙니다. 필요한 접종률은 면역 비율 역치를 백신의 효과로 나눈 값과 같으므로, 역치보다 더 커집니다.