群体免疫阈值

群体免疫阈值是指在人群中，病原体传播不再增长而是下降所需的免疫人口比例。超过此阈值，每个受感染者平均将病原体传播给少于一个其他人，因此传播链会逐渐消失，甚至易感个体也能获得间接保护。

Definition

群体免疫阈值是指在均匀混合人群中，为使有效再生数（effective reproduction number）降至1所需的人口最低免疫比例，通常表示为1减去基本再生数的倒数（1 - 1/R0）。

Scope

本条目涵盖了阈值的定义、其从基本再生数（basic reproduction number）的推导、密切相关的临界疫苗接种覆盖率（critical vaccination coverage），以及简单公式的假设和局限性。它将阈值视为传染病流行病学中的一个方法论和概念性主题，而非适用于任何特定项目的目标。

Core questions

• 人口中需要有多少比例的人具有免疫力才能使传播下降？
• 阈值如何取决于病原体的基本再生数？
• 为什么临界疫苗接种覆盖率可能超过群体免疫阈值？
• 简单公式的哪些假设在真实、异质的人群中失效？

Key concepts

• 基本再生数 (R0)
• 有效再生数
• 临界疫苗接种覆盖率
• 间接保护
• 均匀混合假设
• 异质性和聚集性
• 不完美疫苗调整

Key theories

基于基本再生数的阈值

当均匀混合人群中1 - 1/R0的比例具有免疫力时，有效再生数降至1，传播无法再持续；R0越高，所需的免疫比例越高。

Mechanisms

在一个个体随机混合的简单模型中，当每次感染的平均继发病例数超过1时，流行病就会增长。使一部分人口免疫可以减少每个病例能够感染的易感接触者数量。当免疫比例达到1 - 1/R0时，有效再生数等于1，传播处于临界点；超过此点，传播就会下降。由于疫苗并非完美，达到此免疫比例所需的覆盖率（临界疫苗接种覆盖率）是阈值除以疫苗有效性，因此会超过阈值本身。简单公式假设均匀混合和均匀免疫；真实人群具有年龄结构、接触异质性和易感性聚集，这可能导致即使在全人口免疫水平高于阈值的情况下，局部暴发仍可能发生。

Clinical relevance

该阈值解释了为什么某些高传染性疾病（如麻疹）需要非常高的覆盖率才能控制，以及为什么尽管全国免疫水平很高，低覆盖率区域仍可能维持疫情暴发。它是解释疫情风险和项目目标的参考概念；它描述的是人口动态，而不是个体免疫决策的基础。

Epidemiology

估计的阈值与传染性成比例：具有高基本再生数（如麻疹）的病原体，通常意味着90%或更高的免疫比例，而传染性较低的感染则意味着较低的阈值。由于R0本身随环境和人口结构而变化，公布的阈值是近似的且具有情境依赖性。

History

麻疹疫情在足够多的儿童被感染后消退的观察可以追溯到20世纪初的工作，而“群体免疫”一词也在那个时期进入流行病学。阈值与基本再生数之间的定量联系在传播动力学文献中得到了正式确立，特别是20世纪80年代Anderson和May的工作，而Fine的综述则巩固了这一概念的历史、理论和实际注意事项。

Debates

单一的全人口阈值是否有意义？

由于真实人群混合不均且免疫力呈聚集性，批评者认为简单的1 - 1/R0阈值可能产生误导：在疫苗接种不足的群体中，即使低于表面目标也可能发生疫情暴发，并且相关的阈值因亚群和接触结构而异。

Key figures

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

Seminal works

• anderson-may-1985
• fine-1993

Frequently asked questions

为什么麻疹的群体免疫阈值高于许多其他疾病？

麻疹具有极强的传染性，因此其基本再生数很高；由于阈值是1减去该数字的倒数，更高的再生数需要更大的免疫比例才能中断传播。

为什么所需的疫苗接种覆盖率通常高于阈值本身？

疫苗并非完美保护，因此并非所有接种疫苗的人都能获得免疫；所需的覆盖率等于免疫比例阈值除以疫苗的有效性，这使得它高于阈值。