Эффективность вакцины

Снижение заболеваемости среди вакцинированных по сравнению с невакцинированными

Вакцина против гриппа

Действенность вакцины или эффективность вакцины - это процентное снижение случаев заболевания в вакцинированной группе людей по сравнению с невакцинированной группой . Например, эффективность вакцины 80% указывает на 80% снижение числа случаев заболевания среди группы вакцинированных людей по сравнению с группой, в которой никто не был вакцинирован. Когда исследование проводится с использованием наиболее благоприятных, идеальных или идеально контролируемых условий , ^[1] таких как клинические испытания , используется термин эффективность вакцины . ^[2] С другой стороны, когда исследование проводится для того, чтобы показать, насколько хорошо работает вакцина, когда она используется в большей, типичной популяции в неидеально контролируемых условиях, используется термин эффективность вакцины . ^{[1] [2]}

Эффективность вакцины была разработана и рассчитана Гринвудом и Юлом в 1915 году для вакцин от холеры и брюшного тифа . Лучше всего ее измерять с помощью двойных слепых , рандомизированных , клинически контролируемых испытаний, так что она изучается в рамках «наилучших сценариев». ^[3]

Исследования эффективности вакцин используются для измерения нескольких важных и критических результатов, представляющих интерес, таких как показатели заболеваемости , госпитализации из-за болезни, смерти из-за болезни, бессимптомная инфекция, серьезные побочные эффекты из-за вакцинации, реактогенность вакцины и экономическая эффективность вакцины. Эффективность вакцины рассчитывается на заданной популяции (и, следовательно, не является постоянной величиной при подсчете в других популяциях) и может быть неправильно принята за то, насколько эффективна вакцина во всех популяциях.

Тестирование

Эффективность вакцины отличается от эффективности вакцины так же, как объяснительное клиническое испытание отличается от испытания с намерением лечить ^{[ необходимо разъяснение ]} : эффективность вакцины показывает, насколько эффективной может быть вакцина при идеальных обстоятельствах и 100%-ном усвоении вакцины (например, условиях в рамках контролируемого клинического испытания); эффективность вакцины измеряет, насколько хорошо вакцина действует при ее использовании в обычных обстоятельствах в обществе. ^[4] Эффективность вакцины важна тем, что она показывает показатели заболеваемости , а также отслеживание статуса вакцинации. ^{[ жаргон ] [4]} Эффективность вакцины относительно недорого измерить, чем эффективность вакцины. Измерение эффективности вакцины основано на наблюдательных исследованиях, которые обычно проще выполнить, тогда как измерение эффективности вакцины требует рандомизированных контролируемых испытаний , которые требуют много времени и капитала. ^{[5] [4]} Поскольку клиническое испытание основано на людях, которые принимают вакцину, и тех, кто ее не принимает, существует риск заболевания, и для тех, кто инфицирован, необходимо оптимальное лечение.

Преимущества измерения эффективности вакцины заключаются в возможности контролировать смещение отбора , а также проспективный активный мониторинг показателей заболеваемости и тщательное отслеживание статуса вакцинации для исследуемой популяции; обычно также имеется подгруппа; лабораторное подтверждение интересующего инфекционного исхода и выборка иммуногенности вакцины . ^{[4] [ неудавшаяся проверка ]} Основными недостатками испытаний эффективности вакцин являются сложность и дороговизна их проведения, особенно для относительно редких инфекционных исходов заболеваний, для которых требуемый размер выборки увеличивается для достижения клинически полезной статистической мощности . ^[4] Оценки эффективности вакцины, полученные в результате наблюдательных исследований, обычно подвержены смещению отбора . ^[6] С 2014 года эпидемиологи используют квазиэкспериментальные проекты для получения беспристрастных оценок эффективности вакцин. ^{[7] [8] [9]}

Стандартизированные заявления об эффективности могут быть параметрически расширены для включения нескольких категорий эффективности в табличном формате. В то время как обычные данные об эффективности/результативности обычно показывают способность предотвращать симптоматическую инфекцию, этот расширенный подход может включать профилактику результатов, категоризированных по классу симптомов, незначительному/серьезному вирусному поражению, госпитализации, госпитализации в отделение интенсивной терапии, смерти, различным уровням вирусовыделения и т. д. Отражение эффективности в профилактике каждой из этих «категорий результатов» обычно является частью любого исследования и может быть представлено в таблице с четкими определениями вместо того, чтобы быть непоследовательно представленным в обсуждении исследования, как это обычно делалось в прошлой практике. ^[10]

Биологические факторы

Биологическое воздействие, такое как паразиты, влияет на иммунный ответ после вакцинации. ^[11] Это можно наблюдать в регионах с высоким уровнем паразитарных инфекций, где реакция на вакцины низкая для таких вакцин, как БЦЖ . ^[12] Инфекции, такие как малярия, подавляют иммунный ответ на полисахаридные вакцины. Потенциальным решением является проведение лечебного лечения перед вакцинацией в регионах, где присутствует малярия. ^[11] Влияние паразитов на реакцию на вакцину также наблюдалось у лиц, инфицированных гельминтами в регионах с высоким уровнем инфекционных заболеваний. Установленные инфекции гельминтами во время вакцинации влияют на реакцию на вакцину. ^[13]

Другие биологические факторы, такие как курение, возраст, пол и питание, также влияют на реакцию на вакцину. В случае вакцины против гепатита В , например, увеличение возраста, мужской пол, индекс массы тела > 25 и курение могут привести к более низким показателям серопротекции. ^[14] Кроме того, другие факторы, такие как состав микробиоты кишечника, могут влиять на реакцию на вакцинацию. ^[15]

Формула

Данные о результатах (эффективность вакцины) обычно выражаются как пропорциональное снижение показателя заболеваемости (AR) между невакцинированными (ARU) и вакцинированными (ARV) или могут быть рассчитаны на основе относительного риска (RR) заболевания среди вакцинированной группы. ^{[16] [17] [18]}

Основная формула ^[19] записывается как: с $${\displaystyle VE={\frac {ARU-ARV}{ARU}}\times 100\%,}$$

• ${\textstyle VE}$= Эффективность вакцины,
• ${\displaystyle ARU}$= Уровень заболеваемости среди невакцинированных людей,
• ${\displaystyle ARV}$= Уровень заболеваемости среди вакцинированных людей.

Альтернативная, эквивалентная формулировка эффективности вакцины выглядит так: где — относительный риск развития заболевания у вакцинированных людей по сравнению с невакцинированными людьми. $${\displaystyle VE=(1-RR)\times 100\%,}$$ ${\displaystyle RR}$

Дизайн клинических испытаний гарантирует, что регулирующее одобрение выдается только для эффективных вакцин. Однако во время исследования возможно, что вмешательство фактически увеличивает риск для участников, например, в исследованиях STEP и Phambili, которые оба были предназначены для тестирования экспериментальной вакцины против ВИЧ . ^[20] В этих случаях формула даст отрицательное значение эффективности, поскольку . Отрицательное значение эффективности иногда присутствует в нижнем пределе доверительного интервала оценки эффективности вакцины для определенных клинических конечных точек . Хотя это означает, что вмешательство может фактически иметь отрицательный эффект, это также может быть просто из-за небольшого размера выборки или изменчивости выборки. ${\displaystyle ARV>ARU}$

Относительный риск

Сначала можно рассчитать базовый риск для каждой группы, а затем эффективность вакцины ( RRR ) следующим образом:

• ${24 \over 12221}=0.196\%$для вакцинированной группы (24 случая заражения)
• ${\displaystyle {106 \over 12198}=0.86\%}$для группы плацебо (106 инфекций)
• Относительный риск , ${\displaystyle RR={0.196 \over 0.86}\approx 0.23}$

Затем, ${\displaystyle VE=(1-RR)\times 100\implies (1-0.23)\times 100\approx 77\%}$

Кроме того, абсолютное снижение риска (ARR) для любой вакцины можно просто получить, рассчитав разницу рисков между группами, т.е. 0,86%–0,196%, что дает значение около 0,66% для приведенного выше примера.

Изученные случаи

Журнал New England Journal of Medicine провел исследование эффективности вакцины против вируса гриппа А. В исследовании приняли участие 1952 человека, которым были сделаны прививки осенью 2007 года. Активность гриппа наблюдалась с января по апрель 2008 года, при этом циркулировали следующие типы гриппа:

• А ( H3N2 ) (около 90%)
• Б (около 9%)

Абсолютная эффективность против обоих типов гриппа, измеренная путем выделения вируса в культуре , идентификации его с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени или обоих методов , составила 68% (95% доверительный интервал [ДИ], 46–81) для инактивированной вакцины и 36% (95% ДИ, 0–59) для живой аттенуированной вакцины . С точки зрения относительной эффективности наблюдалось 50% (95% ДИ, 20–69) снижение лабораторно подтвержденного гриппа среди субъектов, которым была введена инактивированная вакцина, по сравнению с теми, кому была введена живая аттенуированная вакцина. Субъектами были здоровые взрослые. Эффективность против вируса гриппа А составила 72%, а для инактивированной — 29% при относительной эффективности 60%. ^[21] Вакцина против гриппа не на 100% эффективна в профилактике заболевания, но она близка к 100% безопасности и намного безопаснее, чем само заболевание. ^{[22] [23]}

С 2004 года клинические испытания, проверяющие эффективность вакцины против гриппа, медленно приближались: в октябре и ноябре 2005 года было вакцинировано 2058 человек. Активность гриппа была продолжительной, но низкой интенсивности; тип A (H3N2) был вирусом, который в целом распространялся среди населения, что было очень похоже на саму вакцину. Эффективность инактивированной вакцины составила 16% (95% доверительный интервал [ДИ], -171% до 70%) для конечной точки идентификации вируса (изоляция вируса в культуре клеток или идентификация с помощью полимеразной цепной реакции) и 54% (95% ДИ, 4%–77%) для первичной конечной точки (изоляция вируса или увеличение титра сывороточных антител ). Абсолютная эффективность живой аттенуированной вакцины для этих конечных точек составила 8% (95% ДИ, -194% до 67%) и 43% (95% ДИ, -15% до 71%). ^[24]

С учетом серологических конечных точек эффективность инактивированной вакцины была продемонстрирована в год с низкими показателями заболеваемости гриппом. Вакцины против гриппа эффективны в снижении случаев гриппа, особенно когда содержание точно предсказывает циркулирующие типы и циркуляция высока. Однако они менее эффективны в снижении случаев гриппоподобных заболеваний и оказывают скромное влияние на потерянные рабочие дни. Недостаточно доказательств для оценки их влияния на осложнения.

Ссылки

1. Zimmer, Carl (20 ноября 2020 г.). «Две компании заявляют, что их вакцины эффективны на 95%. Что это значит? Вы можете предположить, что 95 из каждых 100 вакцинированных будут защищены от Covid-19. Но математика работает не так». The New York Times . Получено 21 ноября 2020 г.
2. Принципы эпидемиологии в практике общественного здравоохранения (3-е изд.), Министерство здравоохранения и социальных служб США и Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC), 2006, стр. 3–49
3. (Вайнбург, Г. и Силаги, П. (2010). Эпидемиология вакцин: эффективность, действенность и дорожная карта трансляционных исследований. Журнал инфекционных заболеваний, 201(11), 1607-1610.)
4. «Как измеряются эффективность и действенность вакцины против гриппа». Центры по контролю и профилактике заболеваний, Национальный центр иммунизации и респираторных заболеваний, Министерство здравоохранения и социальных служб США. 2016-01-29 . Получено 2020-05-06 .
5. Феррейра, Хулиана Карвальо; Патино, Сесилия Мария (2016). «Разумный выбор между рандомизированными контролируемыми исследованиями и наблюдательными исследованиями в области вмешательств». Журнал Brasileiro de Pneumologia . 42 (2016): 165–165. дои : 10.1590/S1806-37562016000000152. ПМК 5569603 . ПМИД  27383927. 
6. Джексон, Майкл; Филлипс, Холли; Бенуа, Джойс; Кинири, Эрика; Мадзива, Лоуренс; Нельсон, Дженнифер; Джексон, Лиза (2018). «Влияние смещения отбора на оценки эффективности вакцин из исследований с отрицательными результатами тестов». Вакцина . 36 (5): 751–757. doi :10.1016/j.vaccine.2017.12.022. PMID  29254838.
7. Баста, Николь; Халлоран, Элизабет (2019). «Оценка эффективности вакцин с использованием дизайна разрыва регрессии». Американский журнал эпидемиологии . 188 (6): 987–990. doi :10.1093/aje/kwz043. PMC 6580688. PMID  30976806 . 
8. Бор, Якоб; Моско, Эллен; Мутеведзи, Порция; Ньюэлл, Мари-Луиз; Барнигхаузен, Тилл (2014). «Конструкции разрыва регрессии в эпидемиологии: причинно-следственные выводы без рандомизированных испытаний». Эпидемиология . 25 (5): 729–737. doi :10.1097/EDE.0000000000000138. PMC 4162343. PMID  25061922 . 
9. Мукерджи, Абхируп; Панайотов, Джордж; Сен, Рик; Датта, Харша; Гош, Пулак (2022). «Измерение эффективности вакцины на основе ограниченных наборов данных общественного здравоохранения: структура и оценки второй волны COVID в Индии». Science Advances . 8 (18): eabn4274. Bibcode :2022SciA....8N4274M. doi :10.1126/sciadv.abn4274. PMC 9075799 . PMID  35522748. 
10. Hodgson, Susanne H.; Mansatta, Kushal; Mallett, Garry; Harris, Victoria; Emary, Katherine RW; Pollard, Andrew J. (февраль 2021 г.). «Что определяет эффективную вакцину от COVID-19? Обзор проблем оценки клинической эффективности вакцин против SARS-CoV-2». The Lancet. Инфекционные заболевания . 21 (2): e26–e35. doi :10.1016/S1473-3099(20)30773-8. ISSN  1474-4457. PMC 7837315. PMID 33125914  . 
11. Cunnington, Aubrey J; Riley, Eleanor M (апрель 2010 г.). «Подавление ответов на вакцины малярией: незначительное или упущенное?». Expert Review of Vaccines . 9 (4): 409–429. doi :10.1586/erv.10.16. ISSN  1476-0584. PMID  20370551.
12. Файн, ПЕМ (1995-11-18). «Изменение защиты БЦЖ: последствия гетерологичного иммунитета». The Lancet . 346 (8986): 1339–1345. doi :10.1016/S0140-6736(95)92348-9. PMID  7475776.
13. Натукунда, Агнес; Зирименя, Людовико; Нассууна, Жасент; Нкурунунги, Гьявира; Коуз, Стивен; Эллиотт, Элисон М.; Уэбб, Эмили Л. (17 июня 2022 г.). «Влияние гельминтной инфекции на реакцию на вакцину у людей и животных: систематический обзор и метаанализ». Иммунология паразитов . 44 (9): e12939. дои : 10.1111/pim.12939. ISSN  0141-9838. ПМЦ 9542036 . ПМИД  35712983. 
14. Ян, Сигуи; Тянь, Го; Цуй, Юанься; Дин, Ченг; Дэн, Мин; Ю, Чэнбо; Сюй, Кайджин; Рен, Цзинцзин; Яо, Цзюнь; Ли, Ипин; Цао, Цин; Чен, Пин; Се, Тяньшэн; Ван, Чэньчэн; Ван, Бин (21 июня 2016 г.). «Факторы, влияющие на иммунологический ответ на вакцину против гепатита В у взрослых». Научные отчеты . 6 (1): 27251. Бибкод : 2016NatSR...627251Y. дои : 10.1038/srep27251. ISSN  2045-2322. ПМЦ 4914839 . ПМИД  27324884. 
15. Линн, Дэвид Дж.; Бенсон, Сирша К.; Линн, Мириам А.; Пулендран, Бали (17 мая 2021 г.). «Модуляция иммунных ответов на вакцинацию микробиотой: последствия и потенциальные механизмы». Nature Reviews Immunology . 22 (1): 33–46. doi :10.1038/s41577-021-00554-7. ISSN  1474-1733. PMC 8127454. PMID 34002068  . 
16. Вайнберг, Джеффри А.; Силаги, Питер Г. (2010-06-01). «Эпидемиология вакцин: действенность, эффективность и дорожная карта трансляционных исследований». Журнал инфекционных заболеваний . 201 (11): 1607–1610. doi :10.1086/652404. ISSN  0022-1899. PMID  20402594. S2CID  29528780.
17. Клеменс, Дж.; Бреннер, Р.; Рао, М.; Тафари, Н.; Лоу, К. (1996-02-07). «Оценка новых вакцин для развивающихся стран. Эффективность или результативность?». JAMA . 275 (5): 390–397. doi :10.1001/jama.1996.03530290060038. ISSN  0098-7484. PMID  8569019.
18. Orenstein, WA; Bernier, RH; Hinman, AR (1988). «Оценка эффективности вакцины в полевых условиях. Дальнейшие наблюдения». Epidemiologic Reviews . 10 : 212–241. doi :10.1093/oxfordjournals.epirev.a036023. ISSN  0193-936X. PMID  3066628.
19. Orenstein WA, Bernier RH, Dondero TJ, Hinman AR, Marks JS, Bart KJ, Sirotkin B (1985). «Полевая оценка эффективности вакцин». Bull. World Health Organ . 63 (6): 1055–1068. PMC 2536484. PMID  3879673 . 
20. Fauci AS, Marovich MA, Dieffenbach CW, Hunter E, Buchbinder SP (2014-04-04). «Активация иммунитета с помощью вакцин против ВИЧ: последствия опыта аденовирусного вектора». Science . 344 (6179): 49–51. doi :10.1126/science.1250672. ISSN  0036-8075. PMC 4414116 . PMID  24700849. 
21. Crislip (2009) цитирует Monto, Arnold S.; Ohmit, Suzanne E.; Petrie, Joshua G.; Johnson, Emileigh; Truscon, Rachel; Teich, Esther; Rotthoff, Judy; Boulton, Matthew; Victor, John C. (2009). «Сравнительная эффективность инактивированных и живых ослабленных вакцин против гриппа». New England Journal of Medicine . 361 (13): 1260–1267. doi : 10.1056/NEJMoa0808652 . ISSN  0028-4793. PMID  19776407. S2CID  205090564.
22. Gidengil, Courtney; Goetz, Matthew Bidwell; Newberry, Sydne; Maglione, Margaret; Hall, Owen; Larkin, Jody; Motala, Aneesa; Hempel, Susanne (2021-06-23). ​​«Безопасность вакцин, используемых для плановой иммунизации в Соединенных Штатах: обновленный систематический обзор и метаанализ». Vaccine . 39 (28): 3696–3716. doi :10.1016/j.vaccine.2021.03.079. ISSN  1873-2518. PMID  34049735. S2CID  235241761.
23. Крислип, М (2009-10-09). "Эффективность вакцины против гриппа". Science-Based Medicine . Архивировано из оригинала 2020-06-01.
24. Crislip (2009) цитирует Ohmit, Suzanne E.; Victor, John C.; Teich, Esther R.; Truscon, Rachel K.; Rotthoff, Judy R.; Newton, Duane W.; Campbell, Sarah A.; Boulton, Matthew L.; Monto, Arnold S. (2008). «Профилактика симптоматического сезонного гриппа в 2005–2006 годах с помощью инактивированных и живых ослабленных вакцин». Журнал инфекционных заболеваний . 198 (3): 312–317. doi :10.1086/589885. ISSN  0022-1899. PMC 2613648. PMID  18522501 .