[論文レビュー] Potential benefits of delaying the second mRNA COVID-19 vaccine dose

Maier Bf, Angelique Burdinski+10 more|arXiv (Cornell University)|Feb 26, 2021

SARS-CoV-2 and COVID-19 Research参考文献 29被引用数 13

ひとこと要約

本研究では、ドイツにおけるmRNA新型コロナウイルスワクチンの2回目接種の遅延がもたらす影響を評価するために、確率的でリスクグループ構造を有する疫学的モデルが用いられている。6週間以内の2回目接種の遅延は、全体のワクチン効果のわずかな低下や遵守の難易度の増加にもかかわらず、高リスク集団における早期の保護を高めることで、4,000〜5,000件の新型コロナウイルス感染症死亡を防ぐ可能性があることが判明した。

ABSTRACT

Vaccination against COVID-19 with the recently approved mRNA vaccines BNT162b2 (BioNTech/Pfizer) and mRNA-1273 (Moderna) is currently underway in a large number of countries. However, high incidence rates and rapidly spreading SARS-CoV-2 variants are concerning. In combination with acute supply deficits in Europe in early 2021, the question arises of whether stretching the vaccine, for instance by delaying the second dose, can make a significant contribution to preventing deaths, despite associated risks such as lower vaccine efficacy, the potential emergence of escape mutants, enhancement, waning immunity, reduced social acceptance of off-label vaccination, and liability shifts. A quantitative epidemiological assessment of risks and benefits of non-standard vaccination protocols remains elusive. To clarify the situation and to provide a quantitative epidemiological foundation we develop a stochastic epidemiological model that integrates specific vaccine rollout protocols into a risk-group structured infectious disease dynamical model. Using the situation and conditions in Germany as a reference system, we show that delaying the second vaccine dose is expected to prevent deaths in the four to five digit range, should the incidence resurge. We show that this considerable public health benefit relies on the fact that both mRNA vaccines provide substantial protection against severe COVID-19 and death beginning 12 to 14 days after the first dose. The benefits of protocol change are attenuated should vaccine compliance decrease substantially. To quantify the impact of protocol change on vaccination adherence we performed a large-scale online survey. We find that, in Germany, changing vaccination protocols may lead to small reductions in vaccination intention. In sum, we therefore expect the benefits of a strategy change to remain substantial and stable.

研究の動機と目的

• SARS-CoV-2の感染率が上昇する時期における、mRNAワクチンの2回目接種を遅らせる戦略の公衆衛生的影響を評価すること。
• ワクチン効果の低下、免疫逃避、ワクチン遵守率の低下といったリスクと、早期の保護が得られるという利点の間のトレードオフを定量化すること。
• ドイツの実証的アンケート調査データを用いて、プロトコル変更がワクチン接種遵守に与える影響を評価すること。
• 供給制限下における非標準的なワクチン接種戦略の、定量的かつ証拠に基づいた根拠を提供すること。

提案手法

• ドイツにおける年齢およびリスクグループごとのSARS-CoV-2感染拡散ダイナミクスをシミュレートする、確率的でリスクグループ構造を有する区分型モデルが使用された。
• モデルは、2回目接種の遅延を含む、特定のワクチン接種プロトコルを動的感染拡散フレームワークに統合している。
• 主なコンパートメントには、潜伏（E）、感染（I）、回復（R）、死亡（D）があり、年齢およびリスクに応じた感染伝播率と病態進行パラメータが含まれる。
• ワクチン効果は時間に依存し、1回目の接種後12〜14日で重症疾患に対する強力な保護が得られる。
• 異なる責任に関する懸念やプロトコル状況下でのワクチン接種意図の変化を評価するために、大規模なオンラインアンケート調査が実施された。
• モデルは、標準的（21〜28日）および遅延（最大6週間）の2回目接種スケジュールを、感染率および遵守率の異なる条件下で比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 mRNAワクチンの2回目接種を遅らせる戦略が、ドイツにおける新型コロナウイルス感染症死亡の予防に与える潜在的影響は何か？
• RQ2 感染率が高くなる状況下で、2回目接種の時期が重症例および死亡者数に与える影響はどの程度か？
• RQ3 ワクチン接種プロトコルの変更が、ワクチン接種の意欲にどの程度影響を及えるか？
• RQ4 ワクチン接種率の低下および責任に関する懸念が、接種遅延戦略のネット公衆衛生的効果に与える影響は？
• RQ5 どの程度の遵守率の低下が、接種遅延戦略の利点を相殺してしまうのか？

主な発見

• 2021年初期に感染率が再上昇した場合、mRNAワクチンの2回目接種を最大6週間遅らせる戦略により、ドイツで4,000〜5,000件の新型コロナウイルス感染症死亡を防げる可能性がある。
• 主な利益は、BNT162b2およびmRNA-1273ワクチンが1回目の接種後12〜14日で重症疾患および死亡に対する強力な保護を提供するという点に起因する。
• モデルは、ワクチン遵守率が著しく低下した場合、接種遅延の利益が弱まるが、中程度の遵守率低下でも依然として大きな利益が得られることを示している。
• アンケート調査の結果、プロトコルの変更によってワクチン接種意図がわずかに低下する可能性があるが、特に責任に関する懸念が解消された場合には顕著ではない。
• 遵守率および感染率の異なる状況下でも、この戦略は強固で安定しており、公衆衛生的価値が非常に高いことが示された。
• モデルは、ワクチン供給不足時における、2回目接種の早期実施よりも1回目接種のカバー率を優先することにより、死亡率を顕著に低減できることを示している。