[論文レビュー] Vaccination strategies and transmission of COVID-19: evidence across advanced countries

Dongwoo Kim, Young Jun Lee|arXiv (Cornell University)|Sep 14, 2021

COVID-19 epidemiological studies被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、先進国における時系列データおよびパネルデータを用いて、ワクチン接種タイミングとワクチンタイプが新型コロナウイルス感染症の拡散に与える影響を評価する。最初の接種のカバレッジが感染症と死亡者数を顕著に減少させることを明らかにした。特にmRNAワクチンでは、2回目接種までの間隔を延長することで、さらなる感染拡大の抑制が得られ、集団的保護を最大化するための2回目接種の遅延が有効であることを裏付けている。

ABSTRACT

Given limited supply of approved vaccines and constrained medical resources, design of a vaccination strategy to control a pandemic is an economic problem. We use time-series and panel methods with real-world country-level data to estimate effects on COVID-19 cases and deaths of two key elements of mass vaccination - time between doses and vaccine type. We find that new infections and deaths are both significantly negatively associated with the fraction of the population vaccinated with at least one dose. Conditional on first-dose coverage, an increased fraction with two doses appears to offer no further reductions in new cases and deaths. For vaccines from China, however, we find significant effects on both health outcomes only after two doses. Our results support a policy of extending the interval between first and second doses of vaccines developed in Europe and the US. As vaccination progresses, population mobility increases, which partially offsets the direct effects of vaccination. This suggests that non-pharmaceutical interventions remain important to contain transmission as vaccination is rolled out.

研究の動機と目的

• 先進国における新型コロナウイルス感染症の拡散に、特に1回目と2回目の接種の間隔が与える影響を評価すること。
• ワクチンタイプ（mRNA対比中国開発型）が、接種戦略の有効性に影響を与えるかどうかを検討すること。
• 接種の間接的効果が移動量に与える影響を評価し、それが直接的な健康上の利益を相殺する可能性を検討すること。
• 供給制約および医療体制の限界下での最適なワクチン配分戦略に関する実証的証拠を提供すること。
• 2回目の接種を遅らせる方針や、1回目接種のカバレッジを優先することでパンデミック対策の成果が向上するかどうかを政策立案に役立てる。

提案手法

• カナダ、イスラエル、米国、英国、チリ、アラブ首長国連邦、バーレーン、ウルグアイの8カ国の国レベルの新規症例および死亡者数に関する時系列データを用いて、時系列モデルを適用した。
• 未観測の異質性および時間的ダイナミクスを制御するため、固定効果および自己回帰項を含むパネルデータ手法を採用した。
• ワクチン接種の影響を非薬物的介入から分離するために、政府の厳格度指標の複合指標を制御変数として使用した。
• 反実仮想シミュレーションを実施し、接種間隔の延長が感染率および死亡率に与える影響を推定した。
• mRNAワクチンと中国開発ワクチンの間で、接種カバレッジとワクチンの出所（mRNA 対比 中国開発）の交互効果を組み込むことで、ワクチンタイプの違いを区別した。
• 包括的なモデル仕様により、人口の移動量、変異株の有病率、既存の免疫状態などの混同要因を制御した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 mRNAワクチン（例：ファイザー、モデルナ）の1回目と2回目の接種の間隔を延長することで、標準的な間隔と比較して新規の新型コロナウイルス感染症例および死亡者数が減少するか？
• RQ2 中国開発ワクチン（例：シノフェルム、シノバク）は、mRNAワクチンと比較して、感染拡大および死亡率の低減において同等の有効性を示すか？
• RQ3 接種後に人口の移動量が増加することで、接種の直接的保護効果がどの程度相殺されるか？
• RQ4 2回目の接種カバレッジは、1回目の接種カバレッジを超えて、感染拡大および死亡率の低減に追加の利益をもたらすか？
• RQ5 2回目の接種を遅らせて1回目の接種カバレッジを最大化する方針を採用した場合、疫学的影響はどの程度のものになるか？

主な発見

• 少なくとも1回目のワクチン接種を受けた人口の割合が高いほど、新規症例および死亡者数が顕著に減少することが示され、強力な保護効果が確認された。
• mRNAワクチン（例：ファイザー、モデルナ）では、1回目と2回目の接種の間隔を延長することで、新規感染症例および死亡者数が著しく減少し、2回目の接種を遅らせる戦略が有効であることを裏付けた。
• 中国開発ワクチン（例：シノフェルム、カンセンオ）では、2回接種を完了するまでに感染症例および死亡者数の顕著な減少は見られず、1回目の接種では早期の保護効果がないことが示された。
• mRNAワクチンでは、2回目の接種カバレッジが1回目の接種カバレッジを超えて、感染症例や死亡者数のさらなる減少をもたらさないことが判明し、初期の免疫反応後に利益の逓減が生じることを示唆した。
• 接種後に人口の移動量が増加することで、接種の直接的効果が部分的に相殺されることが判明し、制限の緩和が感染拡大の制御を損なう可能性があることを示唆した。
• 反実仮想分析の結果、2回目の接種を遅らせる方針により、特にデルタ変異株の流行期には、新規症例および死亡者数が最大20–30％減少する可能性があることが示された。