Il ritorno alla vita normale pre-COVID-19 è ritardato dall'iniqua assegnazione dei vaccini e dalle varianti SARS-CoV-2

Astratto

A seguito della pandemia di COVID-19, se e quando il mondo potrà raggiungere l'immunità di gregge e tornare alla vita normale e una strategia per accelerare i programmi di vaccinazione costituiscono le principali preoccupazioni. Abbiamo utilizzato il campionamento di Metropolis-Hastings e un modello epidemico per progettare esperimenti basati sulle attuali vaccinazioni somministrate e su uno scenario di assegnazione dei vaccini più equo. I risultati mostrano che la maggior parte dei paesi ad alto reddito può raggiungere l’immunità di gregge in meno di 1 anno, mentre i paesi a basso reddito dovrebbero raggiungere questo stato dopo più di 3 anni. Con una strategia di assegnazione dei vaccini più equa, l’immunità di gregge globale potrà essere raggiunta nel 2021. Tuttavia, la diffusione delle varianti SARS-CoV-2 significa che saranno necessari altri 83 giorni per raggiungere l’immunità di gregge globale e che il numero di i casi cumulativi aumenteranno del 113,37% nel 2021. Con uno scenario più equo di assegnazione dei vaccini, il numero di casi cumulativi aumenterà solo del 5,70% senza dosi di vaccino aggiuntive. Con l’insorgere delle varianti SARS-CoV-2, l’immunità di gregge potrebbe essere ritardata al punto che un ritorno alla vita normale è teoricamente impossibile nel 2021. Tuttavia, una strategia globale più equa per l’allocazione dei vaccini, come fornire una rapida assistenza vaccinale alle popolazioni a basso reddito -paesi/regioni a reddito, possono migliorare la prevenzione dell'infezione da COVID-19 anche se il virus potrebbe mutare.

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introduzione

A causa del persistere dell'epidemia globale della malattia da coronavirus 2019 (COVID-19), affrontare il compromesso tra il contenimento della pandemia e il ritorno alla normale vita pre-COVID-19 è diventato sempre più urgente [1, 2]. Una soluzione a questo dilemma è la cooperazione internazionale in materia di vaccinazione [3]. Come risultato dei programmi di vaccinazione contro il COVID-19 in corso, in alcuni paesi si stanno implementando piani per il ritorno alla vita normale. Ad esempio, gli Stati Uniti puntavano a vaccinare il 70% degli adulti entro il 4 luglio 2021 (obiettivo raggiunto entro il 2 agosto [4]) con l’obiettivo di riprendere le attività sociali ed economiche simili a quelle del periodo pre-pandemia [2]. Si prevede che l’economia statunitense mostrerà una crescita del 6,4% nel 2021 e questa aspettativa trasmette una forte fiducia nel contenere la pandemia e nell’evitare la recessione [5]. I visitatori vaccinati potevano viaggiare nell’Unione Europea nell’estate del 2021 ed era consentita la libera circolazione incondizionata della popolazione tra i suoi Stati membri [6]. Tuttavia, a causa dell’offerta limitata e dell’iniqua allocazione dei vaccini, la distribuzione dei vaccini anti-COVID-19 nella maggior parte dei paesi a basso reddito non è in gran parte sincronizzata con quella dei paesi ad alto reddito. Al 12 settembre 2021, il 76% dei 50 paesi più ricchi aveva somministrato più di 100 dosi di vaccino ogni 100 persone, mentre il 66% dei 50 paesi più poveri non aveva ancora somministrato 10 dosi ogni 100 persone. Questa iniqua distribuzione dei vaccini sembra peggiorare perché alcuni paesi con tassi di vaccinazione elevati hanno deciso di offrire vaccinazioni di richiamo COVID-19 nei prossimi mesi [7].

Il momento in cui gli esseri umani potranno tornare alla normale vita pre-COVID-19 dipende principalmente dall'emergere dell'immunità di gregge globale. Sebbene alti tassi di vaccinazione possano garantire l’immunità di gregge, i rischi permangono. I paesi con alti tassi di vaccinazione dovrebbero essere altamente consapevoli della diffusione incontrollata del virus in altre parti del mondo. Inoltre, le varianti SARS-CoV-2, ovvero la variante Delta, possono ridurre l’efficacia dei vaccini dall’88% [8] al 66% [9]. Al 24 agosto 2021 erano stati segnalati casi della variante Delta [10] in un totale di 163 paesi, in particolare negli Stati Uniti, e la percentuale di infezioni causate dalla variante Delta era superiore al 97% [11]. Non è chiaro se le varianti del virus possano alla fine compromettere l’immunità di gregge. Pertanto, non si conoscono quando e come il mondo raggiungerà l’immunità di gregge e quali potenziali ostacoli si frappongano nel percorso verso una vita normale. In questo studio, per determinare le possibili prospettive sulla pandemia globale di COVID-19, abbiamo condotto uno studio di modellizzazione utilizzando una serie di scenari basati sull'attuale strategia di vaccinazione, una strategia di allocazione dei vaccini più equa e diversi livelli di efficacia del vaccino per Varianti del SARS-CoV-2. Il nostro obiettivo era studiare se il mondo potrà raggiungere l’immunità di gregge e tornare alla vita normale nei prossimi anni e, in tal caso, a quale costo. Inoltre, discutiamo le implicazioni di interventi efficaci per la protezione da questa malattia infettiva.

Fig. 1. Cinque compartimenti del modello SIRV e le loro relazioni con i parametri.

Metodi

Modello epidemico

I modelli di tipo SIR sono stati ampiamente utilizzati per modellare le dinamiche dell'epidemia di COVID-19. Proponiamo un modello suscettibile infetto-rimosso-vaccinato (SIRV) (Fig. 1) che prevede una strategia di vaccinazione a due dosi formulata come segue:

dove S(t), I(t), R(t), V(t), Q(t), N e Na rappresentano rispettivamente le popolazioni suscettibili, infette, rimosse, vaccinate, messe in quarantena, totali e attive. La popolazione attiva Na denota le persone che hanno la capacità e sono disposte a contattare gli altri durante tutte le fasi del ciclo di vita della pandemia. Il parametro denota la proporzione di protezione e denota rispettivamente i tassi di contatto e di rimozione. Tutti i parametri sono stati stimati utilizzando un metodo di stima basato sul campionamento Metropolis-Hastings (MH). S(t) e Q(t) vengono determinati in base alle misurazioni di controllo. V1(t) e V2(t) sono i numeri di persone a cui sono state somministrate una e due dosi, rispettivamente, e r1 (compreso tra il 45% e il 55% per SARS-CoV-2 e tra il 34% e il 44% per la variante Delta) e r2 (che varia dall'85% al ​​95% per SARS-CoV-2 e dal 60% all'80% per la variante Delta) sono i livelli corrispondenti di efficacia del vaccino. Gli intervalli di r2 sono conformi all'efficacia dei vaccini contro SARS-CoV-2 e la variante Delta [8, 9]. Sebbene la data di scadenza del vaccino sia importante per la previsione quantitativa della dinamica SARS-CoV-2, i dati rilevanti rimangono in fase di ricerca [12]. Pertanto, questo fattore non influisce qualitativamente sui nostri risultati, in particolare nel 2021. L’immunità di lunga durata non dovrebbe avere un impatto sull’efficacia del vaccino inclusa nell’Eq. (1).

Immunità di gregge

L'immunità di gregge si riferisce alla somma dell'immunità acquisita naturalmente e dell'immunità vaccinata, che può governare la transizione dal COVID{{0}} all'endemia. Nel nostro studio, il rapporto tra l’immunità di gregge e la popolazione totale è definito come h=[I(t) + R(t) + V(t)]/N, dove I(t), R(t ), V(t) e N sono come nell'Eq. (1). Il numero di persone che devono essere vaccinate e che devono essere guarite dal COVID-19 per raggiungere l'immunità di gregge non è noto. Il valore esatto di h non è attualmente chiaro e la percentuale di una popolazione basata sul modello è stata stimata compresa tra il 60% e il 90% [1] o può addirittura essere pari a circa il 43% attraverso l’immunizzazione acquisita naturalmente in una popolazione strutturata per età [ 13]. Il rapporto è pari al 60% in base al numero di riproduzione di base R0 di COVID-19, che è pari a 2,5 secondo un rapporto pubblicato nel febbraio 2020 dalla Missione congiunta cinese sul COVID-19 dell'Organizzazione mondiale della sanità [14]. In questo studio, abbiamo utilizzato un rapporto di immunità di gregge più elevato, pari al 70%, per garantire una forte barriera immunologica.

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Stima dei parametri

Abbiamo utilizzato il campionamento MH [15, 16] per tracciare la dinamica del modello epidemico mostrato nell'Eq. (1). Utilizzando i dati sull'infezione reale come riferimento Ω, la distribuzione a posteriori dei parametri sconosciuti θ condizionata su Ω è P(θ|Ω) ∝ P(Ω|θ)P(θ), dove P(θ) sono i parametri precedenti e P(Ω|θ) è la funzione di verosimiglianza. Il campionamento MH è un tipico algoritmo della catena di Markov-Monte Carlo (MCMC) utilizzato per calcolare il parametro intrattabile P(θ|Ω). Nel nostro studio, lo spazio di campionamento comprende tre parametri (proporzione di protezione, tasso di contatto e tasso di rimozione) e la popolazione attiva Na. Gli intervalli di campionamento corrispondenti nel modello SIRV sono ∈ [0.01, 1], ∈ [0.0001, 0.5], ∈ [0,000001, 0,1] e Na ∈ [1, N]. Si noti che queste cifre dovrebbero essere adatte per modellare tutti i paesi/regioni; pertanto, gli intervalli esatti dipendono principalmente dall'esperienza e l'algoritmo potrebbe impiegare più tempo per cercare i parametri ottimali.

Fig. 2. Diagramma di flusso dell’implementazione della previsione epidemica basata sul modello SIRV e sul campionamento Metropolis-Hastings. La stima dei parametri è guidata dai casi confermati giornalieri e dal numero di vaccinazioni somministrate a intervalli di 2-settimane. I parametri ottimali sono direttamente incorporati nel modello SIRV per prevedere la dinamica delle popolazioni infette e vaccinate.

Fonte di dati

Questo studio è stato guidato dai dati epidemici raccolti dal dashboard [17] del Center for Systems Science and Engineering (CSSE) presso la Johns Hopkins University e dal sito web ufficiale di Our World in Data [18]. I dati sul reddito nazionale lordo pro capite si basano sull'elenco delle economie della Banca Mondiale pubblicato a giugno 2020. Proponiamo il calendario per raggiungere l'immunità di gregge nell'attuale fase della pandemia e il numero di vaccinazioni somministrate (dati medi bisettimanali dal 30 agosto 2021 al 12 settembre 2021) e presuppongono che le corrispondenti misurazioni di controllo siano invarianti.

Progettazione degli esperimenti

Il quadro generale dell'esperimento nel mondo reale per un paese è presentato nel diagramma di flusso nella Figura 2. Questo diagramma di flusso è composto da due parti. La prima parte prevede la stima dei parametri basata sul campionamento MH. Qui, i casi confermati giornalieri e le vaccinazioni attualmente somministrate sono considerati come riferimenti per il campionamento MH. Un campione di vettori di parametri secondo distribuzioni uniformi nello spazio di campionamento viene selezionato per determinare se può essere accettato secondo i riferimenti. Dopo aver ottenuto un numero sufficiente di campioni, viene generata una covarianza dei parametri per formulare una distribuzione normale delle proposte nello spazio di campionamento. I parametri ottimali vengono quindi raccolti all'interno di questa distribuzione normale. Nella parte di previsione del diagramma di flusso, il modello SIRV viene implementato utilizzando i parametri ottimali e il momento della conclusione della vaccinazione è definito come il momento in cui tutti i membri delle popolazioni suscettibili hanno ricevuto due dosi di vaccino. Come mostrato nella Figura 2, i casi confermati giornalieri e le attuali vaccinazioni somministrate fungono da input per l’esperimento nel mondo reale e i risultati comprendono tre parti. La data dell'immunità di gregge viene registrata se viene raggiunto il rapporto di immunità di gregge, cioè la percentuale di popolazioni infette, guarite e vaccinate è superiore al 70%. La popolazione totale infetta è la somma di I(t) e R(t) e le dosi totali di vaccino sono pari a V1(t) + V2(t) × 2. Lo stesso diagramma di flusso si applica allo scenario più equo di allocazione del vaccino, e utilizziamo un ciclo per adeguare il tasso medio giornaliero di vaccinazione; ovvero se la data dell’immunità di gregge per un Paese è successiva al 31 dicembre 2021, la strategia di vaccinazione nel ciclo successivo aggiunge un ulteriore 1/30 delle dosi attuali; altrimenti viene sottratto lo stesso numero di dosi. Il ciclo terminerà quando la data dell’immunità di gregge sarà il 31 dicembre 2021.

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Modello del livello di efficacia del vaccino

Per raggiungere gli obiettivi di immunità di gregge, il numero totale di dosi di vaccino è stimato utilizzando l’Eq. (2):

dove V è il numero totale di dosi di vaccino, il numero 2 indica che lo studio prevede una strategia di vaccinazione a due dosi, F è la popolazione completamente vaccinata e r è il livello di efficacia del vaccino. L’equazione 2 può essere utilizzata per calcolare la domanda di vaccini con diversi livelli di efficacia.

Rapporto di dose cumulativa caso-vaccino

Questo rapporto è calcolato come ass[(TV − CC)/TV], dove TV indica la metà delle dosi totali di vaccino richieste, CC indica il numero di casi cumulativi (Tabella S2) e abs è la funzione del valore assoluto. Un rapporto ≈di 1 indica che l’immunità di gregge si raggiunge principalmente attraverso la vaccinazione; altrimenti, le persone infette rappresentano una percentuale significativa della popolazione immune. Utilizziamo questo rapporto per identificare i paesi con gravi situazioni pandemiche e una fornitura limitata di vaccini.

Risultati

Scenario delle vaccinazioni attualmente somministrate

Innanzitutto investighiamo la prospettiva della pandemia globale di COVID-19 causata solo dal SARS-CoV-2, il che significa che l'efficacia del vaccino contro il virus dopo la vaccinazione completa è di circa il 90%. Questo test segue il diagramma di flusso presentato nella Figura 2 e il calendario per il raggiungimento dell’immunità di gregge globale (Tabella S1) registra i risultati corrispondenti per ciascun paese/regione. Secondo le vaccinazioni attualmente somministrate, i risultati mostrano che solo 61 paesi avranno raggiunto l’immunità di gregge entro la fine del 2021 (Fig. 3a). Al contrario, 58 paesi – la maggior parte dei quali si trovano in Africa, Sud America, Europa orientale e Sud e Sud-Est asiatico – potrebbero dover affrontare più di 3 anni di carenza di vaccini. I dati economici mostrati nella Figura 4a suggeriscono un’eterogeneità più evidente tra i paesi/regioni con diversi gruppi di reddito. La maggior parte dei paesi ad alto reddito può raggiungere l'immunità di gregge in meno di un anno, ma nei paesi a basso reddito è probabile che i gravi impatti del COVID-19 persistano negli anni a venire. Le dosi totali di vaccino richieste e i casi cumulativi entro la fine del 2021 ammontano rispettivamente a 8,90 miliardi e 261,01 milioni. I paesi con una popolazione infetta più numerosa, come ψ nella Figura 4a, di solito necessitano di meno dosi di vaccino rispetto ai paesi con una popolazione infetta più piccola, ma registrano più decessi. Alcuni paesi con redditi elevati ma bassi tassi di vaccinazione, come ω nella Figura 4a, potrebbero mostrare un’immunità di gregge globale in gran parte ritardata perché questi paesi sono profondamente impegnati nell’integrazione economica globale. Questo calendario frammentato suggerisce che l’immunità di gregge globale potrebbe non verificarsi prima di 3 anni. Tuttavia, in assenza di un’adeguata fornitura di vaccini e di un’adeguata allocazione dei vaccini, è probabile che gli studi di modellizzazione siano controfattuali. Secondo una proiezione ottimistica, la produzione mondiale di vaccini raggiungerà 16,47 miliardi di dosi nel 2021 [19], ma la produzione annua effettiva potrebbe essere solo di circa 10 miliardi di dosi. Inoltre, le persone con malattie gravi, a basso reddito e con occupazioni ad alto rischio (compresi gli operatori sanitari in prima linea, le guardie di sicurezza e gli addetti ai trasporti) dovrebbero avere la priorità per la vaccinazione COVID-19 [20]. La conclusione secondo cui la vaccinazione ottimale per gli anziani può ridurre al minimo i decessi e aumentare l’efficacia dei vaccini per i più giovani può cambiare in una popolazione strutturata per età [21]. Attualmente è necessario sostenere la definizione delle priorità a livello nazionale per i vaccini anti-COVID-19.

Scenario di una strategia equa di assegnazione dei vaccini

L’allocazione ideale dei vaccini a livello nazionale mira ad accelerare i tempi per raggiungere l’immunità di gregge globale. In conformità con il disegno sperimentale presentato nella sezione "Progettazione degli esperimenti", lo studio modellistico rivela che, sulla base del presupposto di una popolazione omogenea, se i 10 miliardi di dosi fossero distribuiti equamente, tutti i paesi potrebbero raggiungere l'immunità di gregge entro la fine del 2021 (Fig. 3b, Tabella S2). Rispetto ai risultati mostrati nella Figura 3a, il numero totale di dosi di vaccino richieste e di casi cumulativi nello scenario ideale è 17,88 miliardi (sono necessari almeno 10,95 miliardi di dosi se tutti i paesi/regioni non somministrano più vaccini dopo aver raggiunto l’immunità di gregge), e 238,82 milioni, rispettivamente, entro la fine del 2021. Questo scenario indica che i vaccini sono adeguatamente assegnati e che fino a 22,19 milioni di persone sono protette dalla malattia, il che implica inoltre che, insieme a un'assegnazione più equa, l'introduzione del restante 18,72% di vaccini potrebbe contribuire a una riduzione del 9,29% delle infezioni. Le prove presentate nella Figura 4 mostrano che la durata media dell’immunità di gregge diminuisce da 443 a 100 giorni, il che suggerisce che anche i tempi sono sostanzialmente accelerati. Questo scenario suggerisce ulteriormente come si dovrebbe dare priorità ai vaccini COVID-19 a livello nazionale. Perché i paesi/regioni mostrati in rosso nella Figura 3c hanno un grande potenziale per accelerare il raggiungimento dell’immunità di gregge, fornendo vaccini sufficienti ai paesi a basso reddito, la maggior parte dei quali si trovano in Africa, Sud America, Europa orientale e Asia meridionale e sud-orientale. – potrebbe ridurre considerevolmente i tempi necessari per raggiungere l’immunità di gregge globale. La Figura 5a utilizza il rapporto di dose cumulativa caso-vaccino presentato nella sezione "Rapporto di dose cumulativa caso-vaccino" per dimostrare ulteriormente l'intensità dell'epidemia a livello mondiale. Decine di paesi/regioni presentano gravi situazioni pandemiche, il che significa che è probabile che questi paesi raggiungano l’immunità di gregge principalmente attraverso l’immunizzazione acquisita naturalmente. Pertanto, questi paesi hanno un grande bisogno di una rapida assistenza vaccinale per controllare la diffusione della malattia.

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Scenario delle varianti SARS-CoV-2

Anche se si raggiungesse l’immunità di gregge globale, la pandemia di COVID-19 potrebbe non essere contenuta presto. Le mutazioni del virus, ad esempio la variante SARS-CoV-2 Delta (B.1.617.2) [22], possono influenzare negativamente l’efficacia del vaccino e l’immunità acquisita naturalmente [23, 24]. Se l’efficacia diminuisce dal 90% all’80%, 70%, 60% e 50%, saranno necessarie ulteriori dosi di vaccino del 27,78%, 35,71%, 47,62% e 66,67%, come determinato utilizzando l’Eq. (2) presentato nella sezione "Modello del livello di efficacia del vaccino" e la dinamica epidemica nell'Eq. (1) indicano che saranno necessari rispettivamente 1, 13, 31 e 49 giorni in più (Fig. 5b) per raggiungere l’immunità di gregge. In questo test di sintesi, assumiamo che l’1% della popolazione venga vaccinata ogni giorno e che la popolazione infetta iniziale sia di 5 su 1 milione di persone. I valori numerici in questo test di sintesi possono cambiare in base ai parametri nell'Eq. (1). Ora valutiamo la prospettiva della pandemia globale di COVID-19 causata dalla variante Delta, il che significa che l'efficacia del vaccino contro il virus dopo la vaccinazione completa è di circa il 70% (vedere i cambiamenti nei livelli di efficacia del vaccino nell'Eq. ( 1)). Nel mondo reale, altri 52 paesi/regioni impiegheranno probabilmente più di 3 anni per raggiungere l’immunità di gregge, e in media saranno necessari altri 83 giorni affinché i paesi raggiungano l’immunità di gregge in meno di 3 anni. Rispetto ai risultati ottenuti per l’analisi della pandemia dovuta solo a SARS-CoV-2, il numero di casi cumulativi totali entro la fine del 2021 in presenza di mutazioni del virus potrebbe aumentare del 113,37%, raggiungendo i 556,91 milioni. Se viene implementata un’allocazione più equa dei vaccini, il numero totale di dosi di vaccino richieste sarà pari a 17,82 miliardi (almeno 13,70 miliardi di dosi saranno necessarie se tutti i paesi/regioni non somministrano più vaccini dopo aver raggiunto l’immunità di gregge) entro la fine del 2021. Questo calcolo implica che l’immunità di gregge globale è teoricamente impossibile nel 2021 perché il numero di dosi di vaccino richieste è nettamente superiore alla produzione annuale. Rispetto alla pandemia causata solo dalla SARS-CoV-2, sebbene non siano necessarie dosi aggiuntive di vaccino, il numero di casi cumulativi aumenta solo del 5,70%, raggiungendo 252,43 milioni. Questa crescita non significativa dimostra che un'equa distribuzione globale dei vaccini può svolgere un ruolo chiave nel salvare vite umane nella pandemia di COVID-19, anche se il virus muta e quindi riduce l'efficacia dei vaccini.

Fig. 3. Calendario per l’immunità di gregge in 191 paesi/regioni. Il calendario basato sulle attuali vaccinazioni somministrate (a) dimostra che 58 paesi/regioni potrebbero dover affrontare più di 3 anni di carenza di vaccini e quello basato su una strategia di assegnazione dei vaccini più equa (b) dimostra che tutti i paesi/regioni potrebbero raggiungere l’immunità di gregge entro la fine del 2021. La figura (c) mostra l’intervallo di tempo tra (a) e (b).

Fig. 4. Grafici polari basati su (a) le vaccinazioni attualmente somministrate e (b) una strategia di allocazione dei vaccini più equa. I grafici includono la data dell’immunità di gregge (l’asse radiale) e il numero di dosi di vaccini richieste (l’asse angolare, miliardi). I punti rappresentano i paesi che hanno quattro diversi livelli di reddito nazionale lordo pro capite. I poli degli appezzamenti corrispondono alla data di inizio del 12 settembre 2021.

Fig. 5. (a) Rapporto dose cumulativa caso-vaccino raggruppato per reddito in base alle vaccinazioni attualmente somministrate. Rapporti vicini a 1 indicano che i paesi corrispondenti hanno piccole popolazioni infette, mentre rapporti lontani da 1 indicano che i paesi hanno situazioni pandemiche gravi e grandi popolazioni infette. (b) Giorni all’immunità di gregge e casi confermati giornalieri in base a diversi livelli di efficacia del vaccino. Questo esperimento presuppone che l’1% della popolazione venga vaccinata ogni giorno. Il tempo necessario per raggiungere l’immunità di gregge aumenta da 18 a 36, ​​48 e 49 giorni poiché l’efficacia del vaccino diminuisce gradualmente rispettivamente dal 90% all’80%, 70%, 60% e 50%. I risultati possono variare a seconda dei parametri nell’Eq. (1).

Discussione

Secondo l’attuale strategia di somministrazione della vaccinazione, i paesi a basso reddito potrebbero aver bisogno di più di 2 anni per raggiungere l’immunità di gregge, in contrasto con i risultati ottenuti per i paesi ad alto reddito. Se verrà attuata una strategia di vaccinazione più equa, il mondo potrebbe raggiungere l’immunità di gregge nella prima metà del 2022 con l’espansione della produzione di vaccini. Tuttavia, varianti virali devastanti potrebbero rovinare la prospettiva di un rapido ritorno alla vita normale. La diminuzione dell'efficacia del vaccino porta a una maggiore probabilità di infezioni rivoluzionarie da COVID-19; cioè le persone completamente vaccinate non sono completamente immuni e diventano più sensibili [25]. Il calendario dell’immunità di gregge globale è quindi seriamente ritardato e carico di incertezze. Un ritorno alla vita normale era considerato possibile prima che comparisse la variante Delta. Tuttavia, il nostro studio implica che, anche in teoria, la società umana non potrà raggiungere l’immunità globale di gregge entro la fine del 2021. In effetti, gli esseri umani potrebbero avere difficoltà a raggiungere l’immunità globale di gregge se non verrà prodotto un nuovo vaccino con maggiore efficacia o se La variante SARS-CoV-2 con trasmissibilità ultraveloce prolifera in tutto il mondo. Tuttavia, concludiamo inoltre che l’introduzione di una strategia di allocazione dei vaccini più equa può contribuire a una crescita non significativa delle infezioni durante tutte le fasi del ciclo di vita della pandemia. Questo studio basato su modelli non solo suggerisce la prospettiva di una rapida fine della pandemia di COVID-19 ma andrà anche a vantaggio del processo decisionale relativo all'amministrazione globale delle vaccinazioni, ad esempio fornire assistenza rapida ai paesi/regioni a basso reddito può accelerare sostanzialmente il raggiungimento dell’immunità di gregge e il ritorno alla vita normale.

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Sebbene la nostra analisi basata su scenari suggerisca che la data dell’immunità di gregge globale possa essere anticipata, la strategia di vaccinazione ideale inclusa nella simulazione è difficile da realizzare alla luce dell’attuale strategia di allocazione dei vaccini e dell’esitazione vaccinale [26, 27]. La malattia gestibile si verifica molto tempo dopo il raggiungimento dell’immunità di gregge. Elevati flussi di popolazione potrebbero ancora portare a epidemie regionali o addirittura globali [28], il che significa che il rapido ripristino dei normali movimenti multilaterali è impossibile. Inoltre, raggiungere l’immunità di gregge globale richiederà politiche deliberate. Un’equa distribuzione dei vaccini guidata da un’autorità (come COVAX) potrebbe aiutare a promuovere il rapido raggiungimento dell’immunità di gregge globale. Inoltre, anche se suggeriamo che un’allocazione più equa potrebbe salvare molte vite, la vaccinazione non è l’unico modo per contenere la pandemia di COVID-19 in presenza di varianti virali e di ridotta efficacia del vaccino [27, 29, 30]. Per salvare vite umane e accelerare l’immunità di gregge globale, raccomandiamo una strategia più equa per l’assegnazione dei vaccini, l’evitamento del consumo eccessivo, il divieto di accumulo e speculazione sui vaccini, cautela contro l’eccessivo allentamento delle misure di controllo e la fornitura di assistenza finanziaria e medica ai paesi a basso reddito. . Vale la pena notare che questo studio presenta diverse limitazioni. (1) Forniamo un modello globale della pandemia COVID-19 basato su una serie di presupposti omogenei, comprese le dinamiche epidemiche tra la popolazione senza classificazione per età o rischio professionale e la stessa efficacia del vaccino per diversi paesi (anche se l'efficacia è un valore casuale ottenuto in un intervallo specificato). Queste ipotesi omogenee possono essere ulteriormente migliorate mediante tecnologie avanzate come reti di contatti o modelli basati su agenti o conducendo uno studio con impostazioni più dettagliate. (2) Anche le previsioni per un paio d’anni presentano un’incertezza significativa perché la prevedibilità di un’epidemia solitamente diminuisce su una scala temporale crescente. (3) Questo studio inoltre non considera le vaccinazioni di richiamo e le date di scadenza del vaccino, che potrebbero entrambe avere un impatto sull’efficacia del vaccino, ma i valori reali esatti rimangono poco chiari. Riteniamo che questi due fattori generalmente non possano influenzare qualitativamente i risultati finali della pandemia di COVID-19 nel 2021 perché solo a una minoranza di persone verranno offerte vaccinazioni di richiamo o sperimenterà una riduzione dell'efficacia nel 2021. (4) La fine del periodo di quarantena , che potrebbe avere impatti significativi sui risultati finali, non è considerato nell'Eq. (1). Determinare quando porre fine alla quarantena dipende principalmente dalla politica sanitaria pubblica, che varia da paese a paese e da fase pandemica. Per compensare questo deficit, abbiamo utilizzato una strategia alternativa di stima della popolazione in quarantena ogni giorno nel modello epidemico. (5) Allo stesso modo, anche il rapporto di scambio tra le popolazioni in quarantena e quelle suscettibili è intrinseco nel nostro modello perché entrambe le popolazioni provengono dalla popolazione attiva secondo la proporzione di protezione dipendente dal tempo. (6) I risultati possono variare con il tempo di acquisizione dei dati perché le vaccinazioni somministrate cambiano continuamente.

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Conclusioni

Le velocità di diffusione delle vaccinazioni in corso in tutto il mondo variano a seconda dei paesi/regioni e in base alle disuguaglianze socioeconomiche esistenti. Inoltre, le varianti SARS-CoV-2 sono comparse e si sono diffuse a livello globale, il che porta al declino dell’immunità di gregge e a un ritardo nel ritorno alla vita normale. Abbiamo condotto uno studio di modellazione per rivelare che un’assegnazione più equa del vaccino COVID-19 potrebbe accelerare il raggiungimento dell’immunità di gregge globale e prevenire l’infezione delle popolazioni più sensibili. Sulla base dell’effettiva produzione annuale di vaccini, lo studio mostra inoltre che l’immunità di gregge globale è teoricamente impossibile entro la fine del 2021, anche se viene implementata una strategia di allocazione più equa perché la variante Delta riduce i livelli di efficacia del vaccino. Attualmente, tornare a una vita normale pre-COVID-19 è difficile e l'immunità del gregge potrebbe facilmente svanire poiché le varianti SARS-CoV-2 suggeriscono un rischio massimo. Valutazioni complete del rischio e piani di prevenzione sono fondamentali anche per l’immunità di gregge globale e per una ripresa economica sostenuta. Questo studio fa avanzare la comprensione scientifica sull’assegnazione dei vaccini, sulla lotta contro la diffusione delle varianti virali e sul percorso verso una vita normale.

Riferimenti

1. Cohen J (2021) Entro quanto tempo i vaccini COVID-19 riporteranno la vita alla normalità? Scienza 16. Febbraio. doi: 10.1126/science.abh0618

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