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The Pandemic's Future (Nature 2020.08.06)

(Excerpt)

What happens in 2021 and beyond?
The pandemic's course next year will depend greatly on the arrival of a vaccine, and on how long the immune system stays protective after vaccination or recovery from infection. Many vaccines provide protection for decades -- such as those against measles or polio -- whereas others, including whooping cough and influenza, wear off over time. Likewise, some viral infections prompt lasting immunity, others a more transient response. "The total incidence of SARS-CoV-2 through 2025 will depend crucially on this duration of immunity," wrote Grad, Harvard epidemiologist Marc Lipsitch and colleagues in a May paper exploring possible scenarios.

WHAT HAPPENS NEXT?
To predict how COVID-19 might come and go in temperate regions such as North America and Europe, researchers have modelled the influence of factors including how long immunity to the coronavirus might last, the role of seasons and whether other coronavirus infections might give some immunity to it.

Researchers know little so far about how long SARS-CoV-2 immunity lasts. One study of recovering patients found that neutralizing antibodies persisted for up to 40 days after the start of infection; several other studies suggest that antibody levels dwindle after weeks or months. If COVID-19 follows a similar pattern to SARS, antibodies could persist at a high level for 5 months, with a slow decline over 2-3 years1. Still, antibody production is not the only form of immune protection; memory B and T cells also defend against future encounters with the virus, and little is known so far about their role in SARS-CoV-2 infection. For a clear answer on immunity, researchers will need to follow a large number of people over a long time, says Michael Osterholm, director of the Center for Infectious Disease Research and Policy (CIDRAP) at the University of Minnesota, Minneapolis. "We're just going to have to wait."

(Omission)

If the virus induces short-term immunity -- similar to two other human coronaviruses, OC43 and HKU1, for which immunity lasts about 40 weeks -- then people can become reinfected and there could be annual outbreaks, the Harvard team suggests. A complementary CIDRAP report, based on trends from eight global influenza pandemics, points to significant COVID-19 activity for at least the next 18-24 months, either in a series of gradually diminishing peaks and valleys, or as a "slow burn" of continuing transmission without a clear wave pattern. Yet these scenarios remain only guesses, because this pandemic has so far not followed the pattern of pandemic flu, says Osterholm. "We're in a coronavirus pandemic for which we have no precedents."

Another possibility is that immunity to SARS-CoV-2 is permanent. In that case, even without a vaccine, it is possible that after a world-sweeping outbreak, the virus could burn itself out and disappear by 2021. However, if immunity is moderate, lasting about two years, then it might seem as if the virus has disappeared, but it could surge back as late as 2024, the Harvard team found.

(Omission)

The World Health Organization lists 26 COVID-19 vaccines currently in human trials, with 12 of them in phase II trials and six in phase III. Even a vaccine providing incomplete protection would help by reducing the severity of the disease and preventing hospitalization, says Wu. Still, it will take months to make and distribute a successful vaccine.

(Omission)

There is one thing that every country, city and community touched by the pandemic has in common. "There is so much we still don't know about this virus," says Pulliam. "Until we have better data, we're just going to have a lot of uncertainty.

パンデミックの行方 (Nature 2020.08.06)

(抜粋)

2021年以降はどうなるのか?
来年のパンデミックの行方は、ワクチンの開発と、ワクチン接種や感染からの回復後、どれだけの期間免疫による防御を維持できるかに大きく左右される。麻疹やポリオなどのように、多くのワクチンは何十年もの間免疫力を発揮するが、百日咳やインフルエンザなどのように、時間が経つと効果が薄れてしまうものもある。同様に、ウイルス感染症の中には、免疫が持続するものもあれば、一過性のものもある。「2025年までのSARS-CoV-2の総発生率は、この免疫の持続時間に大きく左右される」とGrad氏、ハーバード大学の疫学者Marc Lipsitch氏らは、可能性のあるシナリオを探った5月の論文で述べている。

次に何が起こるか?
北アメリカやヨーロッパなどの温帯地域で COVID-19 がどのように広がるかを予測するために、研究者たちは、コロナウイルスに対する免疫がどのくらいの期間続くか、季節の役割、他のコロナウイルス感染症がSARS-CoV-2にある程度の免疫を与えるかどうかなどの要因の影響をモデル化した。

SARS-CoV-2の免疫がどのくらいの期間持続するかについては、これまでのところほとんどわかっていない。回復した患者を対象としたある研究では、中和抗体は感染開始後40日まで持続したが、他のいくつかの研究では数週間から数ヶ月後には抗体レベルが低下することが示唆されている。COVID-19がSARSと同様のパターンをたどるならば、抗体は5ヶ月間高レベルで持続し、2-3年かけてゆっくりと減少する可能性がある。それでも、免疫防御の形態は抗体産生だけではない;メモリーB細胞とT細胞もまた、将来ウイルスと遭遇した際に防御をするが、SARS-CoV-2感染におけるそれらの役割については、今のところほとんど知られていない。免疫に関する明確な答えを得るためには、研究者は長期間にわたって多数の人々を追跡する必要があると、ミネソタ大学ミネアポリス校の感染症研究・政策センター(CIDRAP)のディレクターであるMichael Osterholm氏は言う。「待つしかない。」

(中略)

他の2つのヒトコロナウイルスOC43とHKU1と同様に、ウイルスが誘導する免疫が短期的なものである場合、免疫の持続期間は約40週間であるため、人々は再び感染し、毎年大流行が発生する可能性があるとハーバード大学のチームは示唆している。8つの世界的なインフルエンザ・パンデミックの傾向に基づいて作成されたCIDRAPの報告書では、COVID-19の活動は少なくとも今後18~24ヶ月間、ピークと谷が徐々に減少していくか、あるいは明確な波のパターンがないまま感染が継続する「スローバーン」のいずれかであると指摘されている。しかし、このパンデミックはこれまでのところインフルエンザのパンデミックのパターンに従っていないため、これらのシナリオは推測に過ぎない、とOsterholm氏は言う。「私たちは、前例のないコロナウイルスのパンデミックの中にいるのです。」

もう一つの可能性は、SARS-CoV-2に対する免疫が永続的であるということだ。その場合、ワクチンがなくても、世界的に大流行した後、ウイルスが燃え尽きて2021年までに消滅する可能性がある。しかし、免疫が中程度で、持続期間が2年程度である場合は、ウイルスが消えたかのように見えるかもしれないが、2024年後半には再び急増する可能性があることが、ハーバード大学の研究チームによって明らかになった。

(中略)

世界保健機関(WHO)によると、COVID-19ワクチンは現在26種類あり、そのうち12種類は第II相試験中、6種類は第III相試験中である。防御力が完全ではないワクチンであっても、病気の重症度を軽減し、入院を防ぐことができれば役立つだろう、とWu氏は言う。それでも、効果的なワクチンを作って配布するには数ヶ月かかるだろう。

(中略)

パンデミックの影響を受けた全ての国、都市、地域に共通していることがある。「このウイルスについては、まだ分かっていないことがたくさんある」とPulliam氏は言う。「より良いデータが得られるまでは、多くの不確実性を抱えることになるだろう。」

図:北米やヨーロッパにおける今後のCOVID-19の流行の予測(縦軸は1000人あたりの有病率)
上の図から
・免疫力の持続が40週未満の場合:毎年冬に流行
・免疫力の持続が100週までの場合:隔年で流行
・伝染が季節的なものである場合:初期の流行ののち冬に流行
・他のコロナウイルスが交差免疫を与える場合:見かけ上消失するが後に再び流行

The Pandemic's Future.png

https://media.nature.com/original/magazine-assets/d41586-020-02278-5/d41586-020-02278-5.pdf

#ワクチン#基礎研究
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