美军的数量由造型风险停止毯子强制性的脊髓灰质炎疫苗接种

文摘

目标。脊髓灰质炎的传播造成了威胁军队当部署这样的病毒流行的地区。出生于士兵一般输入服务与儿童免疫接种脊髓灰质炎疫苗产生的免疫力;此外,新员工通常接种灭活脊髓灰质炎病毒疫苗(IPV),补充基于部署环境。剩余保护从儿童期疫苗接种,以风险为基础的疫苗接种可能足够保护士兵免受脊髓灰质炎的传播。方法。这对脊髓灰质炎的传播分析使用一个数学系统中在一个脊髓灰质炎流行地区的军事人口与当地人互动评价疫苗接种政策的变化。结果。删除毯子免疫没有影响模拟脊髓灰质炎发病率在部署军事人口风险免疫工作时;然而,当集成的基础群体,这些人传染给未部署人员的风险增加了19%。没有毯子和基于风险的免疫,传染给未部署的数量增加了25%。整个新感染人数尚未部署人群都是微不足道的场景由于儿童免疫率高,部分保护传输授予IPV,和较低的全球疾病发病率水平。结论。基于风险免疫被部署到脊髓灰质炎流行地区足以预防传播的部署和非部署的美军数量。

1。介绍

小儿麻痹症是一种病毒性疾病侵入神经系统和可以在几小时内导致瘫痪,虽然大部分脊髓灰质炎病毒感染是无症状(1]。有3个野生脊髓灰质炎(小儿麻痹)类型,其中两个还没有检测到自2012年以来,在全球范围内(2]。脊髓灰质炎感染免疫活性的个人导致免疫力,尽管一个血清型引起的免疫力没有防止其他两个(3]。有两个:脊髓灰质炎疫苗灭活脊髓灰质炎病毒疫苗(IPV)和口服脊髓灰质炎疫苗(OPV)。成功的疫苗配方提供了至少部分防止感染和疾病的免疫力在大约7天4]。

IPV免疫后,血液中的抗体产生灭活病毒,保护个人免受疾病;然而,在肠道病毒复制仍然是可能的,无症状的潜在传播到社区(5]。IPV-induced抗体下降随着时间的推移,和一些成人接种疫苗的儿童可能缺乏检测到抗体。

相比之下,口服脊髓灰质炎疫苗诱发胃肠道粘膜免疫,这对社区的保护很重要6),并提供长期的免疫疾病和传播。然而,“口服疫苗在发展中国家常常失败,在罕见的情况下,疫苗病毒本身会导致瘫痪”(7]。口服脊髓灰质炎疫苗也能导致诱发病毒的循环,减少主要疫苗接种后1 - 3周,容易传播家庭内外。虽然这脱落被广泛接受为诱导保护或促进免疫在联系人3),它也可以导致传播的传播的疫苗衍生脊髓灰质炎病毒(cVDPV) [6),尤其是设置常规免疫覆盖率较弱,否则无脊髓灰质炎的国家(8]。

由于这些风险,大多数发达国家已经从口服脊髓灰质炎疫苗转向IPV9]。然而,对于发展中国家脊髓灰质炎流行或进口的风险很高,口服脊髓灰质炎疫苗的好处大于风险,,现在,口服脊髓灰质炎疫苗是疫苗的选择(3]。最终目标是消除口服脊髓灰质炎疫苗免疫接种和切换到IPV-only免疫,从而消除cVDPV的风险。截至2016年11月,173个国家现在IPV包含在他们的常规免疫接种;其余的世界卫生组织(世卫组织)成员国如期引入IPV 2016年底(10]。

今天,野生脊灰病毒流行3 countries-Pakistan,阿富汗,和尼日利亚(11]。而在这些地区的野生脊髓灰质炎病毒传播,”世界上的其他国家必须继续保持小儿麻痹症疫苗接种水平很高,由于易感人群中无脊髓灰质炎的国家暴发的风险”(12]。应对这样的脊髓灰质炎循环在发展中地区一般包括口服脊髓灰质炎疫苗的使用,和“每个响应回合附带了一个实质性的和不确定的二次口服脊髓灰质炎疫苗感染”(4),这是特别风险的不完整或减弱的美国士兵部署预防脊髓灰质炎的传播。

在美国,孩子目前收到3常规剂量的IPV在2个月,4个月,18个月,助推器在4 - 6年13]。因此,出生于士兵一般进入军事服务与高水平的免疫疾病,尽管这可能随着时间的推移有所减弱。军队积极疫苗的所有新兵对许多疾病,包括脊髓灰质炎;“这些疫苗是进一步补充,根据职业和部署环境的新兵”(14]。然而,在不足的国家疫苗接种和/或活性病毒循环,与当地居民接触使我们作战人员的风险显著和cVDPV的传播。尤其如此

(虽然)军队主要从事传统的主要作战行动,他们越来越多地参与人道主义援助任务。这样的任务允许广泛的交互与当地民众和环境,极大地提高收购本地流行传染病的机会和需要管理的疾病在当地民众不传统的军事人员(15]。

因此,虽然全面疫苗接种的士兵可能流行病学冗余资源和造成不必要的开支,以风险为基础的疫苗由脊髓灰质炎流行地区可以适当的旅行。然而,评估多种疫苗接种战略一旦部署正在可能导致高于必需的疾病发生率和成本,以控制传播。代替,允许勘探预测模型的脊髓灰质炎的传播的疫苗接种战略通过多个场景的模拟及其结果之前把军队和任务目标的风险。

近年来,出版的数学模型对脊髓灰质炎的传播主要集中在口服脊髓灰质炎疫苗的作用达到根除的疾病。一些数学模型也探索了疫苗衍生脊髓灰质炎病毒(16- - - - - -18),和额外的分析解决无症状感染的影响(19- - - - - -22]。Kalkowska et al。20.,21]探索的可能性高的人群中沉默的野生脊髓灰质炎病毒的传播IPV报道,强调“IPV-based保护就可能无法提供足够的人口免疫预防脊髓灰质炎病毒传播后进口”(20.),承认需要“考虑之前接种过疫苗的作用或感染者(即。,partially infectible individuals) who remain immune to paralytic disease, but not to reinfection, and their potential participation in silent transmission of the virus” [21]。最近,•库普曼et al。22)模型之间的相互作用减弱免疫和脊髓灰质炎的沉默时间循环,发现海外扩张儿童免疫接种的一部分成年人可以对无症状的传播产生重大影响。

这些建模研究主要关注问题各个年代的人群与不同程度的免疫覆盖率和背景的免疫力;没有解决的独特环境影响脊髓灰质炎的传播在军队人口高度移动的经验条件,直接影响疾病的传播,有益和有害地。美国士兵在招聘和再次接种脊髓灰质炎疫苗之前部署到有危险的地区;然而,免疫接种IPV可能离开部队VDPV的风险或无症状的传输。量化这种风险是至关重要的评估强制性的毯子的消除脊髓灰质炎疫苗接种和切换到一个完全基于风险的疫苗接种政策。

数学模型是非常有用的在检查疫苗对疾病传播的影响,经常用来通知响应政策。部署军事人口,这些模型也可以评估的相对变化与多种疫苗接种相关传播风险场景采用特定的人口统计数据,流行病学,响应时间的影响。对于这一分析,我们修改现有军事专用模型系统,以适应脊髓灰质炎的传播和疫苗接种最大化实现部署任务目标,同时最小化的可能性向军队国内外传播。

2。方法

2.1。人口结构

本研究军事人口结构是建立在先前的分析(23]。定义的模拟部署数量由4个亚种群交互和当地居民,从微不足道的日常接触的高水平。部署士兵被认为是张贴在东道国长期基地,拥有完善的水净化和食品安全体系来减少环境的疾病传播。社会被认为主要是within-unit和混合均匀,与单位混合发生在较低的水平。

10年期模拟部署阶段始于2015年,每年与单个士兵旋转。——和出站旋转率(和)在10年期间,允许不同力量增减(见图1和每天的伤亡率)占的旋转或polio-related疾病以外的个人原因。看到博格斯et al。23]更多人口的细节。

当地居民是模仿没有结构和基于阿富汗的人口特征估计由联合国人口司(24]。混合当地人模拟地理区域内是均匀的。每年当地出生和nonpolio死亡率变化(24),和一个polio-specific死亡率()是应用于感染者。口服脊髓灰质炎疫苗免疫接种覆盖率报告的当地人将历史(ρ)2013(最新数据是可用的模型发展)(25),以2013年的速度保持恒定的其余部分模拟段。

2.2。传播模型

脊髓灰质炎的传播被描述为一个修改区划的Susceptible-Exposed-Infected-Removed模型(1)(见图2和表1和2)采用结构化的常微分方程。小儿麻痹症的传播发生通过易感,感染个体之间的直接接触,与随机情况下进口促进感染水平在整个模拟随机。

当地人建立风土性,脊髓灰质炎的传播模拟老化一段35年之前部署的军事人口2015年的到来。模拟,结合有症状和无症状的发病率在老化阶段验证对麻痹性脊髓灰质炎病例报告记录的人(34),调整比例占10%的被广泛接受的情况下症状(28]。验证进行定性和视觉效果,对比历史数据调整基线下多个随机模型迭代的输出参数的假设。模拟本地个案很适合1980 - 2014年历史数据(数据丢失的1992 - 1994年和1996年),在两个峰值的大小和频率(图3)。

个人进入人口通过出生(当地人)和完整的磁化率()或通过向内旋转(军事)与局部磁化率()定义为儿童免疫、毯子免疫在招聘、和/或辅助免疫之前部署(见场景建设)。后3 - 4天的潜伏期(ι或ι_p根据免疫状态),暴露个人(E,E_p)发展到感染持续27天(范围:27 - 28日天)不受保护的个人或9天()(范围:9-25天)部分保护个人(我_p),20% ()(范围:20 - 90%)完全不设防的感染者感染。康复的人具有免疫疾病传播和一段20年 (见讨论不确定性),之后只保留免疫疾病和个人进入(或重新)部分敏感类。

百分之十(协会)的案件多发地,感染者出现症状,剩余的亚临床;所有感染部分保护个人被认为是无症状的。Polio-related死亡率只影响感染者症状。

脊髓灰质炎的传播是由攻击率(χ每100000人口),20例(范围:0.1 / 1000000 - 20/100,000)季节性迫使(海洋),允许高收入和年内传播缓慢的时期。传播进一步影响随机情况下进口0.1%的概率(importrisk)和振幅为攻击速度(importampl)(见讨论不确定性):

2.3。敏感性和不确定性分析

21日敏感性和不确定性分析模型参数与测量结果的总有症状和无症状的脊髓灰质炎病例和年平均发病率在军事和当地居民。

军事情况和年度总发病率显示直接敏感性相对易感性()的部分保护个人()。自从军事人口落入的绝大部分IPV免疫范畴,因此,它是合理的,这些个体相对易感性增加导致更多的病例。相比之下,传播当地人是大大不太敏感π_年代,因为只有个人在当地居民包括那些以前感染和恢复来说,足够的时间过去了,既存免于经济复苏减弱。

当地每年脊髓灰质炎发病率明显敏感死亡率();更高的死亡率导致脊髓灰质炎病例较少,由于整体减少个人参与传播。作为IPV免疫被认为具有至少部分保护作用,大部分部署军队内部的脊髓灰质炎病例无症状,因此,不受疾病影响死亡率。

传染期的持续时间 部分保护,感染者显著影响军事情况和年度总发病率、反映,感染期较短导致较低的传输,因此,减少后续的脊髓灰质炎病例。对当地居民的影响大大降低是由于当地人的小分数在下降类别。

当地的发病率呈负影响持续时间的变化(1 /口服脊髓灰质炎疫苗(或disease-induced免疫力Ω),导致更少的本地个案整体持久免疫力。军事脊髓灰质炎发病率没有显著影响;然而,由于这些人没有与口服脊髓灰质炎疫苗免疫接种,总体部署时期没有足够长的时间来允许postrecovery免疫力减弱的发生。

残留水平的保护造成童年IPV免疫(童年)在军队人口适度影响脊髓灰质炎的传播模拟中没有其他小儿麻痹疫苗接种。的毯子或免疫接种(或两者),儿童保护剩余的变化没有影响军事脊髓灰质炎的传播,因为最近的成人免疫超越了任何由于在生命的早期接种发生影响。

不确定性情况下进口(importrisk和importampl)脊髓灰质炎发病率在军事上产生了巨大的影响和当地居民,甚至覆盖变化脊髓灰质炎攻击率(χ)。这反映的实地经验,根除脊髓灰质炎的努力。没有新情况下进入一个区域,足够的常规免疫可以阻止脊髓灰质炎的局部传播;然而,小级别的情况下进口可以在免疫地区甚至引发疫情。

2.4。场景建设

评估假设残余免于儿童期疫苗接种,结合风险部署疫苗接种,足以保护士兵免受脊髓灰质炎的传播,3军事IPV场景进行测试:(1)毯子免疫招聘+辅助免疫在部署+残余儿童保护(场景1、基线)。(2)(2015年全面免疫终止)+辅助免疫在部署+残余儿童保护(方案2)。(3)(毯子免疫终止于2015年)+残余的童年只保护(场景3)。截至2013年,美国儿童IPV疫苗接种覆盖率约为93% (25];也就是说,93%的1 - 4岁儿童已收到3常规剂量的IPV。疾病控制和预防中心的粉红色的书28]表明IPV功效3剂量后约99%(功效),和免疫疾病”可能终身”;虽然有一些争论关于保护减弱,一些研究已经进行评估。确定残余成人保护造成儿童期免疫,我们开发了一个下降曲线基于Lapinleimu和Stenvik[提供的数据35],它描述的变化检测脊髓灰质炎抗体随着时间在个人在芬兰IPV是唯一实现免疫接种。从这些数据,我们推断可检测抗体和年之间的关系最近IPV助推器,定义为年龄的函数。根据2012年人口统计的军事社区(36),现役部队的平均年龄是28.7岁;当结合儿童IPV覆盖率和适用于免疫力减弱曲线,平均92%的士兵仍然拥有检测抗体造成童年IPV免疫(童年)。

童年IPV覆盖率占哲学和医学免疫豁免,包括受损的免疫状态,对疫苗过敏组件或疫苗相关的不良事件的历史。在2012 - 2013学年,医疗豁免为儿童接种疫苗(不是特定于脊髓灰质炎)从1.6%至0.1不等(平均0.3%)和非医疗豁免范围从0.2到6.4%(平均1.5%)37]。虽然免疫豁免允许军人,“不遵守免疫需求可能造成负面影响部署、任务,或国际旅行,”和“非医疗豁免可能撤销,根据特定于服务的政策和程序,如果个人和/或单位在即将接触疾病的风险的一个免疫”(38]。

对于这一分析,我们认为,军事豁免率坐在低端儿童期疫苗接种范围的豁免,产生一个总体军事IPV豁免率(免税)0.3%(范围0.3 - -8.0%,平均1.8%),夹杂物的比例减少75% (dfact)的豁免率(范围0 - 100%)部署人员。

军事IPV有效的毯子和助推器免疫覆盖率计算如下: 对于场景2和3,毯子免疫招聘2015年停止;这些人招募了2015年之前就会相对近期的免疫力,而在2015年或以后会招募的免疫力产生只从部署辅助免疫(场景2)或残余免于儿童期免疫(场景3)。因此,对于这两个场景,在任何时候从2015年到仿真结束时,总会有一个混合的毯子,nonblanket-immunized个人在已部署的人口。

2006年(39),加入利率在美国军方的分支为空军从13%到19%不等的军队(加入)。对于场景2和3,军人保护毯免疫接种的比例在2015年之前被定义为一个递归函数稀释的加入速率: 前军事人口的净保护水平全面免疫结合从儿童期免疫的免疫力,因此,作为最大的函数,它衰变不低于儿童保护水平: 这导致了整体保护从98.7%下降到93.0%,10年期的部署周期。

场景特定参数表中提供3以及最终的场景定义部署和非部署军事人员表4。

1500年每个场景运行模拟在脊髓灰质炎病例进口占特性转化。模型输出测量总部署有症状和无症状的脊髓灰质炎病例和年平均发病率(包括有症状和无症状的情况下),部署军队和当地居民。

3所示。结果

对于所有场景,当地疾病动态仍相当一致的所有模拟,跟踪与历史情况下在2015年之前,然后维持低风土性的情况下进口仿真的结束时期(数字4(一)- - - - - -4 (c))。

同样,在小儿麻痹症有微不足道的变化动态部署军事人群场景1和2之间有轻微增加感染在场景3(数据5(一个)- - - - - -5 (c))。

特性转化与案件有关进口造成仿真结果之间的差异为总病例和年平均脊髓灰质炎发病率(图3的场景6(一)- - - - - -6 (d))。这种变化相对较小;然而,数据点通常是well-clustered平均值。

把毯子免疫但维护部署前助推器免疫对模拟军事部署情况下和发病率的影响可以忽略不计。把毯子和部署前免疫接种脊髓灰质炎病例增加5%,年度部署人群发病率超过基线场景的全面免疫(表5)。当地每年发病率没有明显影响军事免疫策略的变化,与任何变异产生的只从模型特性转化,这表明从军事传染给当地居民并不是一个重要的问题在这些级别的军事保护。

有症状和无症状的脊髓灰质炎病例的总数在已部署的军事人口仍小于1 3免疫场景,虽然部分病例仍然利用计算发病率。虽然经常无法觉察的,无症状的病例纳入病例数和发病率计算提供一个衡量潜在的无声的传播。

为非部署人员,全面免疫下降导致脊髓灰质炎疾病保护从99%下降到93%。IPV疫苗接种以来给予充分保护免受疾病但只有部分(模型假设:20%)防止传播,这产生了一个总体敏感性增加传输非部署的人口从21%降至26%。

结合非部署的易感性水平平均每年脊髓灰质炎发病率部署人群为每个场景允许新的脊髓灰质炎感染的风险估计在非部署人员由于感染从战场归来的士兵混合部署。毯子免疫场景(场景1),造成新的脊髓灰质炎感染的风险将被感染的士兵被预计是0.000504/1000000。场景2,毯子免疫终止,但预部署助推器还使用了模拟新的脊髓灰质炎感染的风险从0.000504/1000000到0.000624/1000000增加10年之后没有毯子接种疫苗。的场景,毯子和助推器免疫terminated-simulated新的脊髓灰质炎感染的风险未部署人员从0.000546/1000000到0.000676/1000000增加(表6)在同一10年期间。

4所示。讨论和结论

数学模型可以帮助指导预防医学政策,导致人口健康和保护。分析采用一个数学模型对小儿麻痹症的传播在部署军队人口与当地居民交流在一个特有的设置。模型模拟结果描述的潜在好处通过毯子常规免疫保护这些部队,部署前加强免疫,剩余的保护造成儿童期疫苗接种。

在招聘缺乏全面免疫,免疫脊髓灰质炎疾病之一未部署人员逐渐从儿童期免疫残留保护造成违约,和容易传播的人口比例也在不断增加。虽然模拟毯子的清除免疫对脊髓灰质炎发病率没有明显的影响部署人员预部署加强免疫,传播的风险未部署人员混合部署的士兵将人口基数增加了19%。在没有预部署加强免疫的情况下,风险的传播在基线场景未部署的数量增加了25%。

虽然增加的百分比在传输下降带来的毯子免疫非零,新感染的整体风险在部署和非部署服务成员非常低,造成美国儿童免疫覆盖率高的结合,给予部分由IPV预防脊髓灰质炎的传播,和较低的全球发病率水平。在这个范围的风险,进口脊髓灰质炎病例的可能性在部署的士兵,和随后扩散到非部署的同行,非常小甚至没有毯子免疫。

鉴于先前存在的保护造成常规儿童免疫接种,预部署辅助服务的成员由脊髓灰质炎流行旅游地区都足以防止额外的传输中部署和非部署数量基于这些结果。毛毯要求国防部服务成员的脊髓灰质炎疫苗接种,临床流行病学似乎是多余的,,这个常规免疫不会影响部队准备或任务目标。

信息披露

凯莉McMullen军事服务成员(或美国政府的员工)。这项工作是作为公务的一部分准备的。标题17日,南加州大学105年,提供了“版权保护在这个标题不是美国政府的任何工作。“标题17,南加州大学101年,将美国政府的工作定义为工作准备的美国政府的兵役成员或雇员的一部分,人的公务。报告没有。支持17-XX军事机构在工作单位没有疫苗。N1415。在这篇文章中表达的观点是作者的,不一定反映部门的官方政策或位置的海军,军队的部门,部门的空军,退伍军人事务部,国防部、美国政府。这项工作被批准公开发布;分布是无限的。

的利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

确认

这项工作是由军方疫苗机构美国政府工作(南加州大学105)17日,NHRC合同号。n62645 - 15 - f - 1002。作者要感谢LCDR洛丽·n·佩里的援助与本合同和手稿。

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