免疫を持つ人が増えると何が変わる？―ワクチンと集団免疫が下げる「罹患率」

テーマ

ワクチン接種率の上昇が、集団の中での感染症の広がり方にどう影響するかを問う問題である。

考え方

感染症が集団内で広がるかどうかは、病原体を持つ人（感染源）が、まだ免疫を持たない人（感受性者）とどれだけ接触するかで決まる。ワクチンは感受性者に前もって免疫を与え、感受性者を免疫保有者に変える手段である。そのため接種率が上がると、集団の中で感受性者の割合が減る。 感受性者が少なくなると、一人の感染者が新たに感染させる人数（実効再生産数）が小さくなる。これが1を下回ると流行は拡大できずに収束へ向かう。ワクチンを接種した本人だけでなく、接種できない乳児や免疫不全者なども感染者と接触する機会が減って守られる。これを集団免疫（herd immunity）という。 この結果、一定期間内に集団で新たに発生する患者の割合、すなわち罹患率が低下する。これがワクチン接種率向上の最も直接的な効果である。 一方、潜伏期間や罹病期間は主に病原体と宿主の性質で決まる。集団の接種率で直接変わる指標ではない。流行曲線（時間ごとの新規患者数のグラフ）は、接種率が上がるとピークが低くなる、遅くなる、または流行そのものが起こらなくなる方向に変わる。

感染成立の3要素

感染症の成立には、感染源・感染経路・感受性宿主の3要素が必要である。対策もそれぞれに対応する。感染源対策は患者の早期発見・治療・隔離、感染経路対策は手洗い・マスク・消毒・媒介動物の駆除である。感受性宿主対策の中心が予防接種である。

基本再生産数と集団免疫閾値

基本再生産数（R0）は、全員が感受性者である集団に一人の感染者が入ったとき、その人が平均して何人に感染させるかを示す値である。免疫保有者の割合をpとすると、実効再生産数はおよそR0×(1−p)となる。これを1未満にするのに必要な免疫保有率（集団免疫閾値）は1−1/R0で求められる。R0が大きい感染症ほど、流行を抑えるのに高い接種率が必要になる。たとえば麻疹はR0が12〜18程度と非常に大きく、9割を超える免疫保有率が必要とされる。そのため日本では2回接種（第1期・第2期）が行われ、高い接種率の維持が目標とされている。

罹患率と有病率

罹患率は一定期間内に新たに発生した患者数を、観察対象の人口（または人年）で割ったもので、新規発生の頻度を表す。有病率はある時点で病気を持っている人の割合である。持続期間の短い疾患では、有病率はおおよそ罹患率×平均罹病期間で近似できる。ワクチンは主に新規発生を防ぐ手段なので、まず罹患率を下げる。

ワクチン効果の例

不活化インフルエンザワクチンは感染を完全には防げないが、発症率を下げ、高齢者などの重症化・死亡を減らす効果が認められている。予防接種の効果には、個人への直接効果と、集団免疫による間接効果の両方がある。