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第7波初頭での国内のCOVID-19の集団免疫割合の推計 ―パンデミック期からエンデミック期への転換に向けて―
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第7波初頭での国内のCOVID-19の集団免疫割合の推計 〜パンデミック期からエンデミック期への転換に向けて〜

July 28, 2022

このレビューのポイント

●　自然感染とワクチン接種によって国民の免疫獲得が進んでおり、現在の状況においては、感染拡大が長期に継続することは想定しにくく、一律の行動制限を課す必要性は低い。
●　自然感染による免疫保持者の割合はオミクロン株の流行で顕著に増加し、実際に捕捉されている数の2倍以上に達し、人口の2割を優に超えている。ワクチン由来の免疫も含めた部分免疫を持つ者の割合は接種後の免疫力低下を勘案しても9割近い。
●　こうした状況を踏まえれば、現在の第7波の流行のピークは8月中であり、今後急速に収束するものと考える。
●　第7波の流行の被害を抑える上で有効なことは、発症したハイリスク者への迅速な検査と陽性者に対する迅速な治療薬の投与に加えて、3・4回目のワクチンの未接種者に対する接種をできるだけ進めることである。
●　オミクロン株のように、非常に感染性が高いが病原性は低い変異株に対して、医療・介護体制及び社会経済活動を維持するために、迅速抗原検査の大幅な供給、現行の隔離期間の更なる短縮（特に医療介護従事者）や濃厚接触者の扱いも変更する必要がある。また、治療薬が迅速に供給される仕組みの整備が不可欠と考える。

R-2022-027

・はじめに
・モデル
・考察

はじめに

2022年7月25日現在、国内の新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の感染報告数は1,000万 [1] を超え、ワクチンの接種回数は3億に迫っている[2]。同年6月末から、感染性の非常に高いオミクロン株BA.5による流行の第7波に入り、感染報告数はさらに増えることが予想される。感染拡大の収束時期を予測する上で、また、必要な対策を検討する上でも、自然感染とワクチンによる集団免疫が現在国内においてどの程度達成されているかを推計することは重要である。ここでは、数理モデルによる現在までの推計結果を紹介し、考察を行う（2022年3月時点の推計結果については[3] を参照されたい）。

モデル

[3] と同様に、集団を感受性（Susceptible）、潜伏期（Exposed）、感染（Infectious）、回復（Recovered）の4種類の小集団に区分するSEIRモデルを考える。ワクチンの接種回数に応じて、未接種（S, E, I, R）、1回（S1, E1, I1, R1）、2回（S2, E2, I2, R2）、3回以上（S3, E3, I3, R3）のように各小集団を細分する。2回接種以降は、接種後の経過時間に応じた免疫の減衰と、再接種によるブースター効果を考慮する。モデルの数式等の詳細は[4] を参照されたい。モデルの感染率は[1]、ワクチン接種率は[2]のデータをもとに決定した。図1に、日ごとの感染報告数（7日間移動平均）とモデルの流行曲線を示す。  

　　　　　図1 国内のCOVID-19の日ごとの感染報告数（2020/1/14～2022/7/25） 

前回の推計[3]では、感染を経験した者の割合をFull immunity、それにワクチン接種経験のある者の割合を加えたものをPartial immunityと呼んだ。今回は、Full immunity を自然感染による免疫保持者の割合と捉え、Natural infection と呼ぶ。ただし、これはワクチン接種後のブレイクスルー感染による免疫保持者の割合を含む。さらに、免疫の減衰を考慮に入れたワクチンのみによる免疫保持者の割合を Vaccine (with waning) と呼ぶ。そのような区分のもとでの国内の日ごとの集団免疫割合の推計結果を図2に示す。

  

　　　　　図2 国内の日ごとの集団免疫割合の推計（2020/1/14～2022/7/25） 

また、Vaccine (with waning) の内、1・2回目のワクチンによる免疫保持者の割合を First and second、3・4回目のワクチンによる免疫保持者の割合を Third and fourth と呼ぶ。このとき、2021年1月以降の国内の日ごとのワクチンによる集団免疫割合の推計結果を図3に示す。

  

　　　　　図3 国内の日ごとのワクチンによる集団免疫割合の推計（2021/1/1～2022/7/25） 

考察

図2より、高い感染性を持つオミクロン株による2022年の第6波・第7波によって自然感染による免疫保持者の割合（赤）は顕著に増加し、現在は2割を優に超えていることが分かる。一方，ワクチン由来の免疫も含めた部分免疫を持つ者の割合（青）は9割近くであることが分かる。ブレイクスルー感染は自然感染者の15～30%を占めるが、部分免疫を持つ者の3%程度であるため、推定値を大きく変えない。したがって、自然感染とワクチン接種によって国民の免疫獲得が進んでおり、報告感染者数と入院患者数※１・重症者数・死亡者数との乖離が一段と進むと考えられる。すなわち、現在の状況においては、新型コロナ禍の初期のような一律の行動制限を課す必要性は低い。
 

しかし、免疫の減衰を考慮した場合のワクチンによる免疫保持者の割合（紫）は2021年11月のピーク時は5割近くであったが、2022年7月には4割を切っている。特に、第6波や第7波が始まる直前の2021年12月や2022年6月には、ワクチンによる免疫保持者の割合が明らかに減少していることが分かる。したがって、感染流行の各波が発生した要因として、変異によるウイルスの感染力の増加と免疫逃避※2に加えて、ワクチンによる集団免疫の減少のタイミングが重なった可能性が考えられる。
 

図3では、1・2回目のワクチン接種による免疫保持者の割合（黄）は、2021年11月にピークを迎え、2022年3月上旬には3・4回目のワクチン接種による免疫保持者の割合（水色）の方が多くなっていることが分かる。現在はいずれも減少傾向にあり、感染して発症したハイリスク者への迅速な検査と治療薬の投与に加えて、3・4回目のワクチンの未接種者に対する接種を進めることが第7波の流行の被害を抑える上で有効であると考えられる。さらに、非常に感染性が高いが病原性は低い変異株に対して、医療・介護体制及び社会経済活動を維持するために、迅速抗原検査の大幅な供給、現行の隔離期間の更なる短縮（特に医療介護従事者）や濃厚接触者の扱いも変更する必要がある。

 

一方で、第7波による自然感染を加えた全体の免疫割合（図2の緑）は増加しているため、重症者数や死亡者数が少ないのであれば自然感染による集団免疫割合の増加を待つという選択肢も考えられる。高い免疫獲得や病床確保の状況を鑑みると、日本はパンデミック期からエンデミック期へと移行していると考えられる。自然感染によっても免疫活性が上昇することが知られており、今後は、多くの国民への定期的ワクチン接種を継続するのか、あるいは、希望者へのワクチン接種と自然感染のハイブリッドによって社会経済活動を維持するのかに関する科学的なコンセンサスが必要である。

 

基本再生産数を2.5 とした場合 [5] の典型的なモデルで産出される臨界免疫化割合 [6] は6割であるから、自然感染のみ（図2の赤）や、それに免疫の減衰を考慮したワクチンによる免疫を加えたもの（図2の緑）を考えると、まだ流行の終息に十分な集団免疫の達成には至っていないと考えられる。しかし、第7波により自然感染による免疫割合は確実に増加しているため、少なくともシミュレーション上では早晩集団免疫の達成が期待できる。特に、集団における感染リスクの異質性を考慮すると、より低い割合でも流行が終息する可能性が指摘されている [7]。今回のモデル推計によると現在の第7波の流行のピークは8月中であり、今後急速に収束するものと考える（図4）。

 

　　　　　図4 国内の日ごとの感染報告数と集団免疫割合の予測（2022/1/1～2022/10/1，点線が予測） 

ただし、基本再生産数が2.5より大きい場合には、終息に必要な臨界免疫化割合も6割より大きくなる点に注意が必要である。また、ワクチン未接種でオミクロン株に感染した場合、ワクチン接種後に感染した場合と比較して弱い免疫しか出来ずに再感染率が高いという報告もある。そのような場合、両者を区別せずに自然感染とした本稿のモデルでは集団免疫を過大に評価している可能性があり、ワクチン接種率の向上がより重要な意義を持つと言える。

 

最後に、本稿のモデルは現実を簡略化して捉えるために様々な仮定を置いたものであること、現行のオミクロン株よりも病原性の高い変異株が出現する可能性も排除できないことに注意が必要である。モデルの考え得る限界については[3]およびその付録を参照されたい。

 

脚注

※１　新型コロナの重症化により入院する患者は以前よりもはるかに低い可能性が高い。しかし、高い感染性を持つオミクロン株によって、新型コロナ以外の疾患で入院した患者が、入院時のスクリーニング検査で新型コロナ陽性と判断される症例が多いことに注意する。

※２　ワクチン接種や自然感染した後は、免疫システムによりウイルス感染への予防役目を果たすが、免疫逃避とは、そのシステムが十分に働かなくなることを指す。

参考文献

[1] WHO, Coronavirus (COVID-19) Dashboard,https://covid19.who.int/
2022年7月27日閲覧.

[2] 首相官邸ホームページ, 新型コロナワクチンについて,https://www.kantei.go.jp/jp/headline/kansensho/vaccine.html
2022年7月27日閲覧.

[3] 國谷紀良, 渋谷健司, 徳田安春, 中村治代, 諸見里拓宏, 数理モデルによるCOVID-19の国内の集団免疫割合の推計,https://www.tkfd.or.jp/research/detail.php?id=3954
2022年7月20日閲覧.

[4] 付録 http://www2.kobe-u.ac.jp/~tkuniya/appendix220727
2022年7月27日閲覧.

[5] N. Imai, et al., Report 3: Transmissibility of 2019-nCoV (2020). https://www.imperial.ac.uk/media/imperial-college/medicine/mrc-gida/2020-01-25-COVID19-Report-3.pdf
2022年7月21日閲覧.

[6] 稲葉寿編, 感染症の数理モデル 増補版, 培風館, 2020年.

[7] 稲葉寿, 感染症数理モデルとCOVID-19,https://www.covid19-jma-medical-expert-meeting.jp/topic/3925
2022年7月21日閲覧.

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