群体免疫的平衡之辩：观察与培育的历史审视（1920-2020）

《Medical History》：The great balancing debate: a history of observing and cultivating herd immunity, 1920–2020

本文编辑推荐：为厘清COVID-19大流行期间关于“群体免疫”概念的激烈争议，David Robertson博士从历史视角切入，系统梳理了该概念自1920年代由英国流行病学家Topley和Wilson提出后，直至2020年的百年演变。研究揭示了群体免疫概念内在的“观察”与“培育”之间的张力——即作为解释流行病自然消长机制与作为通过免疫接种主动干预的公共卫生目标之间的根本性差异。这一历史分析不仅阐明了当代科学争论的深层根源，也为理解传染病防控策略的演变提供了关键洞见。文章发表于《Medical History》，对流行病学思想史和公共卫生政策制定具有重要参考价值。

　　

当COVID-19疫情在2020年初席卷全球时，一个看似专业的流行病学概念——“群体免疫”（herd immunity）——意外地成为了公众舆论和科学界激烈辩论的焦点。一些科学家和政府顾问认为，随着人口通过自然感染获得免疫力，疫情将逐渐消退，病毒将变为地方性流行。而另一些专家则坚称，群体免疫仅适用于疫苗接种策略，在缺乏疫苗的情况下试图通过感染获得群体免疫等同于“放任病毒传播”。这种对同一基本概念的理解分歧，不仅影响了各国的防疫政策走向，更暴露了流行病学中一个长期存在但未被充分探讨的理论张力。

在这场争论的背景下，牛津大学科学、医学和技术史中心的David Robertson在《Medical History》上发表了一项深入研究，追溯了群体免疫概念从1920年代到2020年的百年演变历程。他认为，COVID-19疫情期间的科学争议反映了一个长期存在的概念张力：即在观察感染获得的群体免疫对传染病种群动态的影响，与通过免疫接种主动培育群体免疫之间的根本区别。

实验流行病学的奠基：从鼠群到人群

Robertson的研究始于1920年代英国细菌学家William Whiteman Carlton Topley和Graham Selby Wilson的开创性工作。在1918-19年流感大流行之后，Topley和他的团队进行了一系列大规模的实验，通过观察实验室小鼠群体中的流行病动态来探索传染病的传播规律。他们建立了持续的“小鼠流行病”模型，在严格控制的环境中观察病原体在小鼠群体中的传播、消亡和再次出现的波状模式。

Topley和Wilson在1923年首次提出了“群体免疫”概念，用以描述免疫个体在群体中的分布如何影响疾病的传播动态。他们发现，个体的免疫状态并非孤立存在，而是与周围个体的免疫状态密切相关。一个具有一定免疫力的个体，当被高度易感的同伴包围时，其免疫力可能不足以提供保护。这一洞察使他们将流行病视为一种“群体现象”，不能简单还原为个体病例的集合。

值得注意的是，Topley和Wilson最初将群体免疫主要视为一种观察性概念——一种解释为何流行病会自然兴起和消退的机制。在他们看来，群体免疫的积累和流失解释了像1918-19年流感这样的流行病的起伏规律。其他因素，如病原体毒力的变化或隔离措施，在这一过程中最多是次要的。

免疫技术的介入：从观察到培育的转变

随着群体免疫概念的发展，它与免疫学技术的进步日益交织。1920年代，英国病理学家Sheldon Francis Dudley在研究皇家海军医学院的青少年白喉疫情时，使用了希克测试（Schick test）来量化人群的免疫状况。这一技术使得研究人员能够监测疫情前、中、后期群体免疫的数量变化，从而获得对疫情发展的更精细理解。

希克测试不仅能够检测免疫力，还被认为能够增强免疫力，这推动了Dudley将群体免疫概念化为可量化和可操纵的群体特性。他提出了“免疫指数”（immunity index）的概念，即一个社区中免疫个体与易感个体的比例，并希望通过免疫接种来主动改变这一指数。白喉周围的一系列免疫学技术（测试、治疗和预防）促使研究人员将群体免疫既视为流行病的一种可观察特征，也视为一种可通过干预培育的特质。

这种从观察到培育的概念转变在二战后随着大规模疫苗接种的扩展而加速。随着天花、脊髓灰质炎等疾病消除计划的发展，群体免疫越来越与疫苗接种目标和疾病消除策略联系在一起。然而，正如Robertson所指出的，这种概念的扩展也带来了新的模糊性——群体免疫究竟是指导致疾病自然消长的观察性机制，还是指通过免疫接种实现的公共卫生目标？

生态学模型的整合：宿主-寄生虫相互作用的视角

1970至1980年代，英国科学家Roy Anderson和Robert May的工作为群体免疫研究带来了革命性的变化。他们将生态学中的“捕食者-猎物”框架引入传染病建模，将宿主-病原体关系视为两种相互作用种群的动态平衡。

Anderson和May开发了复杂的非线性数学方程来描述寄生虫与宿主种群之间的动态相互作用。他们的分析强调，宿主种群内部的异质性（如年龄结构、人口密度和混合模式）对传播动力学有重要影响。他们证明，假定人群同质混合（如“理想气体中的分子”）会高估消除疾病所需的群体免疫水平，同时可能在易感个体聚集处形成传播灶。

尽管Anderson和May经常在疫苗接种背景下讨论群体免疫，但他们谨慎区分了这一概念与疾病消除之间的差别。他们指出，需要“足够水平的群体免疫来实现消除”，而“非常高水平的人工诱导群体免疫是实现疾病根除所必需的”。他们的工作训练了一代传染病流行病学家和数学建模者，其中许多人后来成为COVID-19大流行中的重要科学顾问。

历史视角下的COVID-19争议

Robertson的研究最终回到COVID-19疫情期间的群体免疫争议。2020年10月发布的《大巴灵顿宣言》（Great Barrington Declaration）主张通过“重点保护”策略来平衡群体免疫的风险和收益，允许死亡风险最低的人正常生活以通过自然感染建立免疫力，同时更好地保护高风险人群。这一提议遭到了许多科学家的强烈反对，认为依赖自然感染获得免疫力的策略存在缺陷。

有趣的是，这场争议中的关键人物大多与Anderson和May的知识传统有关。例如，《大巴灵顿宣言》的合著者之一、牛津大学流行病学家Sunetra Gupta曾是Anderson和May的学生和同事。而反对该宣言的哈佛大学流行病学家Marc Lipsitch也曾在Anderson和May指导下受训。尽管接受相似的训练，他们对预存免疫的作用、封锁措施的可行性和危害以及利用感染获得群体免疫管理疫情的智慧存在深刻分歧。

Robertson认为，这些分歧不能简单归因于科学上的无知或对脆弱人群的漠视，而是反映了群体免疫概念内在的长期张力：是应该将群体免疫视为与传染病共存的机制，寻求一种“不稳定的平衡”；还是应该通过免疫技术积极培育群体免疫，以实现疾病控制甚至消除。

研究方法的关键要素

作者为开展这项研究，主要采用了历史文献分析法和概念史研究方法。研究基于对原始档案资料（如Wellcome Collection中的Graham Selby Wilson档案）、历史出版物（包括Topley、Wilson、Dudley、Anderson和May等人的科学著作）以及当代科学文献的系统梳理。特别关注了关键历史人物（如Topley、Wilson、Dudley、Anderson和May）的学术著作和通信记录，追溯了群体免疫概念在不同时期的定义、应用和演变。研究还分析了这一概念与相关技术（如希克测试、疫苗）和科学范式（如生态学模型）之间的相互作用。

研究结果

群体免疫的起源与早期发展

通过分析Topley和Wilson在1920-1940年代的实验工作，研究表明群体免疫概念最初是作为解释流行病波状动态的观察性工具而产生的。他们对实验室小鼠群体的研究揭示了免疫分布（而不仅仅是免疫总量）对疫情传播的关键影响。

免疫技术对概念的重塑

通过对Dudley使用希克测试和白喉免疫策略的分析，研究展示了免疫学技术如何推动群体免疫从观察性概念向可干预目标的转变。这种技术-概念的共同演变为理解后来的疫苗接种策略奠定了基础。

生态学模型的整合

通过分析Anderson和May在1970-1990年代的工作，研究揭示了生态学视角如何丰富了群体免疫的理解，特别是通过引入种群异质性和宿主-寄生虫动态平衡的概念。

当代争议的历史根源

通过将COVID-19期间的群体免疫争议置于百年概念史中，研究表明当前分歧反映了群体免疫作为自然现象与作为公共卫生目标之间的长期张力。

研究结论与意义

Robertson的研究表明，群体免疫概念的历史是一部在“观察”与“培育”之间不断平衡的历史。最初作为解释流行病自然兴衰的观察性概念，群体免疫随着免疫技术的发展逐渐转变为可通过干预培育的公共卫生目标。这种概念的演变并非线性进步，而是一直保持着内在的张力，最终在COVID-19大流行中充分显现。

这一历史分析的重要意义在于，它超越了将群体免疫争议简单归因于科学无知或政策立场的做法，揭示了流行病学核心概念的复杂性和历史性。理解这一历史，不仅有助于更深入地思考传染病防控策略，也为应对未来疫情中的科学争议提供了宝贵视角。群体免疫既不是需要“相信”的教条，也不是可随意“实现”的简单目标，而是理解人类与传染病长期共存动态的核心概念框架。

研究表明，群体免疫概念的生命力恰恰在于它能够容纳这种张力——既是对传染病自然历史的观察，也是对人类干预能力的想象。在人类与传染病长期共存的历程中，这种平衡或许将继续指导我们对群体免疫的理解和应用。