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bioRxiv来源发表:

流感疫苗效力可在流行季前算出:拓扑模型给出H1N1 40.3%、H3N2 56.9%

核心概要

美国2026–2027流感季的疫苗效力在流行前被给出分型预测:拓扑模型对A(H1N1)pdm09、A(H3N2)和B/Victoria分别为40.3%、56.9%和47.1%,几何模型为34.0%、56.8%和51.1%。做法是把8–9月采集的87条血凝素序列与当季疫苗株比较,用两种数学距离概括差异,再套用26个历史“季节×病毒组分”观测拟合的线性回归。这些是分型点预测而非整季总体估计,95%预测区间宽约52–58个百分点,需与最终US Flu VE Network估计对照。

AI-generated editorial illustration: Mathematical AI Predicts 40% and 57% Influenza Vaccine Effectiveness Against H1N1 and H3N2, Respectively, for the 2026--2027 U.S. Season

深度剖析

流感疫苗效力现在可以在流行季开始前按病毒组分给出数值预测,而不必等接种记录和实验室检测结果在季中累积。 此前的临床效力估计依赖就诊者的接种记录与检测结果,随季节推进才逐步积累,季中临时报告与整季报告都要等到数据齐备之后。 历史拟合使用13个流感季、26个“季节×组分”观测,每个观测把当季8–9月病毒与疫苗株的平均距离与一篇已发表临床效力估计配对;拓扑模型拟合为76.35−22.84倍距离,R²=0.304,斜率置换检验p=0.0033。

预测的输入只是流行季前采集的病毒表面蛋白序列与当季疫苗株之间的差异程度。 两种距离都从血凝素蛋白上短氨基酸片段(k-mer,即1至3个相邻氨基酸)出现位置出发,一种直接比较各阈值下片段出现位置连成的组数,另一种把拓扑与拉普拉斯谱描述子当作子空间来比较。 2026–2027预测使用8–9月美国标本中通过筛选的87条血凝素序列,其中A(H1N1)pdm09 44条、A(H3N2) 26条、B/Victoria 17条,未使用任何2026–2027效力结果参与拟合或检验。

季前测得的距离与流行季临床入组期间测得的距离高度一致,支持把8–9月样本当作早期指标。 这一比较针对的是测量时点是否可靠,而不是效力预测是否准确;它只对拓扑距离进行,未直接验证几何距离。 8个流感季的18个配对观测上,季前与入组期拓扑距离相关系数r=0.942;扣除各病毒组均值后仍为r=0.844,按季节整群自助法得到的95%区间为0.632–0.980。

启示与展望

预测对象是2026–2027美国季A(H1N1)pdm09、A(H3N2)和B/Victoria的分型效力点预测,预定与US Flu VE Network针对门诊就诊、实验室确诊流感的最终调整估计按组分对照,而非CDC季节汇总页上的总体效力。

作者报告历史回测中相对历史均值参照的改进有限,几何模型平均绝对误差11.34个百分点、拓扑模型12.01个百分点,参照为11.96个百分点,配对差异均无法与零区分;按组分校正后距离斜率不显著,池化关联可能部分来自组间差异。