Co to jest odporność stadna?

Odporność zbiorowa określa moment, w którym populacja jest wystarczająco odporna na chorobę, aby zapobiec jej krążeniu. Naukowcy z University of Manchester po raz pierwszy ukuli ten termin w 1923 roku, aby opisać, w jaki sposób całe stado zwierząt (w tym przypadku myszy) może stać się odporne na chorobę, mimo że nie każdy członek stada został zaszczepiony..

Powszechne szczepienia są najbardziej niezawodnym sposobem uzyskania odporności zbiorowej. „Cała koncepcja odporności stadnej zrodziła się z pytania: ile osób należy zaszczepić w populacji, aby wykorzenić chorobę” - powiedział Paul Hunter, profesor z University of East Anglia w Wielkiej Brytanii i członek Komitet ds. Zapobiegania zakażeniom Światowej Organizacji Zdrowia.

Ale osiągnięcie odporności stadnej jest często bardziej skomplikowane i nie zawsze jest możliwe - zwłaszcza jeśli chodzi o nowego koronawirusa, który powoduje COVID-19, na który nie ma szczepionki. „Odporność zbiorowa obejmuje szereg czynników wykraczających poza sam wirus” - powiedział Gregory Poland, dyrektor grupy badawczej ds. Szczepionek Mayo Clinic.

Związane z: Kiedy będzie gotowa szczepionka na COVID-19?

Jak mierzy się odporność stada

Obliczenie, ile osób musi być uodpornionych na chorobę, aby przestała infekować populację, jest stosunkowo proste. Najpierw naukowcy określają R0 patogenu (wymawiane jako R-zero), zmienną, która szacuje średnią liczbę osób, które zakażą jedna osoba zaraźliwa, na podstawie wrodzonych właściwości patogenu. Należy zauważyć, że R0 nie jest osadzony w kamieniu. Bardziej precyzyjna wartość, Rt, przedstawia liczbę przypadków oczekiwanych na osobę w miarę postępu epidemii i zmiany warunków w czasie w odpowiedzi na wybuch. Ale w celu obliczenia progu niezbędnego dla odporności stada epidemiolodzy rozpoczynają od R0.

W 2014 r. Wybuch epidemii wirusa Ebola miał R0 około dwóch, co oznacza, że ​​jeden pacjent z zakaźną wirusem Ebola zarażał średnio dwóch innych, donosi NPR. W przypadku odry liczba ta jest bliższa 15. Chociaż jest za wcześnie, aby wiedzieć na pewno, naukowcy podejrzewają, że R0 wirusa wywołującego COVID-19 wynosi około trzech, według Centers for Disease Control and Prevention..

Związane z: 12 najbardziej śmiercionośnych wirusów na Ziemi

Choroby z pozornie niskimi wartościami R0 nadal mogą szybko wymknąć się spod kontroli, pod warunkiem, że są nawet nieco powyżej jedności. „Jeśli przyjmiemy, że R0 dla COVID-19 wynosi trzy, oznacza to, że w każdym przypadku otrzymasz trzy drugorzędne przypadki” - powiedział Hunter. „To jest jeden, trzy, dziewięć, 27 i tak dalej”.

Kluczem do osiągnięcia odporności stadnej jest skierowanie R0 choroby (lub, gdy dostępne są aktualne informacje, Rt) do jedności. Ponieważ osoby stają się odporne na patogen, czy to poprzez szczepienie, czy naturalną odporność nabytą po wyzdrowieniu z choroby, oczekuje się, że jeden przypadek zakaża coraz mniej osób w tej populacji. W przypadku odry (R0 = 15) odporność stada pojawia się, gdy 14 z 15 lub około 93% osobników jest uodpornionych. W przypadku COVID-19 prawdopodobnie wystarczą dwa na trzy (około 66%).

„W przypadku bardzo zakaźnego patogenu potrzeba blisko 100% zaszczepionej populacji” - powiedział Hunter. „W przypadku COVID-19, biorąc pod uwagę, że jego R0 wynosi od dwóch do trzech, gdybyśmy mogli zaszczepić dwie trzecie populacji, myślę, że wszystko byłoby w porządku”.

Jak osiągnąć odporność stadną

Kiedy naukowcy mówią o odporności stadnej, prawie zawsze ma to miejsce w kontekście szczepionek. „Odporność zbiorowa byłaby w dużej mierze celem programu szczepień [COVID-19]” - powiedział Danny Altmann, profesor immunologii z Imperial College London. „Dlatego kandydaci na szczepionki muszą być oceniani i porównywane spokojnie i obiektywnie. Potrzebujemy tych, które są immunogenne [wywołują odpowiedź immunologiczną], chronią, są bezpieczne i zapewniają trwały poziom odpowiedzi”.

Ale jest inny sposób na osiągnięcie odporności stadnej. Jeśli dany patogen wywołuje dożywotnią odporność u zarażonych osób i może rozprzestrzeniać się mniej lub bardziej niekontrolowany, wskaźniki infekcji będą rosły wykładniczo, a następnie naturalnie spłaszczają się, maleją i znikają, gdy więcej ludzi zachoruje, wyzdrowieje i stanie się odpornymi na ponowne zakażenie - wszystko bez wprowadzania szczepionki.

Ta metoda jest jednak znacznie mniej niezawodna z dwóch powodów.

Po pierwsze, działa tylko w stosunkowo zamkniętej populacji, do której nie przybywają stale nowe, nienaświetlone osobniki, aby zapewnić paszę głodnym patogenom. Nawet odizolowane społeczności nie są całkowicie zabezpieczone przed tym ryzykiem, ponieważ „dzieci nie rodzą się z odpornością” - powiedział Hunter. „Wiele chorób, które spodziewalibyśmy się wymrzeć z powodu odporności stadnej, utrzymuje się, ponieważ do populacji przybywa tylko tyle noworodków, aby utrzymać chorobę”.

Związane z: 5 niebezpiecznych mitów na temat szczepionek

Po drugie, odporność stada na nabytą infekcję utrzymuje się tylko wtedy, gdy wystarczająca część populacji faktycznie zaraża się chorobą. To nie jest zapomniany wniosek i prawie na pewno tak nie jest w przypadku COVID-19, według wstępnych danych z dotkniętych krajów europejskich i badania z Hiszpanii opublikowanego w lipcu 2020 r. W czasopiśmie The Lancet. Liczby sugerują, że pomimo tragicznych strat nowy koronawirus zainfekował tylko ułamek populacji - znacznie poniżej progu odporności stadnej. „Szwecja miała wiele zakażeń, wiele zgonów i nie uzyskała odporności stadnej. Hiszpania i Włochy również nie uzyskały odporności stadnej, a badania pokazują, że wskaźniki odporności w tych krajach wynoszą może 15%” - powiedziała Polska.

I chociaż kuszące jest założenie, że gdy dana osoba wyzdrowieje z COVID-19, jest odporna na przyszłe infekcje, badania coraz częściej sugerują, że może tak nie być.

„Widzimy te 'imprezy z koronawirusem', na których ludzie myślą:„ Pójdę, zarazę się i będę z tym skończył ”- dodał. „Poza głupotą narażania się na potencjalnie śmiertelną chorobę, jest to ignoranckie podejście, które zakłada prawdę, której prawdopodobnie nie ma - raz zarażony, odporny”.

Odporność na stado nie zawsze działa

Naturalnie dobrze poznane są składniki zapewniające odporność stadną. „Chcesz choroby, która gwarantuje solidną odporność z przeważnie bezobjawowym rozprzestrzenianiem się i ma niskie R0” - powiedział Altmann. Ale nawet jeśli R0 jest stosunkowo wysokie i większość pacjentów ma objawy, odporność stadna jest nadal możliwa dzięki skutecznej szczepionce i programowi szczepień, który masowo uodparnia populację. „Pomyśl o naszych wielkich historiach sukcesu szczepień dla zdrowia publicznego: ospie prawdziwej i polio, oba całkowicie dzięki masowym, długotrwałym programom szczepień z prostymi, wysoce skutecznymi szczepionkami” - powiedział.

Silna odporność jest niezbędna, aby zapewnić, że ci, którzy się uodpornią, pozostaną w ten sposób wystarczająco długo, aby patogen wymarł. Bezobjawowe rozprzestrzenianie się pomaga, ponieważ oznacza, że ​​mniej ludzi prawdopodobnie umrze, podczas gdy populacja czeka na utrzymanie odporności stada - i zwiększa prawdopodobieństwo, że będzie wystarczająco dużo osobników, które przeżyją, przede wszystkim, aby wpłynąć na odporność stada. Niski R0, oczywiście, obniża poprzeczkę dla liczby osób, które muszą być uodpornione, zanim zobaczymy, że współczynnik infekcji spłaszcza się i spada.

Związane z: Jak bezpieczne są szczepionki? Oto liczby.

Niemniej jednak niektóre choroby, które wydają się być silnymi kandydatami na odporność stadną, nigdy tego nie osiągają. Pomimo powszechnych infekcji i szczepień, na przykład ospa wietrzna nigdy nie została całkowicie wyeliminowana z populacji. Dzieje się tak, ponieważ wirus wywołujący ospę wietrzną pozostaje utajony w korzeniach nerwowych osób nią zarażonych, nawet po wyzdrowieniu i uzyskaniu odporności na chorobę. W miarę starzenia się osób zarażonych ich układ odpornościowy słabnie, a wirus może się reaktywować, powodując półpasiec, który z kolei może powodować ospę wietrzną.

„Mogłeś wykorzenić ospę wietrzną w małej społeczności wyspiarskiej, ale wtedy czyjaś babcia dostaje ataku półpaśca i w ciągu kilku tygodni każde dziecko na wyspie choruje na ospę wietrzną” - powiedział Hunter. „Osiągnąłeś odporność stadną i [wygląda na to], że wirus wymarł, ale tak naprawdę czeka na ujawnienie się”. Według WHO podobne zjawiska zaobserwowano w przypadku gruźlicy.

Wywołana przez szczepionkę odporność zbiorowa może również zawieść, gdy szczepionka wywołuje tylko krótkotrwałą odporność w populacji. Krztusiec i świnka pojawiły się ostatnio ponownie długo po tym, jak zakładano, że programy szczepień wyeliminowały te choroby, a badania sugerują, że chociaż niezgodność ze szczepieniami odegrała pewną rolę, epidemie były częściowo spowodowane utratą skuteczności szczepionek w czasie. „W ciągu ostatnich kilku lat mieliśmy epidemie zarówno krztuśca, jak i świnki, a te wynikały głównie z zanikania odporności w czasie” - powiedziała Polska..

Czy możliwa jest odporność stadna na COVID-19?

Dzięki skutecznej szczepionce możliwe jest, że uda nam się uzyskać odporność stadną i zakończyć pandemię COVID-19. Jednak regularne zastrzyki przypominające byłyby prawdopodobnie konieczne, ponieważ wczesne dane od pacjentów, którzy wyzdrowieli, sugerują, że nowy koronawirus zapewnia odporność tylko na kilka miesięcy lub lat.

„Wiemy, że po dwóch, trzech latach od infekcji przeciwciała stają się niewykrywalne u pacjentów z SARS, MERS i sezonowym koronawirusem, więc nie jest to niespodzianką” - powiedziała Polska. „Pomysł, że otrzymam szczepionkę i będę na stałe uodporniony, tak jak to się stało w przypadku odry, różyczki, ospy czy polio, jest po prostu nieprawdziwy w tym przypadku” - dodał..

Związane z: Oto, jak pandemia COVID-19 może się rozegrać w ciągu najbliższych dwóch lat

- Dowiedz się więcej o tym, czym jest odporność stadna i jak to może być możliwe w przypadku COVID-19, od Uniwersytet Johna Hopkinsa.

- Obejrzyj tę krótką animację o tym, jak działa odporność stadna, od Royal College of Pathologists.

- Przeczytaj więcej o tym, w jaki sposób szczepionki promują odporność stadną, od Vaccines.gov.

Jednak bez szczepionki jest niezwykle mało prawdopodobne, aby COVID-19 wytworzył naturalną odporność zbiorową, ponieważ wskaźniki infekcji nie są nawet bliskie procentowi potrzebnemu do obniżenia R0 do jednego. „Hiszpańskie badanie sugeruje, że nawet teraz mniej niż 10% Hiszpanów miało tę infekcję” - powiedział Hunter. „Potrzebowałbyś 10 lub 15 razy więcej przypadków - i zgonów - zanim uzyskasz odporność stada”. Osiągnięcie tego progu może zająć miesiące lub lata, a do tego czasu wielu z tych, którzy zarazili się chorobą, i tak może stracić odporność - przygotowując grunt pod reinfekcję i kolejny cykl choroby i straty..

Trzeźwiącym wnioskiem jest to, że wymagałoby to o rząd wielkości większej rzezi, niż widzieliśmy już, aby podejść do możliwości naturalnej odporności stadnej na COVID-19, jeśli jest to w ogóle możliwe. „Możesz przetrwać straszliwą pandemię na poziomie, który niszczy infrastrukturę społeczną z ogromną liczbą ofiar śmiertelnych i nadal nie osiągnąć odporności stadnej” - powiedział Altmann.