Какво е имунитет на стадото?

От Джошуа А. Криш - сътрудник на науката на живо Преди 7 дни

Имунитетът на стадото премахва едра шарка и полиомиелит. Може ли COVID-19 да бъде следващият?

Постигането на имунитет на стадото не е толкова просто, колкото изглежда, и не винаги е възможно. (Изображение: © Бен Хасти / MediaNews Group / Четене на Орел чрез Гети Имиджис)  

Имунитетът на стадото описва момента, в който една популация е достатъчно имунизирана срещу заболяване, за да предотврати циркулацията му. Изследователи от Манчестърския университет за първи път въвели термина през 1923 г. , за да опишат как цяло стадо животински субекти (в този случай мишки) може да стане имунизирано срещу заболяване, въпреки че не всеки член от стадото е бил имунизиран.

Широко разпространената ваксинация е най-надеждният начин за постигане на имунитет на стадото. „Цялата концепция за имунитета на стадото произтича от въпроса: Колко хора са ви необходими, за да се ваксинирате в популация, за да изкорените болест“, казва Пол Хънтър, професор от Университета в Източна Англия в Обединеното кралство и член Комитет за предотвратяване на инфекции на Световната здравна организация. 

Но постигането на имунитет на стадото често е по-сложно от това и не винаги е възможно - особено когато става въпрос за новия коронавирус, който причинява COVID-19 , за който няма ваксина. „Имунитетът на стадо включва различни фактори над и извън самия вирус“, казва Грегъри Полша, директор на групата за изследване на ваксините на клиниката Майо. 

Свързано: Кога ще бъде готова ваксината срещу COVID-19? 

Как се измерва имунитетът на стадото

Изчисляването на колко хора трябва да бъдат имунизирани срещу заболяване, за да спре да заразява населението, е сравнително просто. Първо, учените определят R0 на патогена (произнася се R-nught), променлива, която оценява средния брой хора, които един заразен индивид ще зарази въз основа на присъщите качества на патогена. Важно е да се отбележи, че R0 не е поставен в камък. По-прецизната цифра, Rt, отчита броя на случаите, очаквани на индивид, тъй като огнището прогресира и условията се променят във времето в отговор на епидемията. Но за да изчислят прага, необходим за имунитета на стадото, епидемиолозите започват с R0. 

Избухването на ебола през 2014 г. има R0 от около два, което означава, че един заразен пациент с ебола средно инфектира други два, съобщава NPR . За морбили тази цифра е по-близка до 15. Въпреки че е твърде рано да се знае със сигурност, изследователите подозират, че R0 на вируса, който причинява COVID-19, е приблизително три, според Центровете за контрол и превенция на заболяванията .

Свързани: 12-те смъртоносни вируса на Земята

Болестите с на пръв поглед ниски стойности на R0 все още са в състояние бързо да се извият извън контрол, при условие че са дори малко над единицата. "Ако приемем, че R0 за COVID-19 е три, това означава, че за всеки един случай ще стигнете до три вторични случая", каза Хънтър пред Live Science. „Това е едно, три, девет, 27 и т.н.“ 

Ключът към постигането на имунитет на стадото е насочването на R0 на болестта (или, с актуализирана информация, Rt) към един. Тъй като хората стават имунизирани срещу патоген, било чрез ваксинация или естествен имунитет, придобит след възстановяване от болестта, се очаква един случай да зарази все по-малко и по-малко индивиди в рамките на тази популация. При морбили (R0 = 15) стадото на имунитета започва, когато 14 от 15, или около 93% от хората са имунизирани. За COVID-19 вероятно ще са достатъчни две от три (около 66%).

"С много заразен патоген се нуждаете от близо 100% от ваксинираното население", каза Хънтър. "С COVID-19, като се има предвид, че R0 е някъде между две и три, ако успеем да вземем две трети от населението, имунизирано, мисля, че бихме били добре."

Как да постигнем имунитет на стадото

Когато учените говорят за стадовия имунитет, той почти винаги е в контекста на ваксините . "Имунитетът на стадото ще бъде много целта на ваксинална програма [COVID-19]", казва Дани Алтман, професор по имунология в Imperial College London, пред Live Science. "Ето защо кандидатите за ваксина трябва да бъдат оценени и сравнени спокойно и обективно. Нуждаем се от тези, които са имуногенни (произвеждат имунен отговор], защитни, безопасни и осигуряват устойчиво ниво на реакция."

Но има и друг начин за постигане на имунитет на стадото. Ако въпросният патоген причини имунитет през целия живот на тези, които заразява, и му бъде позволено да се разпространява повече или по-малко непроверено, процентите на инфекция ще се увеличат експоненциално и след това по естествен начин изравняват, намаляват и изчезват, тъй като все повече хора хващат болестта, възстановяват се и стават имунизирани към реинфекция - всички без да се въвежда ваксина.

Този метод обаче е далеч не толкова надежден поради две причини. 

Първо, той работи само в сравнително затворена популация, в която нови, неекспонирани индивиди не пристигат постоянно, за да осигурят фураж за гладните патогени. Дори изолираните общности не са напълно безопасни от този риск, защото „децата не се раждат с имунитет“, каза Хънтър. "Много болести, за които бихме очаквали да изчезнат поради имунитета на стадото, остават наоколо, защото в населението има достатъчно достатъчно новородени, за да продължат болестта."

Свързани: 5 опасни мита за ваксините

Второ, имунитетът на стадото от придобита инфекция се овладява само ако достатъчна част от населението действително се заразява с болестта. Това не е пропуснато заключение и почти сигурно не е случаят с COVID-19, според предварителни данни на засегнатите европейски страни и проучване от Испания, публикувано през юли 2020 г. в списанието The Lancet . Цифрите предполагат, че въпреки сериозните загуби, новият коронавирус зарази само малка част от популацията - далеч под прага за имунитет на стадото. "Швеция е имала много инфекции, много смъртни случаи и не е постигнала стадо имунитет. Испания и Италия също не са постигнали стадо имунитет и проучванията установяват, че процентът на имунитета в тези страни е може би 15%", каза Полша.

И макар да е изкушаващо да се предположи, че след като човек се възстанови от COVID-19, той е имунизиран от бъдеща инфекция, проучванията все повече предполагат, че това може да не е така . 

„Виждаме тези„ партита COVID “, като хората си мислят„ ще отида, ще се заразя и ще бъда над него “, добави той. "Отвъд глупостта да се излагате на потенциално смъртоносна болест, това е невеж подход, който предполага една истина, която вероятно не е там - веднъж заразена, имунизирана."

Имунитетът на стадото не винаги работи  

Съставките за постигане на имунен стадо естествено са добре разбрани. "Искате заболяване, което гарантирано произвежда здрав имунитет с до голяма степен безсимптомно разпространение и има нисък R0", каза Алтман пред Live Science. Но дори ако R0 е сравнително висок и повечето пациенти са симптоматични, имунитетът на стадото все още е възможен с ефективна ваксина и ваксинална програма, която имунизира населението масово. „Помислете за нашите големи успехи за ваксинация за обществено здраве: едра шарка и полиомиелит , и двете изцяло се дължат на масивни, продължителни ваксинални програми с прости, високоефективни ваксини“, каза той.

 

Здравият имунитет е необходим, за да се гарантира, че тези, които стават имунизирани, остават толкова дълго, че патогенът изчезне. Безсимптомното разпространение помага, защото това означава, че по-малко хора вероятно ще умрат, докато населението чака имунитета на стадото - и увеличава вероятността оцелелите да окажат на първо място достатъчно оцелели. Нисък R0, разбира се, понижава летвата за това колко хора трябва да бъдат имунизирани, преди да видим как скоростта на инфекцията се изравнява и намалява. 

Свързано: Колко безопасни са ваксините? Ето числата. 

Независимо от това, някои заболявания, които на пръв поглед са силни кандидати за имунитет на стадото, никога не го постигат. Въпреки широко разпространената инфекция и ваксинацията, варицелата например никога не е била напълно изкоренена от населението. Това е така, защото вирусът, причиняващ варицела, остава латентен в нервните корени на заразените от него, дори след като се възстановят и придобият имунитет към болестта. С нарастването на веднъж заразените индивиди имунната им система отслабва и вирусът може да се активира отново, причинявайки херпес зостер , който от своя страна може да причини варицела. 

"Може да сте изкоренили варицела в малка островна общност, но тогава нечия баба получава атака от херпес зостер и за няколко седмици всяко дете на острова получава варицела", каза Хънтър. „Постигнахте стадовия имунитет и [изглежда, вирусът е изчезнал, но всъщност чака да излезе наяве.“ Подобни явления са наблюдавани и при туберкулозата, според СЗО.

Имунитетът, предизвикан от ваксина, също може да се провали, когато ваксината води само до краткотраен имунитет в рамките на популация. Коклюшът и паротитът наскоро се появяват много след като се приеме, че ваксинните програми са изкоренили тези заболявания и проучванията сочат, че докато неспазването на ваксината играе роля, епидемията отчасти се дължи на това, че ваксините губят ефективност с течение на времето. "През последните няколко години имахме огнища на коклюш и заушка, а те са резултат предимно от намаляващ имунитет с времето", каза Полша.

Възможен ли е имунитет на стадо за COVID-19?  

С ефективна ваксина е възможно да постигнем имунитет на стадото и да прекратим пандемията COVID-19 . Но вероятно ще са необходими редовни бустерни снимки, тъй като ранните данни за възстановяващи се пациенти сочат, че новият коронавирус дава имунитет само за няколко месеца или години. 

"Знаем, че две или три години след инфекция антителата стават неоткриваеми при пациенти с ТОРС, MERS и сезонни пациенти с коронавирус, така че това не е изненада", каза Полша. "Идеята, че ще взема ваксина и ще бъда постоянно имунизирана по начина, по който се е случило с морбили , рубеола, едра шарка или полиомиелит, в случая просто не е вярна", добави той.

Свързано: Ето как пандемията COVID-19 може да изиграе през следващите две години

  ДОПЪЛНИТЕЛНИ РЕСУРСИ

- Научете повече за това какво е имунитет на стадото и как това би било възможно с COVID-19, от университета на Джон Хопкинс .

- Гледайте тази кратка анимация за това как работи имунитетът на стадото от Кралския колеж на патолозите .

- Прочетете повече за това как ваксините насърчават имунитета на стадото, от Vaccines.gov .

Без ваксина обаче COVID-19 е твърде малко вероятно да произведе естествен имунитет на стадо, тъй като процентът на инфекция дори не е близък до процента, необходим за намаляване на R0 до единица. "Испанското проучване предполага, че дори и сега по-малко от 10% от испанците са прекарали инфекцията", каза Хънтър. "Ще ви трябват 10 или 15 пъти повече случаи - и смъртни случаи - преди да стигнете до стадовия имунитет." Може да отнеме месеци или години, за да се достигне този праг и дотогава много от тези, които са се заразили от болестта, така или иначе биха могли да загубят имунитета си - създавайки сцена за реинфекция и друг цикъл на заболяване и загуба.

Отрезвяващият начин на действие е, че това ще изисква поръчки с по-голяма касапност, отколкото вече видяхме, за да се приближи дори до възможността за имунитет на стадото, естествено възникващ за COVID-19, ако изобщо е възможно. "Можете да издържите ужасяваща пандемия на ниво, което разрушава обществената инфраструктура с огромна смъртност и все още не постигате стадо имунитет", каза Алтман.