КОЛЛЕКТИВНЫЙ ИММУНИТЕТ: COVID-19

HERD IMMUNITY: COVID-19

Anastasia Bratsun

Student, medical faculty, Perm State Medical University named after E.A. Wagner

Russia, Perm

Egor Koryakin

Student, medical faculty, Perm State Medical University named after E.A. Wagner

Russia, Perm

АННОТАЦИЯ

Появление тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2) и связанного с ним заболевания продемонстрировало разрушительное действие нового инфекционного патогена на очень восприимчивое население. В данной статье мы рассматриваем основные концепции коллективного иммунитета и его значение в контексте COVID-19.

ABSTRACT

The emergence of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and its associated disease has demonstrated the devastating effect of a new infectious pathogen on a very susceptible population. In this article, we consider the main concepts of collective immunity and its significance in the context of COVID-19.

Ключевые слова: COVID-19, коронавирус, приобретенный иммунитет, коллективный иммунитет.

Keywords: COVID-19, coronavirus, acquired immunity, collective immunity.

Приобретенный иммунитет у человека возникает либо путем естественного заражения патогеном, либо путем иммунизации вакциной. Коллективный иммунитет исходит из эффектов индивидуального иммунитета, масштабированного до уровня популяции. Речь идет о косвенной защите от инфекции: восприимчивые и ослабленные люди, для которых смертельно это заболевание и которые не способны перенести вакцину находятся в безопасности, так как большая часть популяции уже имеет иммунитет.

В зависимости от распространенности существующего иммунитета к патогену в популяции введение инфицированного человека приводит к различным результатам. В полностью наивной популяции патоген будет бесконтрольно распространяться среди восприимчивых людей, проконтактировавших с инфицированными людьми. Однако, если часть населения уже имеет иммунитет к данному патогену, то вероятность эффективного контакта между инфицированными и восприимчивыми людьми значительно снижается, так как уже обладают иммунитетом и, следовательно, не могут передавать патоген. Если доля восприимчивых людей в популяции слишком мала, то патоген не сможет успешно распространяться. Когда доля восприимчивых людей падает ниже уровня, необходимого для дальнейшего распространения инфекции, наступает так называемый порог коллективного иммунитета. Именно в этот момент начинает работать косвенная защита восприимчивых людей от инфекции.

В простейшей модели порог коллективного иммунитета зависит от одного параметра, известного как Ro, или основное число воспроизводств. Ro – это среднее количество вторичных инфекций, вызванных одним инфекционным индивидуумом, занесенным в полностью восприимчивую популяцию. Например, если мы гипотетически возьмем патоген с Ro равным 4, то это значит, что один инфицированный человек заразит четырех других в течение своего инфекционного периода, если в популяции не существует иммунитета. Математически порог коллективного иммунитета вычисляется как 1 - 1/Ro (например, если Ro = 4, соответствующий порог коллективного иммунитета равен 0,75).

Значит, чем заразнее патоген, тем больше ассоциированный с ним Ro и тем больше доля населения, которая должна иметь иммунитет, чтобы блокировать устойчивую передачу. Также важным параметром для понимания иммунитета на популяционном уровне является эффективное число воспроизводств Re. Это среднее количество вторичных случаев, вызванных одним инфицированным человеком в течение инфекционного периода в популяции, частично имеющей иммунитет. Таким образом, Re не предполагает полностью восприимчивую популяцию и, следовательно, этот параметр будет варьировать в зависимости от текущего иммунного состояния популяции, которое будет динамически меняться по мере развития вспышки или кампании вакцинации. Главная цель вакцинаций – довести значение Re ниже единицы. В этом случае доля населения с иммунитетом превышает порог коллективного иммунитета, при этом распространение патогенов невозможно поддерживать, поэтому количество инфицированных в популяции сокращается.

Эта теория основана на двух допущениях: во-первых, предполагают, что присутствует однородное смешивание людей в популяции, во-вторых, что у всех людей развивается стерильный иммунитет - иммунитет, который обеспечивает пожизненную защиту от повторного заражения - после вакцинации или естественного заражения. В реальной жизни эти эпидемиологические и иммунологические предположения часто не выполняются, и степень косвенной защиты коллективного иммунитета будет зависеть от вариаций этих предположений. Так же Ro определяется как возбудителем, так и конкретной популяцией, в которой он циркулирует, и получается, что один патоген может иметь разные значения Ro в зависимости от характеристики и динамики передачи среди населения, пострадавшего от вспышки.

Коллективный иммунитет устанавливается, когда предотвращено не только само клиническое заболевание, но и дальнейшая передача. Например, для коронавируса 2 с тяжелым острым респираторным синдромом (SARS-CoV-2) клинические проявления не являются показателем передачи, так как существуют бессимптомные носители вируса, которые очень заразны и способствуют распространение инфекции.

Во время пандемии SARS-CoV-2 уже сейчас выявлено более 74 миллионов клинически подтвержденных случаев COVID-19 и умерло более 1,5 миллиона людей во всем мире (по состоянию на 17 декабря 2020 г.). В настоящее время продолжают разрабатываться вакцины, ведь для любой новой вакцины требуются клинические испытания в течение 12-18 месяцев. С начала распространения SARS-CoV-2 различные исследования оценили число Ro вируса в диапазоне от 2 до 6. Из первоначальной когорты из 425 подтвержденных случаев в Ухане Ro равен примерно 2,2, это означает, что в среднем каждый инфицированный человек вызывает 2,2 других инфекций. По более поздним оценкам, Ro на уровне 5,7, хотя многие оценки попадают в этот диапазон. Порог коллективного иммунитета при оценке Ro для SARS-CoV-2 составляет примерно 67%. Это значит, что заболеваемость начнет снижаться, как только доля людей с приобретенным иммунитетом к SARS-CoV-2 в популяции превысит 0,67.

Эта базовая модель может дать нам приблизительное представление о количестве людей, которые должны быть инфицированы для достижения коллективного иммунитета в отсутствие вакцины с учетом приблизительного порога коллективного иммунитета и численности населения страны.

Список литературы:

1. Herd Immunity: Understanding COVID-19// Haley E. Randolph, Luis B. Barreiro// Immunity – 2020 – C.737-741.
2. COVID-19 natural herd immunity and risk of neuropsychiatric disorders// Beatriz Losilla-Rodríguez, Natalia Maldonado, Elisa Moreno-Mellado, Álvaro López-Díaz// Revista de Psiquiatría y Salud Mental – 2020 – C. 228-229.
3. COVID-19 herd immunity: where are we? // Arnaud Fontanet? Simon Cauchemez // Nature Reviews Immunology – 2020 – C. 583-583.
4. The false promise of herd immunity for COVID-19// Christie Aschwanden// NEWS FEATURE – 2020 – C. 26-18