COVID-19: Оценка на имунитета на стадото и защитата с ваксини

Твърди се, че колективният имунитет срещу COVID-19 се постига, когато 67% от населението е имунизирано срещу вируса чрез инфекция и/или ваксинация, като същевременно патогенът остава добре характеризиран (немутирал) по време на предаването му в добре характеризираната популация. В случай на инфекция със SARS CoV-2, постигането на колективен имунитет е предизвикателство поради появата на нови варианти на опасни вируси (VoC), които водят до това VoC да станат нечувствителни към антителата, генерирани срещу родителския щам. Данните показват, че Израел може да е постигнал колективен имунитет, тъй като е достигнал 67.7% от населението, което е имунизирано, докато имунната популация на Обединеното кралство е 53.9%, а тази на САЩ е 50,5 %. Въпреки по-високия първоначален процент на инфекция в Бразилия, колективният имунитет все още не е достигнат. Това предполага, че населението трябва да спазва социална дистанция, да мие ръцете си и да носи маски, а насоките за отключване и облекчаване на ограниченията трябва да бъдат внимателно обмислени, за да се предотвратят по-нататъшни катастрофални събития от COVID-19.

За да се достигне „нормалният“ сценарий, в който светът беше преди COVID-19 , е необходимо да се развие колективен имунитет сред населението, който ще позволи на хората да се движат и да се движат свободно, както преди. Колективният имунитет може да се постигне или чрез естествено заразяване с вируса, или чрез ваксиниране на определен процент от хората. Нека разгледаме как ваксинацията и инфекцията заедно могат да доведат до колективен имунитет и да ни върнат към живота без маски и социално дистанциране, който живеехме по-рано.

Колективният имунитет ^{1, 2} се отнася до оценка за това колко хора трябва да бъдат ваксинирани или заразени, за да се гарантира, че вирусът вече не е предаван на хората. Това означава, че вече няма податливи индивиди, които ще се заразят и ще я разпространят допълнително. Въпреки че колективният имунитет (P _I , дял от имунизираната популация) може да се изчисли въз основа на проста математическа формула ^{1, 2} , P _I = ​​1-1/R _o , където R _o („R-нула“) означава броя на вторичните случаи, причинени от инфекцията, наричан още основен репродуктивен номер, когато инфекцията се случи в имунологично наивна популация (популация, която не е била заразена или ваксинирана от вируса). В случай на SARS CoV-2, R _o се оценява на около 3, което означава, че всеки човек ще зарази средно 3 души ^{3, 4.} След като заместим това в горната формула, получаваме P _I от 0.67, което означава, че ако 67% от популацията е или заразена, и/или е ваксинирана, тогава се казва, че е достигнат колективен имунитет.

Означава ли това, че страни като Израел са постигнали колективен имунитет, тъй като 67.7% (58.2% напълно ваксинирани плюс 9.5% заразени) от населението в Израел ⁵ е имунизирано, докато страни като Обединеното кралство и САЩ ще постигнат колективен имунитет, след като 67% от населението им е или заразено, или е било ваксинирано, което в момента е 53.9% (47.3% напълно ваксинирани плюс 6.6% заразени) във Обединеното кралство ⁶ и 50.5% (40.5% напълно ваксинирани плюс 10% заразени) в САЩ ⁷?

Трудно е да се отговори на този въпрос, защото изчисляването на колективния имунитет (P _I ) се основава на предположения, че патогенът е добре характеризиран и заразява добре характеризирана популация. За съжаление, и двете не са верни в този случай, тъй като това е нов вирус и заразената популация е много хетерогенна. Ситуацията се усложнява допълнително от факта, че в популацията се появяват нови варианти на вируса SARS CoV-2, които може или не може да реагират на ваксината по същия начин като оригиналния вирусен щам, срещу който е разработена ваксината. Освен това, новите варианти на вируса дори не са еднакви и засягат всички страни. Докато Великобритания има предимно вариант B.1.1.7, Индия, Сингапур и други страни имат вариант B1.617, Бразилия има варианти B.1.351, P.1 и P.2, докато Близкия изток има вариант B.1.351 в допълнение към други. Означава ли това, че повече хора се заразяват с новите варианти, независимо дали са ваксинирани срещу оригиналния щам, което води до по-висок брой на заразените с R _o ? AR _o от 5 би означавало, че 80% от населението трябва да е имунизирано, за да се предотврати по-нататъшна инфекция. Въпреки това, тези страни (Израел, Великобритания и САЩ) започнаха да отключват и премахват ограниченията въз основа на факта, че поне 50% от населението им е напълно ваксинирано. Дали е твърде рано в случаите на Великобритания и САЩ, тъй като P _I не е достигнал дори 67%, въз основа на простото изчисление с гореспоменатите предположения? Израел все още може да се похвали, че е достигнал този брой. Въпреки това, тази седмица в Обединеното кралство се наблюдава увеличение на броя на случаите с 23.3% (в сравнение с предходната седмица) със съпътстващо увеличение на смъртността ⁶ , докато в САЩ се наблюдава намаление на броя на случаите с 22% тази седмица ⁷ (в сравнение с предходната седмица). Данните през следващите няколко месеца ще определят дали решението на тези страни да отключат и премахнат ограниченията е било правилно или не?

С всички тези фактори, свързани със сложността на вируса (различни щамове), заедно с хетерогенността на популацията, е невъзможно да се предскаже правилното число на P _I. Струва си да се спомене тук процентът на инфекция в Бразилия, една от най-засегнатите страни в началните етапи на COVID-19 инфекцията. Въпреки високия процент на оценена серопревалентност (76%) ¹¹ в Манаус и 70% в Перу ¹² , и двете страни преживяват ожесточена втора вълна. Макар че това може отчасти да се дължи на облекчаването на ограниченията и проведените избори, редица други фактори биха могли да бъдат отговорни за същото. Един от тях може да бъде надценяването на серопревалентността, която през юни 2020 г. беше наблюдавана на 52.5%. Второ, може да е появата на нови и по-заразни щамове (P.1, P.2, B.1.351, B.1.1.7), всеки със свой собствен уникален набор от мутации, които причиняват висока тежест на заболяването. Трето, наличието на тези мутации може също да доведе до избягване на имунния отговор, генериран срещу оригиналния щам ¹².

Друг въпрос е относно ефикасността на наличните в момента ваксини по отношение на защитата, която могат да предложат. Средно е изчислено, че ефикасността на ваксината по отношение на защитата срещу смъртни случаи е 72% ⁸ , което означава, че има 28% шанс човек да почине, дори след като е бил напълно ваксиниран (след приемане на необходимите дози от ваксината). По-конкретно, ваксината Pfizer-BioNTech BNT162b2 е била 85% ефективна след еднократна доза, докато ваксината Oxford-AstraZeneca ChAdOx1-S е била 80% ефективна след еднократна доза9 ^. И двете ваксини са били ефективни и срещу щам B.1.1.79 ^. Друг важен момент, който трябва да се има предвид тук, е, че ваксинацията не означава, че няма да се заразите с патогена, а означава, че ще бъдете защитени, както е споменато по-горе, и ще развиете леки или никакви симптоми на заболяването. Освен това, все още няма доказателства, че имунитетът, осигурен от инфекцията и/или ваксините срещу SARS CoV-2, е дълготраен или не? ¹⁰ Това означава, че е необходимо да се осигури подходящо наблюдение и програмата за ваксинация може да се нуждае от разширяване, ако това се случи.

В допълнение към постигането на колективен имунитет от населението чрез инфекция и в резултат на пълна ваксинация, някои лица все още е вероятно да бъдат засегнати и да страдат от заболеваемост или дори смъртност, дължащи се на COVID-19. Такива хора могат да бъдат идентифицирани с помощта на електронни здравни досиета (ЕЗД) и да им бъдат предоставени подходящи превантивни грижи, както е описано ¹³.

В обобщение, прогнозирането на колективния имунитет за SARS CoV-2 е непреодолимо предизвикателство поради естеството на мутациите, придобити от вируса, които го правят по-заразен, съчетано с хетерогенната популация, която се заразява. Предполага се, че докато R₂o _стане по-близо до или по-малко от 1 (това означава постигане на колективен имунитет от 100%), населението трябва да продължи да спазва мерки за социално дистанциране, миене на ръцете, когато е възможно, и носене на маски на обществени места, за да избегне заразяване с болестта. Това означава, че държавите трябва да обмислят добре, преди да решат да облекчат ограниченията преди постигане на 100% колективен имунитет (от по-безопасната страна), за да избегнат по-катастрофални събития, причинени от COVID-19.

***

Източници 

1. Макдермот А. Основна концепция: Стадният имунитет е важен — и често неразбран — феномен на общественото здраве. Proc. Natl. Акад. Sci. 118 (21), (2021). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2107692118 

2. Kadkhoda K. Стаден имунитет към COVID-19: Примамлив и неуловим, American Journal of Clinical Pathology, 155 (4), 471-472, (2021). DOI: https://doi.org/10.1093/ajcp/aqaa272 

3. Liu Y, Gayle AA, Wilder-Smith A, Rocklöv J. Репродуктивният брой на COVID-19 е по-висок в сравнение с коронавируса на SARS. J Travel Med. 2020 март 13 г.; 27(2): taaa021. DOI: https://doi.org/10.1093/jtm/taaa021 . PMID: 32052846; PMCID: PMC7074654.  

4. Billah MA, Miah, M M, Khan M N. Репродуктивен брой на коронавирус: систематичен преглед и мета-анализ, базиран на доказателства на глобално ниво. PLoS One 15, (2020). Публикувано: 11 ноември 2020 г. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0242128 

5. Министерство на здравеопазването на Израелското правителство. Съобщение за пресата – Израел ще премахне всички ограничения за коронавирус. Дата на публикуване 23.05.2021 г. Предлага се онлайн на https://www.gov.il/en/departments/news/23052021-02 

6. Gov.UK – Коронавирус (COVID-19) в Обединеното кралство. Предлага се онлайн на https://coronavirus.data.gov.uk 

7. CDC Проследяване на данни за COVID – Ваксинации срещу COVID-19 в Съединените щати. Предлага се онлайн на  https://covid.cdc.gov/covid-data-tracker/#vaccinations 

8. Jablonska K, Aballea S, Toumi M. Въздействието в реалния живот на ваксинацията върху смъртността от COVID-19 в Европа и Израел medRxiv (2021). DOI:https://doi.org/10.1101/2021.05.26.21257844 

9. Ефективност на ваксините Pfizer-BioNTech и Oxford-AstraZeneca върху симптоми, свързани с covid-19, хоспитализация и смъртност при по-възрастни хора в Англия: тест отрицателно проучване случай-контрола BMJ, 373, (2021). DOI: https://doi.org/10.1136/bmj.n1088 

10. Пенингтън Т. Х. Стаден имунитет: може ли да сложи край на пандемията от COVID-19? Бъдеща микробиология, 16 (6), (2021). DOI: https://doi.org/10.2217/fmb-2020-0293 

11. Buss LF, Prete CA, Abrahim CM M et al. Три четвърти честота на атака на SARS-CoV-2 в бразилската Амазонка по време на до голяма степен неотслабена епидемия. наука. 371, 288-292, (2020). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe9728 

12. Sabino E., Buss L., et al. 2021 г. Възраждане на COVID-19 в Манаус, Бразилия, въпреки високата серопревалентност. (2021). DOI:https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00183-5 

13. Estiri H., Strasser ZH, Klann JG et al. Прогнозиране на смъртността от COVID-19 с електронни медицински досиета. npj цифра. Мед. 4, 15 (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41746-021-00383-x 

***