Коллективный иммунитет к инфекционным заболеваниям значение
Обновлено: 25.04.2024
Какая доля переболевших нужна для коллективного иммунитета, почему тесты на антитела, видимо, выявляют далеко не всех переболевших, почему вспышки болезни возникают неравномерно — в обзоре зарубежных СМИ
Чтобы пандемия остановилась, необязательно ждать, пока переболеют все. По идее, она пойдет на спад и в итоге закончится, когда из-за перенесенной инфекции или благодаря вакцине будет недостаточно много людей, уязвимых перед вирусом, то есть появится коллективный иммунитет. Quanta Magazine пишет, сколько это — недостаточно много.
Доля защищенных людей, которая обеспечивает коллективный иммунитет, для каждой болезни своя и зависит от заразности: чем легче передается патоген, тем больше нужно таких людей. Приблизительно эта доля рассчитывается по формуле 1−1/R0, где R0 — это сколько человек в среднем заражает каждый больной, если этому не мешать и заразиться может любой.
Как полагают многие ученые, для нового коронавируса R0 составляет примерно 2,5, это значение для примера берет автор статьи. Выходит, что коллективный иммунитет появится, если переболеют или будут вакцинированы 60% людей. Правда, пандемия не закончится мгновенно, поэтому после этого порога будут новые заражения.
Но 2,5 — это среднее значение, а в разных местах R0 отличается. К примеру, в городе передать вирус проще, чем в деревне, поэтому для коллективного иммунитета нужна разная доля невосприимчивых людей. Еще вероятность заразить и заразиться зависит от поведения (кто-то не рискует) и особенностей организма.
В целом эти отличия понижают порог коллективного иммунитета. Один эксперт оценил его в 40–50%, другой — в 50%, но это просто догадки, ведь разнородность трудно оценить. В недавнем исследовании, где исходили из того, что отличия не слишком велики, дана похожая оценка — 43%. В другой научной статье нижний предел рассчитан еще оптимистичнее — 20%. Впрочем, настолько низкое значение кажется сомнительным хотя бы потому, что у других респираторных вирусов, например гриппа, оно выше.
Как бы то ни было, не похоже, что хоть где-то коллективный иммунитет уже возник, а нужно, чтобы он появился везде. Скорее всего, добиться этого удастся только с помощью вакцины, а до тех пор следует соблюдать ограничения, тестировать больных и искать тех, кто с ними контактировал.
Недооцененный иммунитет
Об иммунитете к SARS-CoV-2 судят по антителам в крови, которые организм вырабатывает вскоре после начала инфекции. Неясно, надежно ли антитела защищают от повторного заражения и какой их уровень достаточен, тем не менее считается, что какую-то защиту они дают. Но у иммунной системы есть и другие средства — похоже, тесты на антитела выявляют только половину людей, у которых есть некоторый иммунитет к коронавирусу. Об этом пишет Би-би-си.
Ученые из Швеции проверили 200 человек из доноров крови и тех, кто переболел COVID-19 одними из первых. У них искали не только антитела, но и Т-лимфоциты, уничтожающие инфицированные клетки. Оказалось, что людей с антителами вдвое меньше, чем тех, у кого есть Т-лимфоциты. Правда, неясно, насколько надежно защищают эти клетки. Возможно, они уберегут от болезни, но человек останется заразным.
Двукратная разница может быть обусловлена тем, что концентрация антител довольно быстро падает (подробнее об этом — в прошлом обзоре СМИ). Еще одна загадка — от чего зависит уровень антител и Т-клеток. В шведском исследовании и то и другое было пропорционально тяжести болезни, но ученые из Великобритании заметили, что у пациентов в тяжелом состоянии мало Т-лимфоцитов. Наконец, тестирование на Т-лимфоциты требует кропотливой работы и занимает несколько дней, поэтому вряд ли будет массовым.
Пандемия движется благодаря суперраспространителям, но это не так уж плохо
Показатель R0, видимо, отличается в разных местностях, но это не значит, что жители одного города распространяют вирус равномерно. Верно обратное: по некоторым оценкам, 10% инфицированных обеспечивают 80% новых случаев, а большинство вообще никого не заражают. Почему так выходит, рассказывает The New York Times.
Пандемия COVID-19 напоминает растопку: кидаешь спички, кидаешь, а огонь не разгорается, пока пламя все-таки не вспыхивает. Проверив сточные воды, ученые выяснили, что в Милане и Турине коронавирус появился не позже чем в середине декабря, но больницы стали наполняться только спустя два месяца. А в Техасе 30 мая один мужчина заразил на вечеринке 17 родственников.
Если девять из десяти человек не заразили никого, а оставшийся передал вирус двум десяткам, то показатель R все равно будет равен двум. Большие отклонения от среднего лучше всего объясняют, почему в одних местах возникают мощные вспышки, а другие остаются почти нетронутыми (возможно, до поры до времени).
В апреле ученые из Лондонской школы гигиены и тропической медицины рассчитали, что 10% больных дают 80% заражений, а на прошлой неделе команда из американского Университета Эмори заявила, что 2% инфицированных обеспечивают 20% новых случаев.
Коллективный иммунитет против COVID-19 должен обеспечиваться путем защиты людей посредством вакцинации, а не путем воздействия на них патогена, вызывающего заболевание. Для получения более подробной информации читайте Вступительное слово Генерального директора на пресс-брифинге 12 октября.
Вакцины учат нашу иммунную систему вырабатывать белки, известные как антитела, которые борются с болезнью так же, как это произошло бы в случае, если бы мы заболели, но – и это критически важно – вакцины действуют, не делая нас больными. Вакцинированные люди защищены от заражения соответствующей болезнью и дальнейшей передачи патогена, что разрывает любые цепочки передачи инфекции. Для получения более подробной информации посетите нашу веб-страницу о COVID‑19 и вакцинах.
Для безопасного достижения коллективного иммунитета против COVID-19 потребуется вакцинация значительной части населения, что приведет к уменьшению общего количества вируса, способного распространяться среди всего населения. Одна из целей усилий по обеспечению коллективного иммунитета заключается в обеспечении безопасности и защиты от этого заболевания для уязвимых групп населения, которые не могут быть вакцинированы (т. е. из-за состояния здоровья, например из-за аллергических реакций на вакцину). Для получения более подробной информации читайте наши Вопросы и ответы о вакцинах и иммунизации.
Доля людей, которым необходимо иметь иммунитет для обеспечения коллективного иммунитета, варьируется в зависимости от болезни. Например, для обеспечения коллективного иммунитета к кори требуется вакцинировать около 95% населения. Остальные 5% будут защищены благодаря тому, что корь не будет распространяться среди вакцинированных людей. Для полиомиелита пороговый уровень составляет около 80%. Доля населения, которая должна быть вакцинирована против COVID-19, для того чтобы начал формироваться коллективный иммунитет, неизвестна и, вероятно, будет варьироваться в зависимости от общины, вакцины, групп населения, приоритизированных для вакцинации, и других факторов. Это является важной областью исследований.
Обеспечение коллективного иммунитета с помощью безопасных и эффективных вакцин делает болезни более редкими и позволяет спасать человеческие жизни.
Узнайте больше о научных данных, подкрепляющих концепцию коллективного иммунитета, посмотрев или прочитав это интервью с главным научным сотрудником ВОЗ д-ром Сумией Сваминатан.
Попытки достичь коллективного иммунитета, подвергая людей воздействию вируса, проблематичны с научной точки зрения и неэтичны. Распространение COVID-19 среди населения разных возрастных групп и с разным состоянием здоровья приведет к неоправданным инфекциям, страданиям и смертельным исходам.
Подавляющее большинство населения в большинстве стран остается чувствительным к этому вирусу. Обследования распространенности по данным серологического скрининга позволяют предположить, что в большинстве стран COVID-19 инфицировано менее 10% населения.
До тех пор, пока мы не будем лучше понимать иммунитет к COVID-19, невозможно будет узнать, какая часть населения обладает иммунитетом и сколько длится этот иммунитет, не говоря уже о том, чтобы делать какие-либо прогнозы на будущее. С учетом этих проблем необходимо пресекать какие-либо попытки повысить иммунитет населения на основе того, что люди подвергаются воздействию вируса.
Хотя пожилые люди и люди с уже имеющимися нарушениями здоровья в наибольшей степени подвержены риску тяжелых заболеваний и смерти, не только они подвергаются такому риску.
Для ознакомления с позицией ВОЗ читайте вступительное слово Генерального директора на состоявшемся 12 октября брифинге по COVID-19.
У большинства людей, инфицированных COVID-19, иммунная реакция развивается в течение нескольких первых недель после инфицирования.
Продолжаются исследования для определения того, насколько сильна эта защита и как долго она длится. ВОЗ также изучает вопрос о том, зависит ли сила и продолжительность иммунной реакции от типа инфекции, то есть от того, как она протекает, – без симптомов (бессимптомная), в легкой форме или в тяжелой форме. По-видимому, иммунная реакция развивается даже у людей без симптомов.
В глобальных масштабах данные исследований распространенности на основе серологического скрининга показывают, что среди людей, охваченных исследованиями, инфицировано менее 10%, а это означает, что подавляющее большинство населения мира остается чувствительным к этому вирусу.
Иммунитет к другим коронавирусам, таким как вирусы, вызывающие обычные простудные заболевания, SARS-CoV-1 и вирус, вызывающий ближневосточный респираторный синдром (БВРС-КоВ), со временем снижается, как и в случае других заболеваний. И хотя у людей, инфицированных вирусом SARS-CoV-2, вырабатываются антитела и иммунитет, мы пока не знаем, как долго он длится.
Для получения дополнительной информации об иммунитете смотрите эту беседу с д-ром Майком Райаном и д-ром Марией Ван Керкхове.
Принимаемые в широких масштабах меры физического дистанцирования и ограничения передвижения, часто называемые мерами самоизоляции, могут замедлить передачу COVID-19 посредством ограничения контактов между людьми.
Вместе с тем эти меры могут оказывать глубокое негативное воздействие на отдельных людей, общины и общества, сводя практически на нет социально-экономическую жизнь. Такие меры непропорционально затрагивают группы населения, находящиеся в неблагоприятном положении, включая лиц, живущих в условиях нищеты, мигрантов, внутренне перемещенных лиц и беженцев, которые чаще всего живут в условиях скученности и нехватки ресурсов и зависят от ежедневного труда, обеспечивающего им средства к существованию.
ВОЗ признает, что в определенные моменты у руководителей некоторых стран не было иного выбора, кроме как отдавать распоряжения оставаться дома и принимать другие меры, чтобы выиграть время.
Правительства должны максимально использовать дополнительное время, полученное благодаря мерам самоизоляции, делая все возможное для наращивания потенциала для выявления, изолирования, тестирования и оказания медицинской помощи во всех случаях; отслеживания и помещения на карантин всех контактов; привлечения общественности и расширения прав и возможностей населения в целях стимулирования реакции общества и др.
ВОЗ надеется, что страны будут принимать целенаправленные меры в тех случаях, когда это необходимо, с учетом местных условий.
Распространение коронавируса рано или поздно остановится, и пандемия закончится. Но для этого нужно, чтобы часть людей приобрела стойкую защиту. Как это может произойти?
Коротко
Коллективный иммунитет означает достижение определенной "критической массы" защищенных людей, которая останавливает распространение болезни.
Для этого у них должна сформироваться устойчивая иммунологическая "память", которая защитит от будущих столкновений с этой инфекцией.
Когда это произойдет в случае с COVID-19, пока неясно. Ученые не знают, как долго сохраняется иммунитет у переболевших.
Вакцинация считается самым безопасным путем для достижения коллективного иммунитета, но только когда она формирует долгосрочную и надежную защиту, а в случае с COVID-19 это пока под вопросом.
Как работает коллективный иммунитет?
В разгар эпидемии число заболевших растет: один человек заражает нескольких соседей, коллег или попутчиков, а каждый из них — еще стольких же. Но у выздоровевших формируется иммунитет, который защищает от повторного заражения. В какой-то момент их становится так много, что они блокируют распространение инфекции.
Другими словами, когда часть населения становится невосприимчивой к инфекции, остальные получают защиту за их счет. Они еще могут заболеть, но это единичные случаи. Коллективный иммунитет, в частности, позволяет сохранить жизни наиболее уязвимым членам общества — пожилым людям и другим, чья иммунная система ослаблена.
Сколько людей достаточно, чтобы обеспечить защиту всем?
Для каждой болезни доля своя. Это зависит от степени заразности инфекции. Чем легче передается патоген, тем больше людей нужно.
Приблизительный расчет делается по формуле 1−1/R0, где R0 — это сколько человек в среднем заражает каждый больной, если этому не мешать. Например, у кори он равен 12−18. В случае с этой болезнью нужно, чтобы защитой было обеспечено почти все население — 95%.
Ситуация с коронавирусом SARS-CoV-2 лучше, чем с корью. Данные исследований показывают, что его R0 составляет примерно 2,3–5,4. Это средний показатель, для которого достаточно 60−70% защищенных. Но и этот порог не везде одинаков. Средний больной, живущий в многоквартирном доме, заразит гораздо больше людей, чем живущий в сельской местности.
Как достичь коллективного иммунитета?
Есть два пути — переболеть или привиться. В обоих случаях иммунная система, столкнувшись с патогеном, запомнит его и будет готова отразить атаки в будущем.
Но первый путь опаснее. В прошлом защита от таких болезней, как чума и оспа, достигались ценой больших жертв — до половины больных умирали. К тому же со смертью носителей защита исчезала и нельзя было застраховаться от новых эпидемий.
Во время прививки в организм попадают уже обезвреженные вирусы и бактерии, но иммунная система все равно поднимает тревогу и выдает реакцию. Эффект тот же: формируется иммунитет. С появлением вакцинации удалось создать стойкую защиту от многих инфекций — кори, паротита, полиомиелита. А оспу таким путем искоренили совсем.
Почему иммунитет формируется по-разному?
Это связано с работой нашей иммунологической памяти и изменчивостью самих инфекционных агентов.
Столкновение с новым патогеном организм запоминает разными способами. Во-первых, у него остается запас антител — белковых структур, которые прикрепляются к патогену и мешают ему действовать. Во-вторых, "чертежи" этих антител сохраняются в B-клетках памяти, и при новой опасности они могут быстро создать новые. В-третьих, есть еще T-клетки памяти, которые могут убивать пораженные вирусом клетки напрямую.
Важным показателем наличия иммунитета считается достаточное количество антител в крови. Со временем оно падает, но для разных инфекций по-разному. Например, человек, привитый от кори, и через 200 лет сохранил бы половину антител. Антитела от столбняка сокращаются наполовину уже через 11 лет. От гриппа — уже через полгода-год.
Даже если тест показал, что антител нет, клеточный иммунитет все равно может обеспечивать защиту. Во многих случаях иммунитет, определяемый антителами, поддерживается клеточным, а в некоторых — возникает сразу клеточный, а антитела не образуются. Клетки памяти могут сохраняться в костном мозге несколько лет и даже десятилетий.
Но даже если антител и клеток достаточно, память все равно может дать сбой. Например, некоторые патогены, особенно вирусы, способны к быстрой мутации и рекомбинации (обмену генетическим материалом). Они могут изменить те участки, на которые нацеливается антитело, и тогда оно перестанет работать. Человек может снова заболеть, если встретится с возбудителем.
Насколько силен и устойчив иммунитет против COVID-19?
Один повод для оптимизма в том, что коронавирусы в целом не склонны к быстрым и радикальным мутациям. А те мутации, которые все-таки случаются, не касаются способности организма распознавать вирус. Если бы было наоборот, антитела становились бы неэффективными, а разработка вакцины была бы бессмысленной. SARS-CoV-2 в этом отношении пока не преподносит сюрпризов.
Еще одно позитивное наблюдение: у переболевших COVID-19 образуются нейтрализующие антитела. Это самый эффективный вид антител, который полностью препятствует попаданию вируса в клетки. С ними человек не только не заболеет сам, но и не заразит других. Уже известно, что часть вакцин на стадии тестирования также вызывает выработку таких антител.
С другой стороны, ученые опасаются, что защита после болезни или прививки может быть недолгой. Подтверждения этому есть. Например, согласно статье в авторитетном New England Journal of Medicine, число антител у переболевших уменьшается наполовину каждые 36 дней. Другое исследование показало, что у 40% людей, перенесших болезнь бессимптомно, спустя восемь недель антитела в крови уже не определялись.
Но это не исключает того, что защиту могут обеспечить и "спящие" T- и B-клетки, которые пробудятся при новом попадании инфекции. Есть данные, что даже при легких симптомах COVID-19 у больных формировались клетки памяти. Причем в некоторых случаях их число увеличивалось спустя несколько месяцев после выздоровления.
Можно ли предсказать, когда сформируется коллективный иммунитет от COVID-19? И произойдет ли это вообще?
Данные от 3 августа, которые приводит ВОЗ, говорят о том, что антитела есть только у 10% населения Земли. Ни одна страна пока не приблизилась к необходимому порогу в 60%. Если отклик иммунной системы на SARS-CoV-2 похож на тот, что ученые наблюдали у родственного ему SARS (вирус атипичной пневмонии), антитела к нему могут сохраняться на высоком уровне в течение пяти месяцев с медленным снижением в течение двух-трех лет. Но это только предположение.
Специалисты допускают несколько сценариев развития событий. Если иммунитет будет кратковременным (как у гриппа), пандемия будет продолжаться еще полтора-два года, а затем перейдет в фазу сезонных вспышек. Даже если защита ослабнет, она не исчезнет совсем. В следующий раз болезнь, скорее всего, пройдет легче. Если иммунитет все же окажется постоянным, распространение вируса прекратится в 2021 году. Наконец, при средней длительности сохранения иммунитета (около двух лет) вирус может "взять передышку" и вернуться через несколько лет.
Этот прогноз не принимает во внимание разработку вакцин. Сейчас 12 из них находятся на второй фазе клинических испытаний (тестирование на небольшой группе добровольцев), а шесть — на третьей (тестирование на большой выборке — тысячи человек). Способность формировать устойчивый долговременный иммунитет пока не доказана ни для одной из вакцин.
Если у большинства есть прививка, мне можно ее не делать?
Ослабление коллективного иммунитета в первую очередь ударит по уязвимым группам. Если у здорового взрослого человека есть шанс перенести инфекционную болезнь с минимумом неприятных последствий для здоровья, то дети до двух лет, люди пожилого возраста, беременные женщины и пациенты с хроническими болезнями рискуют гораздо сильнее — ведь именно у них чаще всего развиваются осложнения. Причем это не просто более долгое течение болезни и более трудное восстановление, это реальная угроза жизни.
Когда достаточное количество людей обладают иммунитетом к инфекционному заболеванию - будь то предыдущая перенесенная инфекция или вакцинация - дальнейшее распространение болезни становится труднее. Это обеспечивает косвенную защиту для всей группы, даже для тех, у кого нет индивидуального иммунитета к болезни.
Заболевание в конечном итоге исчезнет, когда инфицированный человек передаст болезнь, в среднем, менее чем одному человеку. Но даже когда у населения в целом есть коллективный иммунитет, местные вспышки все еще возможны.
Каков порог иммунитета для новой коронавирусной инфекции?
По оценкам экспертов необходимо вакцинировать от 70% до 90% населения.
До сих пор три вакцины, одобренные в США, были эффективны против более передаваемых и смертельных вариантов COVID-19, хотя и немного меньше, чем против исходного вируса. Однако, если новый штамм сможет избежать иммунного ответа организма, это ослабит усилия нации по достижению коллективного иммунитета.
В густонаселенных городах, где люди постоянно взаимодействуют друг с другом, будет более высокий порог коллективного иммунитета, чем в малонаселенных районах. В то время как некоторые сообщества, возможно, уже достигли коллективного иммунитета, другие все еще уязвимы для вспышек. Идентификация и доставка вакцин в эти районы повышенного риска являются ключом к контролю над распространением вируса.
Означает ли коллективный иммунитет возвращение к норме?
Специалисты до сих пор не знают, как долго сохраняется индивидуальный иммунитет к SARS-CoV-2. Данные показывают, что иммунитет может сохраняться не менее 6-8 месяцев после заражения или вакцинации. Но вполне вероятно, что потребуются дополнительные вакцинации.
Поведение человека также влияет на коллективный иммунитет. По мере изменения нашего поведения мы определенно можем входить и выходить из коллективного иммунитета.
Нужен ли коллективный иммунитет, чтобы остановить пандемию?
Даже при успешном внедрении вакцинации в стране существует ряд препятствий на пути к коллективному иммунитету. Более низкая эффективность вакцин против более вирулентных штаммов COVID-19 означает, что большему проценту населения необходим иммунитет для достижения широкой защиты.
Кроме того, вакцины в настоящее время не одобрены для детей младше 16 лет. Также данные недавних опросов показывают, что от 25% до 30% взрослых в США не решаются на вакцинацию или устойчивы к вакцинации, что затрудняет преодоление минимального порога коллективного иммунитета в 70%.
Ключевым фактором является как растущее число вакцинаций, так и согласованные усилия общественного здравоохранения по борьбе с распространением инфекции, поскольку нет единого волшебного решения для остановки COVID-19.
Читайте также: