COVID-19: Hodnotenie imunity stáda a ochrany vakcínou

Stádová imunita pre Covid-19 sa hovorí, že sa dosiahne, keď 67 % z populácie is imúnny k vírus infekciou a/alebo očkovaním, zatiaľ čo patogén zostáva dobre charakterizovaný (nezmutovaný) počas prenosu v populácii, ktorá je dobre charakterizovaná. V prípade infekcie SARS CoV-2 je dosiahnutie imunity stáda náročné v dôsledku objavenia sa nových variantov obáv (VoC), ktoré vedú k tomu, že VoC prestanú reagovať na protilátky vytvorené proti rodičovskému kmeňu. Údaje ukazujú, že Izrael mohol dosiahnuť stádovú imunitu, keďže dosiahol číslo 67.7 % populácie, ktorá je imúnna, zatiaľ čo Spojené kráľovstvomune populácia je 53.9% a v USA je 50.5%. Napriek vyššiemu počtu infekcií v Brazílii spočiatku nebola imunita stáda stále dosiahnutá. To naznačuje, že obyvateľstvo by sa malo držať sociálneho odstupu, umývať si ruky a nosiť masky a mali by sa starostlivo zvážiť pokyny na odblokovanie a jednoduchosť obmedzení, aby sa predišlo akejkoľvek ďalšej katastrofickej udalosti. Covid-19. 

Aby sa dosiahol „normálny“ scenár, svet bol v pred-Covid-19V rámci populácie je potrebné vyvinúť stádovú imunitu, ktorá umožní ľuďom voľne sa pohybovať a pohybovať sa tak ako doteraz. Imunitu stáda možno dosiahnuť buď tým, že sa ľudia prirodzene nakazia vírusom, alebo očkovaním určitého percenta ľudí. Pozrime sa, ako môže očkovanie a infekcia spoločne viesť k imunite stáda a priviesť nás späť k životu bez masiek a sociálneho dištancovania, ktorý sme žili predtým. 

Imunita stáda^{1, 2} sa vzťahuje na odhad, koľko ľudí musí byť zaočkovaných alebo infikovaných, aby sa zabezpečilo, že vírus už nie je prenosný na ľudí. To znamená, že už neexistujú vnímaví jedinci, ktorí infekciu dostanú a budú ju ďalej šíriť. Hoci imunita stáda (P_I, podiel populácie, ktorá je imúnna) možno vypočítať na základe jednoduchého matematického vzorca^{1, 2}, P_I = 1-1/R_o, kde R_o („R-naught“) označuje počet sekundárnych prípadov spôsobených infekciou, označovaný aj ako základné reprodukčné číslo, keď k infekcii dôjde u imunologicky naivných populácie (populácia, ktorá nebola infikovaná alebo očkovaná vírusom). V prípade SARS CoV-2, R_o sa odhaduje na približne 3, čo znamená, že každý človek nakazí v priemere 3 ľudí^{3, 4}. Nahradením tohto do vyššie uvedeného vzorca dostaneme P_I číslo 0.67, čo znamená, že ak je 67 % populácie buď infikovaných a/alebo očkovaných, potom sa hovorí, že je dosiahnutá stádová imunita.  

Znamená to, že krajiny ako Izrael dosiahli stádovú imunitu ako 67.7 % (58.2 % plne zaočkovaných plus 9.5 % infikovaných) populácie v Izraeli?⁵ sú imúnne, zatiaľ čo krajiny ako Spojené kráľovstvo a USA dosiahnu stádovú imunitu, keď bude 67 % ich populácie buď infikovaných a/alebo zaočkovaných, čo je v súčasnosti 53.9 % (47.3 % plne zaočkovaných plus 6.6 % infikovaných) v Spojené kráľovstvo⁶a 50.5 % (40.5 % plne zaočkovaných plus 10 % infikovaných) v USA⁷?  

Je ťažké odpovedať na túto otázku, pretože výpočet imunity stáda (P_I) je založený na predpokladoch, že patogén je dobre charakterizovaný a infikuje dobre charakterizovanú populáciu. Žiaľ, v tomto prípade nie sú oboje pravdivé, pretože ide o nový vírus a infikovaná populácia je veľmi heterogénna. Je to ďalej komplikované skutočnosťou, že v populácii sa objavujú nové varianty vírusu SARS CoV-2, ktoré môžu alebo nemusia reagovať na vakcínu rovnakým spôsobom ako pôvodný kmeň vírusu, proti ktorému bola vakcína navrhnutá. Navyše, nové varianty vírusu nie sú ani rovnaké a postihujú všetky krajiny. Zatiaľ čo Spojené kráľovstvo má prevažne variant B.1.1.7, India, Singapur a ďalšie krajiny majú variant B1.617, Brazília má variant B.1.351, P.1 a P.2, zatiaľ čo Stredný východ má variant B.1.351 v prírastok k iným. Znamená to, že sa novými variantmi nakazí viac ľudí bez ohľadu na to, či boli očkovaní proti pôvodnému kmeňu, ktorý tlačí R_o na vyššie číslo? AR_o 5 by znamenalo, že 80 % populácie by malo byť imúnnych, aby sa zabránilo ďalšej infekcii. Napriek tomu tieto krajiny (Izrael, Spojené kráľovstvo a USA) začali odomykať a rušiť obmedzenia na základe skutočnosti, že minimálne 50 % ich populácie je plne zaočkovaných. Je to príliš skoro v prípade Spojeného kráľovstva a USA ako P_I nedosiahol ani 67 % na základe jednoduchého výpočtu s predpokladmi uvedenými vyššie? Izrael sa stále môže pochváliť tvrdením, že dosiahol toto číslo. V Spojenom kráľovstve však tento týždeň vzrástol počet prípadov o 23.3 % (v porovnaní s predchádzajúcim týždňom) so sprievodným zvýšením úmrtnosti.⁶, zatiaľ čo v USA došlo tento týždeň k poklesu počtu prípadov o 22 %.⁷ (v porovnaní s predchádzajúcim týždňom). Údaje za niekoľko nasledujúcich mesiacov určia, či rozhodnutie týchto krajín odblokovať a zrušiť obmedzenia bolo správne alebo nie? 

So všetkými týmito faktormi súvisiacimi so zložitosťou vírusu (rôzne kmene) spolu s heterogenitou populácie nie je možné predpovedať správny P_I číslo. Tu stojí za zmienku o miere infekcie v Brazílii, jednej z najviac postihnutých krajín v počiatočných štádiách infekcie COVID-19. Napriek vysokému percentu odhadovanej séroprevalencie (76 %)¹¹ v Manause a 70 % v Peru¹², obaja sú svedkami prudkej druhej vlny. Hoci to možno čiastočne pripísať ľahkým obmedzeniam a voľbám, ktoré sa konali, za to môže byť zodpovedných množstvo iných faktorov. Jedným by mohlo byť nadhodnotenie séroprevalencie, ktorá bola v júni 52.5 pozorovaná na 2020 %. Druhým by mohol byť príchod nových a prenosnejších kmeňov (P.1, P.2, B.1.351, B.1.1.7). každý má svoj vlastný jedinečný súbor mutácií, ktorý spôsobuje vysokú závažnosť ochorenia. Po tretie, prítomnosť týchto mutácií môže tiež viesť k vyhýbaniu sa imunitnej odpovedi vytvorenej proti pôvodnému kmeňu¹².  

Ďalšia otázka sa týka účinnosti v súčasnosti dostupných vakcín z hľadiska ochrany, ktorú môžu poskytnúť. V priemere sa odhaduje, že účinnosť vakcíny z hľadiska ochrany pred úmrtiami je 72 %⁸ čo znamená, že aj po úplnom zaočkovaní (po užití požadovaných dávok vakcíny) existuje 28 % pravdepodobnosť úmrtia jedinca. Konkrétnejšie, Pfizer-BioNTech BNT162b2 bola 85% účinná po jednej dávke, zatiaľ čo vakcína Oxford-AstraZeneca ChAdOx1-S bola 80% účinná po jednej dávke⁹. Obe tieto vakcíny boli účinné aj proti kmeňu B.1.1.7⁹. Ďalším dôležitým bodom, ktorý treba mať na pamäti, je, že očkovanie neznamená, že sa nenakazíte patogénom, znamená to, že budete chránení, ako je uvedené vyššie, a prejavia sa u vás buď mierne alebo žiadne príznaky ochorenia. Okrem toho zatiaľ neexistuje dôkaz, že imunita poskytovaná infekciou a/alebo vakcínami proti SARS CoV-2 je dlhotrvajúca alebo nie?¹⁰ To znamená, že je potrebné zaviesť náležitý dohľad a v takom prípade môže byť potrebné predĺžiť očkovací program. 

Okrem dosiahnutia imunita stáda populáciou infekciou a na základe úplného očkovania je pravdepodobné, že niektorí jedinci budú stále postihnutí a budú trpieť chorobnosťou alebo dokonca úmrtnosťou pripisovanou COVID-19. Takýchto ľudí možno identifikovať pomocou elektronických zdravotných záznamov (EHR) a poskytnúť im vhodnú preventívnu starostlivosť, ako je opísané¹³. 

Stručne povedané, predpovedanie imunity stáda voči SARS CoV-2 je neprekonateľnou výzvou vzhľadom na povahu mutácií získaných vírusom, ktoré ho robia prenosnejším v spojení s heterogénnou populáciou, ktorá je infikovaná. Predpokladá sa, že až R_o priblíži alebo menej ako 1 (to znamená dosiahnutie stádovej imunity 100 %), obyvateľstvo by malo pokračovať v dodržiavaní opatrení sociálneho odstupu, umývania rúk vždy, keď je to možné, a nosenia rúšok na verejnosti, aby sa zabránilo nakazeniu chorobou. To znamená, že krajiny by si mali dôkladne premyslieť, než sa rozhodnú zmierniť obmedzenia pred dosiahnutím 100 % imunity stáda (na bezpečnejšej strane), aby sa vyhli katastrofálnejším udalostiam spôsobeným COVID-19.  

***

Referencie 

1. Základný koncept McDermotta A.: Stádová imunita je dôležitý – a často nepochopený – fenomén verejného zdravia. Proc. Natl. Akad. Sci. 118 (21), (2021). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2107692118 

2. Kadkhoda K. Herd Immunity to COVID-19: Alluring and Elusive, 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. Reprodukčný počet COVID-19 je vyšší v porovnaní s koronavírusom SARS. J Travel Med. 2020. marca 13; 27(2): taaa021. DOI: https://doi.org/10.1093/jtm/taaa021 . PMID: 32052846; PMCID: PMC7074654.  

4. Billah MA, Miah, M M, Khan M N. Reprodukčný počet koronavírusov: Systematický prehľad a metaanalýza založená na dôkazoch na globálnej úrovni. PLoS One 15, (2020). Zverejnené: 11. novembra 2020. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0242128 

5. Ministerstvo zdravotníctva Izraelskej vlády. Tlačová správa – Izrael zruší všetky obmedzenia týkajúce sa koronavírusu. Dátum zverejnenia 23.05.2021. Dostupné online na https://www.gov.il/en/departments/news/23052021-02 

6. Gov.UK – Koronavírus (COVID-19) vo Veľkej Británii. Dostupné online na https://coronavirus.data.gov.uk 

7. CDC Sledovač údajov COVID – Očkovanie proti COVID-19 v Spojených štátoch. Dostupné online na  https://covid.cdc.gov/covid-data-tracker/#vaccinations 

8. Jablonska K, Aballea S, Toumi M. Skutočný vplyv očkovania na úmrtnosť na COVID-19 v Európe a Izraeli medRxiv (2021). DOI:https://doi.org/10.1101/2021.05.26.21257844 

9. Účinnosť vakcín Pfizer-BioNTech a Oxford-AstraZeneca na symptómy súvisiace s COVID-19, hospitalizáciu a úmrtnosť u starších dospelých v Anglicku: testovanie negatívnej štúdie prípad-kontrola BMJ, 373, (2021). DOI: https://doi.org/10.1136/bmj.n1088 

10. Pennington T H. Imunita stáda: mohla by to ukončiť pandémiu COVID-19? Budúca mikrobiológia, 16 (6), (2021). DOI: https://doi.org/10.2217/fmb-2020-0293 

11. Buss LF, Prete CA, Abrahim CM M a kol. Tri štvrtiny miery napadnutia SARS-CoV-2 v brazílskom Amazone počas prevažne nezmiernenej epidémie. Veda. 371, 288-292, (2020). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe9728 

12. Sabino E., Buss L. a kol. 2021. Oživenie COVID-19 v Manaus, Brazília, napriek vysokej séroprevalencii. (2021). DOI:https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00183-5 

13. Estiri H., Strasser ZH, Klann JG a kol. Predpovedanie úmrtnosti na COVID-19 pomocou elektronických zdravotných záznamov. npj Číslica. Med. 4, 15 (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41746-021-00383-x 

***