💉 Колективний імунітет
Колективний імунітет: як частка вакцинованих і R₀ визначають поріг, за яким епідемія згасає сама.
Часті запитання
Що таке поріг колективного імунітету і як він обчислюється?
Поріг колективного імунітету (HIT) — мінімальна частка імунних, необхідна для зупинки епідемії: HIT = 1 − 1/R₀. Для R₀ = 4, HIT = 75%; для R₀ = 10, HIT = 90%. Хвороби з вищою трансмісивністю потребують вищого охоплення імунітетом.
Чи можна досягти колективного імунітету лише через природне зараження?
Технічно так, але колективний імунітет через природне зараження має величезну ціну у вигляді хвороб, смертей і довгострокових ускладнень. Вакцинація досягає того самого захисного порогу безпечно і швидко, тому саме вона є рекомендованою стратегією охорони здоров'я.
Чому деякі хвороби не досягають колективного імунітету попри високий рівень вакцинації?
Деякі хвороби зберігаються, бо охоплення вакцинацією нерівномірне (утворюючи осередки сприйнятливих людей), імунітет слабшає з часом, або нові варіанти частково уникають імунітету. Спалахи кору траплялися навіть у країнах з високим охопленням, коли місцевий рівень вакцинації падав нижче 95%.
Чи захищає колективний імунітет також вакцинованих людей?
Так. Навіть вакциновані люди отримують користь від колективного імунітету, бо нижча передача в спільноті знижує їхню експозицію. Жодна вакцина не є на 100% ефективною, тож менше циркулюючих патогенів означає менший ризик проривних інфекцій для вакцинованих.
Що таке SIR-модель, яка використовується в епідеміології?
SIR-модель поділяє популяцію на категорії Сприйнятливі, Інфіковані та Одужалі, описані диференціальними рівняннями. Вона відображає, як інфекція поширюється і згасає з часом, і є основою для складніших моделей, включно з SEIR (з категорією Експонованих) та агентними моделями.
Чому переміщення повзунка R0 так сильно змінює необхідний % вакцинації для колективного імунітету?
Поріг колективного імунітету HIT = 1 − 1/R0 дуже чутливий при низькому R0 і вирівнюється при високому R0. Переміщення R0 з 2 до 4 підвищує поріг з 50% до 75%, тоді як переміщення з 10 до 18 підвищує поріг лише з 90% до приблизно 94,4% — тому дуже заразні хвороби, як кір (R0 приблизно 15-18), потребують надзвичайно високого охоплення вакцинацією лише для перетину порогу.
Що відбувається в симуляції, якщо повзунок вакцинації встановлено вище порогу колективного імунітету?
Щойно вакцинація перевищує 1 − 1/R0 для обраного R0, ефективне репродуктивне число падає нижче 1, тобто кожна інфікована людина в середньому заражає менше однієї іншої. У симуляції це проявляється як спалахи, що не набирають обертів: невеликий кластер випадків може з'явитися біля початкового вогнища, але ланцюг передачі згасає сам собою замість поширення в популяції.
Як повзунок «Днів інфекційності» впливає на швидкість дії захисту колективного імунітету під час симульованого прогону?
Дні інфекційності (2-21) задають, як довго кожна інфікована людина може передавати хворобу до одужання. Довший інфекційний період означає, що кожен випадок має більше можливостей зустріти сприйнятливих людей до вибуття, тож при тому самому R0 і рівні вакцинації спалахам з довшим інфекційним періодом потрібно більше симульованих кроків часу, щоб згаснути або поширитися, хоча сам поріг колективного імунітету залежить лише від R0.
Чому поріг колективного імунітету виражається як частка популяції, а не фіксована кількість людей?
Оскільки сам R0 залежить від середньої кількості контактів на людину, що масштабується з розміром і густиною популяції, поріг колективного імунітету 1 − 1/R0 є пропорцією, а не абсолютним числом. Незалежно від того, чи в місті 10 000 чи 10 мільйонів мешканців, та сама частка популяції (визначена виключно R0) повинна бути імунною, перш ніж ланцюги передачі перестануть підтримувати себе.
Чи змінюється поріг колективного імунітету, якщо хвороба має вищу летальність?
Ні — формула порогу колективного імунітету HIT = 1 − 1/R0 залежить лише від того, наскільки заразна хвороба (R0), а не від того, наскільки вона тяжка чи смертельна. Дуже заразна, але легка хвороба може вимагати дуже високого порогу вакцинації, тоді як дуже летальна, але погано заразна хвороба (низький R0) може потребувати лише скромного охоплення для зупинки поширення, тому R0 і рівень летальності відстежуються як окремі, незалежні властивості патогену.