Błąd odporności stadnej

Podczas pandemii i w następstwie niedawnych epidemii odry, wielu wskazywało na koncepcję „ odporności stadnej” jako kluczowy powód szczepień. Ta karykatura pokazuje, jak odporność stadna jest czasami nadmiernie upraszczana lub błędnie stosowana w dyskusjach na temat szczepień.

Co to jest odporność stada?

Kiedy myślisz o stadzie, prawdopodobnie przychodzą Ci na myśl krowy, gnu lub bawoły. W świecie zwierząt bezpieczeństwo tkwi w liczebności – na przykład w większej liczbie par oczu, które mogą wypatrywać drapieżników.

Jako ludzie, generalnie nie musimy obawiać się drapieżników, ale możemy zapewnić ochronę stadu w inny sposób.

Odporność stadna – zwana również odpornością populacyjną lub społecznościową – oznacza, że ​​wystarczająca liczba osób w grupie lub na danym obszarze jest odporna na zarazki (na przykład wirusy), co uniemożliwia ich łatwe rozprzestrzenianie się. Dotyczy to osób, które nie zaraziły się chorobą, osób, które przeszły chorobę i wyzdrowiały, oraz osób, które zostały zaszczepione.

Historia odporności stadnej

Koncepcja odporności stadnej nie narodziła się wraz ze szczepieniami. Wywodzi się ona z XIX wieku, z nauki o hodowli zwierząt .

Termin „odporność stadna” został po raz pierwszy użyty w 1894 roku przez Daniela Elmera Salmona, szefa Biura Przemysłu Zwierzęcego (BIA), w celu opisania zdrowia i odporności na choroby dobrze odżywionych populacji świń. Termin ten rozszerzył się w 1916 roku, kiedy naukowcy weterynarii z BIA użyli go do opisania odporności u bydła po zakażeniu brucelozą, znaną również jako „zaraźliwe poronienie” – epidemie samoistnych poronień – u bydła i owiec.

W 1923 roku brytyjscy bakteriolodzy zaczęli wykorzystywać tę koncepcję w eksperymentach z epidemiami u myszy , w ramach wysiłków na rzecz lepszego zrozumienia wzorców transmisji chorób w populacjach ludzkich. Gdyby nie nastąpił stały napływ podatnych myszy ( o czym warto pamiętać ), rosnąca liczba osobników odpornych zakończyłaby epidemię. W artykule z 1923 roku opublikowanym w „ Journal of Hygiene” , Topley i GS Wilson opisali to zjawisko jako „odporność stadną”.

Idea ta przeniosła się do medycyny i pod koniec lat dwudziestych XX wieku zyskała szersze uznanie – szczególnie wśród brytyjskich naukowców – którzy wykorzystali ją do opisania akumulacji odporności populacyjnej na choroby takie jak błonica, szkarlatyna i grypa. W 1922 roku Topley zasugerował paralelę między epidemiami u myszy i u dzieci:

„ Takie podobieństwo wydaje się występować w przypadku chorób epidemicznych dotykających dzieci w wieku szkolnym ”. Zastanawiał się również, czy środki już „ w użyciu w walce z epidemiami wśród zwierząt gospodarskich, gdzie metody segregacji są znacznie łatwiejsze do wyegzekwowania niż wśród populacji ludzkich ” mogą mieć wpływ na decyzje o zamykaniu szkół w czasie epidemii.

W artykule z 1924 roku opublikowanym w „ Lancecie ” Dudley zastosował „odporność stadną” do ludzi. W artykule z 1929 roku pt. „Adaptacja człowieka do środowiska pasożytniczego” napisał:

„ Rozważę teraz społeczność, czyli stado… Narody można podzielić na stada miejskie i wiejskie. Możemy też porównać stado żeglarzy ze stadem marynarzy, a stada mieszkające w szpitalach ze stadami osób przebywających w szpitalach psychiatrycznych ” .

Koncepcja „odporności stadnej” stała się nieodłącznym elementem epidemiologii w latach 1930. XX wieku, lecz pierwsi badacze nigdy nie ustalili jej jasnej definicji. 

Pojęcie odporności stadnej zyskało na znaczeniu w latach 1950. i 1960. XX wieku, gdy nowe szczepionki postawiły kluczowe pytania dotyczące polityki zdrowia publicznego. Koncepcja ta zmieniła się z prostego opisu odporności naturalnej na aktywne dążenie do ochrony populacji poprzez szczepienia. Masowe szczepienia, dyskusje na temat eradykacji chorób oraz analizy kosztów i korzyści szczepień przyczyniły się do upowszechnienia terminu „odporność stadna”.

Perspektywy osiągnięcia odporności stadnej

Odporność stadna często wynika z połączenia zaszczepienia i zakażenia mikroorganizmem ( odporność naturalna ). Zarówno odporność naturalna, jak i poszczepienna powodują, że organizm wytwarza przeciwciała i komórki odpornościowe, które rozpoznają określony patogen. Dzięki temu organizm może łatwiej zwalczyć patogen przy kolejnym zetknięciu z nim. Osiągnięcie odporności stadnej zazwyczaj wymaga dużego odsetka osób z odpornością.

Wykres ten zbyt upraszcza model odporności stadnej, ponieważ nie uwzględnia osób, które już wyzdrowiały z zakażenia i wykształciły naturalną odporność.

Dyskusje na temat zdrowia publicznego często podkreślają wagę szczepień, ponieważ mogą one zwiększyć odporność organizmu bez konieczności jednoczesnego zachorowania dużej liczby osób.

Zwolennicy szczepionek uważają, że bez szczepień odporność rozwijałaby się stopniowo w procesie infekcji, co może prowadzić do dalszej transmisji i wyższego poziomu zachorowań i powikłań. Z tego powodu koncepcja odporności zbiorowiskowej jest bardziej złożona, niż sugerują proste modele wizualne i zależy od czasu, dynamiki populacji oraz charakterystyki samej choroby.

Ważne jest również, aby pamiętać, że odporność stadna nie jest trwała. W globalnie połączonym świecie, dopóki choroba nie zniknie z powierzchni Ziemi, może zacząć się ponownie rozprzestrzeniać. Może to nastąpić podczas podróży lub migracji, gdy osoby nieposiadające odporności napotykają populacje z lukami w ochronie.

Dlatego odporność stadna może działać tylko w systemie zamkniętym . Niestety, nie żyjemy w systemie zamkniętym. Ponieważ noworodki rodzą się bez odporności i dołączają do grupy osób podatnych, gdy ich odporność matczyna zanika, a osoby spoza społeczności odwiedzają je i mogą ponownie wprowadzić chorobę, wybuchają ogniska choroby.

Wyzwania w osiągnięciu odporności stadnej

Nie w przypadku każdej choroby zakaźnej możliwe jest uzyskanie odporności zbiorowej. Idea odporności zbiorowej może sprawdzić się w przypadku niektórych chorób, takich jak odra. Już w 1933 roku zauważono, że epidemii odry w danej społeczności można by zapobiec, gdyby około 68% dzieci było już zakażonych. Aktualne szacunki wskazują, że do osiągnięcia skutecznej ochrony przed odrą wymagana jest odporność około 94% populacji. Oznacza to, że 94 na 100 osób w populacji musi być odpornych, aby powstrzymać rozprzestrzenianie się wirusa odry. Dotyczy to również osób, które wyzdrowiały z odry lub otrzymały obie dawki szczepionki przeciwko odrze.

Ale trudniej jest zastosować tę koncepcję w przypadku chorób takich jak Covid-19. 

Oto niektóre przyczyny, dla których uzyskanie odporności stadnej może nie być możliwe w przypadku niektórych chorób:

• Patogen często ulega zmianom (mutacjom)Oznacza to, że można uzyskać odporność na jedną wersję, ale to może nie chronić przed nowszym wariantem. Mogą również występować różne wersje tego samego patogenu w tym samym czasie (jak grypa). Sama odporność stadna działa jak… presja ewolucyjna na patogeny, wpływając ewolucja wirusa poprzez wspieranie produkcji nowych szczepów, zwanych mutantami ucieczkowymi, które są w stanie ominąć odporność zbiorową i zakażać wcześniej odporne osobniki.
• Odporność na patogen nie trwa wystarczająco długoOdporność musi utrzymywać się przez długi czas, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się. Na przykład, odporność na niektóre wirusy, zarówno po zakażeniu, jak i szczepieniu, utrzymuje się zaledwie kilka miesięcy. Część zaszczepionych osób może nie rozwinąć długotrwałej odporności. Zwykle nie jest to wystarczająco długi okres, aby osiągnąć odporność zbiorową.
• Patogen może się rozprzestrzeniać, nawet jeśli nie masz żadnych objawów:Mikroorganizmy rozprzestrzeniają się łatwiej, gdy ludzie nie wiedzą, że są zakażeni. To znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo uzyskania odporności zbiorowej bez szczepienia.
• Patogen występuje w naturze:Odporność stadna działa tylko w przypadku chorób przenoszonych z człowieka na człowieka. Niektóre patogeny naturalnie żyją w glebie lub wodzie (np. tężec bakterie lub grzyby zakaźneSzczepionki mogą chronić przed niektórymi z tych infekcji, ale nie umożliwiają osiągnięcia odporności populacyjnej.

Grypa , RSV i SARS-CoV-2 to wirusy, na które nie jesteśmy w stanie uzyskać odporności zbiorowej, ponieważ mutują zbyt często, rozprzestrzeniają się bezobjawowo lub odporność nie utrzymuje się zbyt długo (lub występuje kombinacja tych czynników). Szczepionki przeciw tężcowi natomiast działają długo. Nie możemy jednak osiągnąć odporności zbiorowej, ponieważ bakterie żyją w środowisku, a nie wyłącznie u ludzi.

Mit odporności stadnej na COVID-19

Podczas pandemii COVID-19 naukowcy początkowo szacowali, że 60–80 procent populacji będzie musiało nabyć odporność na SARS-CoV-2 poprzez szczepienie lub w sposób naturalny, aby pozbyć się wirusa.

Dr Anthony Fauci często omawiał odporność stadną jako potencjalny punkt końcowy, początkowo sugerując, że znaczna część populacji (75–80%) potrzebowałaby odporności, aby spowolnić rozprzestrzenianie się SARS-CoV-2. W szerszym przekazie dotyczącym zdrowia publicznego, odporność stadna była również często cytowana jako element uzasadnienia polityk mających na celu zwiększenie zasięgu szczepień, w tym obowiązkowych szczepień.

„ Załóżmy, że zaszczepimy 75, 80 procent populacji ” – powiedział Fauci. „ Jeśli to zrobimy, jeśli zrobimy to wystarczająco sprawnie w drugim kwartale 2021 roku, to pod koniec lata, czyli w trzecim kwartale, możemy mieć wystarczającą odporność zbiorową chroniącą nasze społeczeństwo, aby pod koniec 2021 roku móc zbliżyć się do pewnego stopnia normalności, zbliżonej do tej, jaka była wcześniej ” .

Jednak aby szczepionka wytworzyła odporność zbiorową, musi chronić przed zakażeniem wirusem, a także zapobiegać chorobie , aby znacząco ograniczyć rozprzestrzenianie się patogenu w populacji. Szczepionka, która NIE chroni przed zakażeniem i transmisją patogenu, nie może zapewnić odporności zbiorowej.

W podręczniku „Szczepionki” (Plotkin, 2013, wydanie 6) wyjaśniono: Gdyby szczepionka chroniła jedynie przed chorobą, a nie przed zakażeniem, nie miałaby ona żadnego wpływu na transmisję zakażenia w społeczności i nie istniałaby żadna pośrednia ochrona (zaszczepienie jednej osoby nie miałoby wpływu na innych członków społeczności). Za pomocą takiej szczepionki można by ograniczyć chorobę, ale nie można by jej całkowicie wyeliminować.

Innymi słowy, szczepionki, które nie zapobiegają zakażeniu patogenem, nigdy nie zapewnią odporności zbiorowej. 

Na początku 2021 roku, wraz ze zgłaszaniem „ przypadków przełomowych ”, stało się oczywiste , że szczepionki przeciwko COVID-19 nie zapobiegają zakażeniu SARS-CoV-2. Do 30 kwietnia 2021 roku zgłoszono łącznie 10 262 przypadki „zakażeń przełomowych” po szczepionce przeciwko SARS-CoV-2 w 46 stanach i terytoriach USA. Od 1 maja 2021 roku CDC przeszło z monitorowania wszystkich zgłoszonych zakażeń przełomowych po szczepionce przeciwko COVID-19 na badanie wyłącznie tych wśród pacjentów hospitalizowanych lub zmarłych.

Innym ilustratywnym przykładem jest Nowa Zelandia. W marcu 2020 roku kraj zamknął granice dla niemal wszystkich osób spoza kraju i wdrożył strategię „eliminacji” COVID-19. Aby znieść surowe lockdowny i złagodzić ograniczenia graniczne, urzędnicy wyznaczyli później cel 90% pełnego zaszczepienia wśród kwalifikującej się populacji (w wieku 12 lat i starszych) w ramach każdej okręgowej rady zdrowia.

Do połowy listopada 2021 roku Nowa Zelandia osiągnęła około 90% zasięgu pierwszej dawki i około 80% zasięgu drugiej dawki w całym kraju. Następnie przeprowadzono stopniowe otwieranie, priorytetowo traktując obywateli i wykwalifikowanych pracowników, a w lipcu 2022 roku nastąpiło pełne otwarcie dla turystów zagranicznych.

Z powodu przedłużających się kontroli granicznych i niskiej liczby zachorowań, przed ponownym otwarciem granic zakażonych było mniej niż 1% populacji Nowej Zelandii. Stworzyło to wyjątkową sytuację, w której znaczna część populacji miała niewielką lub żadną odporność nabytą w wyniku zakażenia, co oznacza, że ​​ochrona na poziomie populacji opierała się głównie na szczepieniach w momencie ponownego otwarcia granic. Po ponownym otwarciu granic na początku 2022 roku liczba odnotowanych przypadków gwałtownie wzrosła, co odzwierciedla gwałtowny wzrost transmisji wirusa.

Wzrost liczby zachorowań spowodowany był przede wszystkim wysoce zaraźliwym wariantem wirusa Omicron, który pojawił się pod koniec grudnia 2021 roku i stał się dominujący wraz z otwarciem granic dla większej liczby podróżnych. Ten przykład pokazuje, jak nawet w populacji o wysokim poziomie zaszczepienia, zmiany w dynamice wirusa i odporności populacyjnej mogą znacząco wpływać na wzorce transmisji, podkreślając wyzwania związane z osiągnięciem i utrzymaniem odporności zbiorowiskowej w realnym, globalnie połączonym środowisku.

„Szczepionki” mRNA nie zostały zaprojektowane w celu osiągnięcia odporności zbiorowej

W badaniu klinicznym zastrzyku mRNA firmy Moderna przeciwko Covid-19, głównym mierzonym wynikiem było zapobieganie objawowemu Covid-19, a nie zapobieganie zakażeniu i transmisji.

Opisane w czasopiśmie „New England Journal of Medicine” punkty końcowe badania klinicznego dotyczącego szczepionki mRNA BNT162b2 firmy Pfizer-BioNTech przeciwko COVID-19 również koncentrowały się przede wszystkim na zapobieganiu objawowemu COVID-19, a nie na bezpośrednim pomiarze transmisji.

Dyrektor naczelny firmy Pfizer potwierdził później, że firma nie sprawdziła, czy szczepionka zatrzymuje transmisję (przenoszenie wirusa na inne osoby) przed udostępnieniem jej społeczeństwu.

Biorąc pod uwagę wysoce zmienną naturę SARS-CoV-2 oraz fakt, że dostępne szczepionki mRNA (takie jak szczepionka Pfizer-BioNTech przeciwko COVID-19 i szczepionka Moderna przeciwko COVID-19) zostały opracowane przede wszystkim w celu złagodzenia objawów choroby, a nie całkowitego zapobiegania zakażeniu, osiągnięcie klasycznej odporności zbiorowiskowej stawało się coraz mniej prawdopodobne w tradycyjnym rozumieniu. W praktyce nawet bardzo wysoki poziom szczepień niekoniecznie całkowicie powstrzymałby transmisję, szczególnie w obliczu pojawiania się bardziej zakaźnych wariantów i słabnącej z czasem odporności.

wnioski

Podczas pandemii COVID-19, odporność zbiorowa stała się szeroko dyskutowana – i często niezrozumiana. Czynniki takie jak zanikająca odporność, mutacje wirusa i nierównomierne wskaźniki szczepień uwypukliły fakt, że odporność zbiorowa nie jest stałym progiem, lecz zjawiskiem dynamicznym i zależnym od kontekstu.

Osiągnięcie odporności zbiorowiskowej poprzez szczepienie zależy od zdolności szczepionki do ograniczenia zarówno choroby, jak i transmisji patogenu, na który jest skierowana. Jednak nawet szczepionki zapewniające silną ochronę przed chorobą niekoniecznie eliminują zakażenie lub zapobiegają jego rozprzestrzenianiu się, szczególnie w kontekście szybko ewoluujących wirusów, takich jak SARS-CoV-2.

Nawet przy idealnych założeniach o wysokiej skuteczności lub „sterylizującej” odporności, utrzymanie odporności zbiorowej w praktyce jest utrudnione przez ciągłą rotację populacji (narodziny podatnych osobników), globalne migracje i łatwość podróży międzynarodowych – wszystkie te czynniki umożliwiają wielokrotne ponowne wprowadzanie patogenów do społeczności.

W rezultacie odporność stadną lepiej rozumiemy nie jako stały punkt końcowy, ale jako zmieniającą się równowagę, na którą wpływają czynniki biologiczne, demograficzne i globalne powiązania.

Opublikowano ponownie z Substacku autora