The Tricky Math of Herd Immunity για τον COVID-19
Ενώ πολλά σχετικά με την πανδημία COVID-19 παραμένουν αβέβαια, γνωρίζουμε πώς πιθανότατα θα τελειώσει:όταν η εξάπλωση του ιού αρχίσει να επιβραδύνεται (και τελικά σταματήσει εντελώς) επειδή αρκετοί άνθρωποι έχουν αναπτύξει ανοσία σε αυτήν. Σε εκείνο το σημείο, είτε προκαλείται από εμβόλιο είτε από άτομα που έχουν προσβληθεί από την ασθένεια, ο πληθυσμός έχει αναπτύξει «ανοσία αγέλης».
«Μόλις το επίπεδο ανοσίας περάσει ένα συγκεκριμένο όριο, τότε η επιδημία θα αρχίσει να εξαφανίζεται επειδή δεν υπάρχουν αρκετοί νέοι άνθρωποι για να μολυνθούν», δήλωσε η Natalie Dean του Πανεπιστημίου της Φλόριντα.
Ενώ ο καθορισμός αυτού του ορίου για τον COVID-19 είναι κρίσιμος, πολλές αποχρώσεις εμπλέκονται στον υπολογισμό του ακριβούς μέρους του πληθυσμού που πρέπει να έχει ανοσία για να τεθεί σε ισχύ η ανοσία της αγέλης και να προστατεύσει τα άτομα που δεν έχουν ανοσία.
Στην αρχή φαίνεται αρκετά απλό. Το μόνο πράγμα που πρέπει να γνωρίζετε είναι πόσοι άνθρωποι, κατά μέσο όρο, έχουν μολυνθεί από κάθε μολυσμένο άτομο. Αυτή η τιμή ονομάζεται R0 (προφέρεται «R μηδέν»). Μόλις το αποκτήσετε, μπορείτε να το συνδέσετε σε έναν απλό τύπο για τον υπολογισμό του ορίου ανοσίας της αγέλης:1 − 1/R0 .
Ας πούμε το R0 για τον COVID-19 είναι 2,5, που σημαίνει ότι κάθε μολυσμένο άτομο μολύνει, κατά μέσο όρο, άλλα δυόμισι άτομα (μια κοινή εκτίμηση). Σε αυτήν την περίπτωση, το όριο ανοσίας της αγέλης για τον COVID-19 είναι 0,6 ή 60%. Αυτό σημαίνει ότι ο ιός θα εξαπλωθεί με επιταχυνόμενο ρυθμό έως ότου, κατά μέσο όρο σε διαφορετικά μέρη, το 60% του πληθυσμού αποκτήσει ανοσία.
Σε εκείνο το σημείο, ο ιός θα εξαπλωθεί, αλλά με επιβράδυνση μέχρι να σταματήσει τελείως. Ακριβώς όπως ένα αυτοκίνητο δεν σταματάει τη στιγμή που βγάζετε το πόδι σας από το γκάζι, ο ιός δεν θα εξαφανιστεί τη στιγμή που θα επιτευχθεί η ανοσία της αγέλης.
«Θα μπορούσατε να φανταστείτε ότι μόλις το 60% του πληθυσμού μολυνθεί, ο αριθμός των μολύνσεων αρχίζει να μειώνεται. Αλλά μπορεί να είναι ένα άλλο 20% που μολύνεται ενώ η ασθένεια αρχίζει να εξαφανίζεται», δήλωσε ο Joel Miller του Πανεπιστημίου La Trobe στην Αυστραλία.
Αυτό το 60% είναι επίσης το κατώφλι πέρα από το οποίο οι νέες εισαγωγές του ιού - ας πούμε, ένας μολυσμένος επιβάτης που αποβιβάζεται από ένα κρουαζιερόπλοιο σε ένα υγιές λιμάνι με ανοσία αγέλης - θα καούν γρήγορα.
«Δεν σημαίνει ότι δεν θα μπορείτε να ανάψετε καθόλου φωτιά, αλλά αυτό το ξέσπασμα θα πεθάνει», είπε η Kate Langwig από το Πολυτεχνικό Ινστιτούτο της Βιρτζίνια και το Κρατικό Πανεπιστήμιο.
Ωστόσο, τα πράγματα γρήγορα περιπλέκονται. Το όριο ανοσίας της αγέλης εξαρτάται από το πόσα άτομα μολύνει πραγματικά κάθε μολυσμένο άτομο — αριθμός που μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την τοποθεσία. Ο μέσος μολυσμένος άνθρωπος σε μια πολυκατοικία μπορεί να μολύνει πολύ περισσότερα άτομα από τον μέσο όρο που έχει μολυνθεί σε ένα αγροτικό περιβάλλον. Έτσι ενώ ένα R0 Το 2,5 για τον COVID-19 μπορεί να είναι ένας λογικός αριθμός για ολόκληρο τον κόσμο, σχεδόν σίγουρα θα ποικίλλει σημαντικά σε πιο τοπικό επίπεδο, με πολύ υψηλότερο μέσο όρο σε ορισμένα μέρη και χαμηλότερο σε άλλα. Αυτό σημαίνει ότι το όριο ανοσίας της αγέλης θα είναι επίσης υψηλότερο από 60% σε ορισμένα μέρη και χαμηλότερο σε άλλα.
«Νομίζω ότι το εύρος του R0 Το σύμφωνο με τα δεδομένα για τον COVID-19 είναι μεγαλύτερο από ό,τι πιστεύουν οι περισσότεροι άνθρωποι», δήλωσε ο Marc Lipsitch του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ, ο οποίος συμβουλεύει αξιωματούχους υγείας στη Μασαχουσέτη και στο εξωτερικό. Ανέφερε στοιχεία που δείχνουν ότι θα μπορούσε να είναι περισσότερο από διπλάσιο σε ορισμένες αστικές περιοχές από τον συνολικό μέσο όρο των ΗΠΑ.
Και ακριβώς όπως R0 αποδεικνύεται ότι είναι μια μεταβλητή και όχι ένας στατικός αριθμός, ο τρόπος με τον οποίο οι άνθρωποι αποκτούν την ανοσία τους ποικίλλει επίσης, με σημαντικές συνέπειες για τον υπολογισμό αυτού του ορίου ανοσίας της αγέλης.
Συνήθως, οι ερευνητές σκέφτονται μόνο την ανοσία της αγέλης στο πλαίσιο εκστρατειών εμβολίων, πολλές από τις οποίες υποθέτουν ότι όλοι είναι εξίσου πιθανό να προσβληθούν και να μεταδώσουν μια ασθένεια. Αλλά σε μια φυσικά εξαπλούμενη μόλυνση, αυτό δεν ισχύει απαραίτητα. Οι διαφορές στις κοινωνικές συμπεριφορές οδηγούν μερικούς ανθρώπους να έχουν μεγαλύτερη έκθεση σε μια ασθένεια από άλλους. Οι βιολογικές διαφορές παίζουν επίσης ρόλο στο πόσο πιθανό είναι να μολυνθούν οι άνθρωποι.
«Γεννιόμαστε διαφορετικοί και στη συνέχεια αυτές οι διαφορές συσσωρεύονται καθώς ζούμε διαφορετικές εμπειρίες», δήλωσε η Gabriela Gomes από το Πανεπιστήμιο του Strathclyde στη Σκωτία. "Αυτό επηρεάζει το πόσο ικανοί είναι οι άνθρωποι να καταπολεμήσουν έναν ιό."
Οι επιδημιολόγοι αναφέρονται σε αυτές τις παραλλαγές ως "ετερογένεια της ευαισθησίας", που σημαίνει τις διαφορές που προκαλούν μερικούς ανθρώπους να έχουν περισσότερες ή λιγότερες πιθανότητες να μολυνθούν.
Αλλά αυτό είναι υπερβολικό για τις εκστρατείες εμβολιασμού. «Τα εμβόλια γενικά δεν διανέμονται σε έναν πληθυσμό σε σχέση με το πόσες επαφές έχουν οι άνθρωποι ή πόσο ευαίσθητοι είναι, γιατί δεν το γνωρίζουμε αυτό», δήλωσε η Virginia Pitzer της Σχολής Δημόσιας Υγείας του Yale. Αντίθετα, οι υγειονομικοί υπάλληλοι υιοθετούν μια μαξιμαλιστική προσέγγιση και, στην ουσία, εμβολιάζουν τους πάντες.
Ωστόσο, σε μια συνεχιζόμενη πανδημία χωρίς καμία εγγύηση ότι ένα εμβόλιο θα είναι διαθέσιμο σύντομα, η ετερογένεια της ευαισθησίας έχει πραγματικές επιπτώσεις στο όριο ανοσίας της αγέλης της νόσου.
Σε ορισμένες περιπτώσεις θα κάνει το όριο υψηλότερο. Αυτό θα μπορούσε να ισχύει σε μέρη όπως οι οίκοι ευγηρίας, όπου ο μέσος άνθρωπος μπορεί να είναι πιο ευάλωτος στον COVID-19 από τον μέσο άνθρωπο στον ευρύτερο πληθυσμό.
Αλλά σε μεγαλύτερη κλίμακα, η ετερογένεια συνήθως μειώνει το όριο ανοσίας της αγέλης. Στην αρχή ο ιός μολύνει άτομα που είναι πιο ευαίσθητα και εξαπλώνεται γρήγορα. Αλλά για να συνεχίσει να εξαπλώνεται, ο ιός πρέπει να μεταφερθεί σε άτομα που είναι λιγότερο ευαίσθητα. Αυτό καθιστά δυσκολότερη την εξάπλωση του ιού, επομένως η επιδημία αναπτύσσεται πιο αργά από ό,τι θα μπορούσατε να περιμένατε με βάση τον αρχικό ρυθμό ανάπτυξής της.
«Το πρώτο άτομο θα είναι πιθανό να μολύνει τα άτομα που είναι πιο ευάλωτα στην αρχή, αφήνοντας τα άτομα που είναι λιγότερο ευάλωτα στο δεύτερο μισό της επιδημίας, που σημαίνει ότι η μόλυνση θα μπορούσε να εξαλειφθεί νωρίτερα από ό,τι θα περίμενες». είπε ο Lipsitch.
Εκτίμηση της ετερογένειας
Πόσο χαμηλότερο είναι λοιπόν το όριο ανοσίας της αγέλης όταν μιλάμε για έναν ιό που εξαπλώνεται στη φύση, όπως η τρέχουσα πανδημία;
Σύμφωνα με τα τυπικά μοντέλα, περίπου το 60% του πληθυσμού των ΗΠΑ θα πρέπει να εμβολιαστεί κατά του COVID-19 ή να αναρρώσει από αυτόν για να επιβραδυνθεί και τελικά να σταματήσει η εξάπλωση της νόσου. Αλλά πολλοί ειδικοί με τους οποίους μίλησα υποψιάζονται ότι το όριο ανοσίας της αγέλης για φυσικά επίκτητη ανοσία είναι χαμηλότερο από αυτό.
"Υποθέτω ότι είναι δυνητικά μεταξύ 40 και 50%," είπε ο Pitzer.
Ο Lipsitch συμφωνεί:"Αν έπρεπε να κάνω μια εικασία, θα το έβαζα πιθανώς στο 50% περίπου."
Αυτές είναι ως επί το πλείστον απλώς ενημερωμένες εκτιμήσεις, επειδή είναι τόσο δύσκολο να ποσοτικοποιηθεί τι κάνει ένα άτομο πιο ευάλωτο από ένα άλλο. Πολλά από τα χαρακτηριστικά που μπορεί να σκεφτείτε να εκχωρήσετε σε κάποιον — όπως το πόση κοινωνική απόσταση τηρεί — μπορεί να αλλάζουν από εβδομάδα σε εβδομάδα.
«Το όλο πρόβλημα της ετερογένειας λειτουργεί μόνο εάν οι πηγές της ετερογένειας είναι μακροπρόθεσμες ιδιότητες ενός ατόμου. Αν είναι σε ένα μπαρ, αυτό από μόνο του δεν είναι αρκετά διατηρημένο για να είναι πηγή ετερογένειας», είπε ο Lipsitch.
Η ετερογένεια μπορεί να είναι δύσκολο να εκτιμηθεί, αλλά είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας για τον προσδιορισμό του ουδού ανοσίας της αγέλης. Ο Langwig πιστεύει ότι η επιδημιολογική κοινότητα δεν έχει κάνει αρκετά για να προσπαθήσει να το κάνει σωστά.
«Ήμασταν λίγο ατημέλητοι στο να σκεφτόμαστε την ανοσία της αγέλης», είπε. "Αυτή η μεταβλητότητα έχει πραγματικά σημασία και πρέπει να είμαστε προσεκτικοί για να είμαστε πιο ακριβείς σχετικά με το όριο ανοσίας της αγέλης."
Κάποιες πρόσφατες εφημερίδες έχουν προσπαθήσει. Τον Ιούνιο το περιοδικό Science δημοσίευσε μια μελέτη που ενσωμάτωσε έναν μέτριο βαθμό ετερογένειας και υπολόγισε το όριο ανοσίας της αγέλης για τον COVID-19 σε 43% σε μεγάλους πληθυσμούς. Ωστόσο, ένας από τους συν-συγγραφείς της μελέτης, ο Tom Britton του Πανεπιστημίου της Στοκχόλμης, πιστεύει ότι υπάρχουν πρόσθετες πηγές ετερογένειας που δεν λαμβάνει υπόψη το μοντέλο τους.
«Αν μη τι άλλο, θα πίστευα ότι η διαφορά είναι μεγαλύτερη, έτσι ώστε στην πραγματικότητα το επίπεδο ανοσίας της αγέλης είναι πιθανώς λίγο μικρότερο από 43%,» είπε ο Britton.
Μια άλλη νέα μελέτη ακολουθεί μια διαφορετική προσέγγιση για την εκτίμηση των διαφορών στην ευαισθησία στον COVID-19 και βάζει το όριο ανοσίας της αγέλης ακόμη χαμηλότερο. Οι 10 συγγραφείς της εργασίας, στους οποίους περιλαμβάνονται οι Gomes και Langwig, εκτιμούν ότι το κατώφλι για φυσικά επίκτητη ανοσία της αγέλης στον COVID-19 θα μπορούσε να είναι τόσο χαμηλό όσο το 20% του πληθυσμού. Εάν συμβαίνει αυτό, τα μέρη που έχουν πληγεί περισσότερο στον κόσμο μπορεί να πλησιάζουν.
«Καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι οι περιοχές που έχουν πληγεί περισσότερο, όπως η Μαδρίτη, μπορεί να είναι κοντά στο να φτάσουν στην ανοσία της αγέλης», είπε ο Γκόμες. Μια πρώιμη έκδοση της εφημερίδας δημοσιεύτηκε τον Μάιο και οι συγγραφείς εργάζονται επί του παρόντος σε μια ενημερωμένη έκδοση, την οποία αναμένουν να δημοσιεύσουν σύντομα. Αυτή η έκδοση θα περιλαμβάνει εκτιμήσεις ανοσίας αγέλης για την Ισπανία, την Πορτογαλία, το Βέλγιο και την Αγγλία.
Πολλοί ειδικοί, ωστόσο, θεωρούν αναξιόπιστες αυτές τις νέες μελέτες —δεν έχουν ακόμη αξιολογηθεί όλες από ομοτίμους.
Σε ένα νήμα στο Twitter τον Μάιο, ο Dean τόνισε ότι υπάρχει υπερβολική αβεβαιότητα σχετικά με βασικές πτυχές της νόσου — από τις διαφορετικές τιμές του R0 σε διαφορετικά περιβάλλοντα ως προς τις επιπτώσεις της χαλάρωσης της κοινωνικής αποστασιοποίησης — για να δοθεί μεγάλη εμπιστοσύνη στα ακριβή κατώτατα όρια ανοσίας της αγέλης. Το όριο θα μπορούσε να είναι ένας αριθμός, εφόσον πολλοί άνθρωποι φορούν μάσκες και αποφεύγουν τις μεγάλες συγκεντρώσεις, και ένας άλλος πολύ μεγαλύτερος αριθμός, εάν και όταν οι άνθρωποι αφήσουν την επιφυλακή τους.
Άλλοι επιδημιολόγοι είναι επίσης δύσπιστοι για τους χαμηλούς αριθμούς. Ο Τζέφρι Σάμαν του Πανεπιστημίου Κολούμπια είπε ότι το 20% της ανοσίας της αγέλης «δεν συνάδει με άλλους αναπνευστικούς ιούς. Δεν συνάδει με τη γρίπη. Γιατί λοιπόν να συμπεριφέρεται διαφορετικά για έναν αναπνευστικό ιό έναντι ενός άλλου; Δεν το καταλαβαίνω."
Ο Μίλερ πρόσθεσε, "Νομίζω ότι το κατώφλι ανοσίας της αγέλης [για την φυσικά επίκτητη ανοσία] είναι μικρότερο από 60%, αλλά δεν βλέπω ξεκάθαρα στοιχεία ότι κάποιο [μέρος] είναι κοντά σε αυτό."
Τελικά, ο μόνος τρόπος για να ξεφύγετε πραγματικά από την πανδημία του COVID-19 είναι να επιτύχετε μεγάλης κλίμακας ανοσία στην αγέλη — παντού, όχι μόνο σε έναν μικρό αριθμό περιοχών όπου οι μολύνσεις ήταν υψηλότερες. Και αυτό πιθανότατα θα συμβεί μόνο όταν ένα εμβόλιο είναι σε ευρεία χρήση.
Στο μεταξύ, για να αποτρέψετε την εξάπλωση του ιού και να μειώσετε το R0 αξία όσο το δυνατόν περισσότερο, η αποστασιοποίηση, οι μάσκες, οι δοκιμές και ο εντοπισμός επαφών είναι η ημερήσια διάταξη παντού, ανεξάρτητα από το πού τοποθετείτε το όριο ανοσίας της αγέλης.
«Δεν μπορώ να σκεφτώ κάποια απόφαση που θα έπαιρνα διαφορετικά αυτή τη στιγμή, αν ήξερα ότι η ανοσία της αγέλης ήταν κάπου αλλού στο εύρος που νομίζω ότι είναι, που είναι 40-60%,» είπε ο Lipsitch.
Ο Shaman, επίσης, πιστεύει ότι η αβεβαιότητα σχετικά με το φυσιολογικά αποκτημένο κατώφλι ανοσίας της αγέλης, σε συνδυασμό με τις συνέπειες για το λάθος, αφήνει μόνο έναν δρόμο προς τα εμπρός:Κάνετε ό,τι καλύτερο μπορούμε για να αποτρέψουμε νέα κρούσματα έως ότου μπορέσουμε να εισαγάγουμε ένα εμβόλιο που θα επιφέρει με ασφάλεια την ανοσία της αγέλης.
«Το ερώτημα είναι:Θα μπορούσε η Νέα Υόρκη να υποστηρίξει ένα άλλο ξέσπασμα;» αυτός είπε. "Δεν ξέρω, αλλά ας μην παίζουμε με αυτή τη φωτιά."
Αυτό το άρθρο ανατυπώθηκε στις Wired.com και Spektrum.de .
