Kolektívna imunita

Horný rámček zobrazuje vypuknutie infekcie v kolektíve, v ktorom je niekoľko ľudí infikovaných (zobrazených červenou farbou) a zvyšok je zdravý, ale neimunizovaný (zobrazený modrou farbou); choroba sa tak postupom času (vpravo) voľne šíri populáciou. Stredný rámček zobrazuje populáciu, kde bol imunizovaný malý počet ľudí (zobrazených žltou farbou). Tí, ktorí nie sú imunizovaní, sa nakazia, zatiaľ čo imunizovaní nie. V dolnom rámčeku je zaočkovaná veľká časť populácie, čo zabraňuje značnému rozšíreniu choroby, a to aj na neimunizované osoby. V prvých dvoch príkladoch sa nakazí väčšina zdravých neimunizovaných ľudí, zatiaľ čo v dolnom prípade sa nakazí iba jedna štvrtina zdravých neimunizovaných ľudí.

Kolektívna imunita (tiež skupinová imunita, angl. herd imunity, teda imunita stáda) je forma nepriamej ochrany pred šírením infekčnej choroby, ktorá môže vzniknúť, keď sa dostatočné percento populácie stane imúnnym voči infekcii, či už očkovaním alebo prekonaním infekcie, čím sa zníži pravdepodobnosť infekcie aj u jedincov, ktorí imúnni nie sú. Imúnni jedinci sťažujú prenos choroby, tým že narušia postup šírenia infekcie, čo spomalí alebo zastaví šírenie choroby. Čím vyšší je podiel imúnnych jedincov v skupine (kolektíve), tým menšia je pravdepodobnosť, že zdravé neimunizované osoby prídu do kontaktu s infekčným jedincom (pozri obrázok vpravo).

Jednotlivci sa môžu stať imúnnymi (individuálna imunita) zotavením sa z prekonanej infekcie alebo očkovaním. Svetová zdravotnícka organizácia (WHO) podporuje získanie kolektívnej imunity očkovaním. Aktívna imunita vzniká, keď si organizmus sám protilátky vytvára po prekonaní ochorenia alebo po očkovaní. Pasívna imunita vzniká prenosom materských protilátok alebo podaním sér alebo imunoglobulínov, kedy sa do tela dostávajú už hotové protilátky, ktorých životnosť je však relatívne krátkodobá. Niektorí jedinci sa nemôžu stať imúnnymi kvôli zdravotným problémom, ako sú imunodeficiencia (nemožnosť vzniku vytvorenia imunity v dôsledku genetickej poruchy, inej infekcie napr. HIV alebo choroby, pozri dole imunodeficientní jedinci), alebo imunosupresia (znížená imunita napríklad pri autoimunitnej chorobe alebo zámerné zníženie pri transplantácií orgánov a pod.), a pre tieto skupiny je kolektívna imunita najlepšou metódou ochrany proti infekcii. Ďalšie všeobecné dôvody, pre ktoré nemôžu byť osoby očkované, sú vysoký vek, zlý zdravotný stav, chronické ochorenia.

Akonáhle sa dosiahne prah imunity, choroba z populácie postupne zmizne. Táto eliminácia, ak sa dosiahne na celom svete, môže mať za následok trvalé zníženie počtu infekcií na nulu, nazývané eradikácia (úplné vyničenie ). Imunita vytvorená očkovaním prispela k odstráneniu kiahní v roku 1977 a prispela k zníženiu výskytu ďalších chorôb. Kolektívna imunita sa týka iba nákazlivých (infekčných) chorôb, to znamená tých, ktoré sa prenášajú z jedného jedinca na druhého. Tetanus je napríklad infekčný, ale nie nákazlivý, takže pri ňom kolektívna imunita nepomáha.

Kolektívna imunita bola objavená ako prirodzene sa vyskytujúci jav v 30. rokoch 20. storočia, keď sa zistilo, že po tom, čo sa značný počet detí stal imúnnymi voči osýpkam, počet nových infekcií sa dočasne znížil. Hromadné očkovanie na vyvolanie kolektívnej imunity sa odvtedy stalo bežným a osvedčilo sa v prevencii šírenia mnohých infekčných chorôb. Odpor voči očkovaniu (tiež aj odpor k / proti očkovaniu) znižuje, komplikuje až ohrozuje dosiahnutie kolektívnej imunity, pretože umožňuje chorobám, ktorým sa dá predchádzať, pretrvávať v populáciách s nedostatočnou zaočkovanosťou alebo sa do nich vrátiť.

Číselné vyjadrenie prahu kolektívnej imunity (HIT - herd immunity threshold) v percentách sa líši v závislosti od veľkosti kolektívu ale najmä od infekčnosti choroby, ktorá sa vyjadruje pomocou základného reprodukčného čísla choroby - R0 a realizovanými opatreniami. Príkladom choroby s vysokým prahom kolektívnej imunity s HIT presahujúcim 95% sú osýpky. Ak zoberieme do úvahy aj ľudí, ktorí už ochorenie prekonali a vďaka protilátkam by nemali znovu (aspoň na určitý čas) ochorieť, namiesto R0 by sme síce mohli použiť efektívne reprodukčné číslo Rt, ktoré tento faktor zohľadňuje. Avšak ani Rt neberie do úvahy fakt, že šírenie ochorenia nie je v populácii rovnomerne rozložené. Pre SARS-CoV-2 je totiž charakteristické šírenie prostredníctvom superšíriteľov a lokálnych ohnísk. Keďže reprodukčné číslo sa časom môže meniť v závislosti od vlastností vírusu, od prijatých opatrení, ale aj od iných faktorov, určenie jeho presnej hodnoty je zložité.

Účinky

Ochrana ľudí bez imunity

Očkovanie má dve základné funkcie - individuálne a kolektívne. Na individuálnej úrovni chránime pred infekciou seba. Kolektívna imunita chráni ostatných zraniteľných, ktorí sa nemôžu zaočkovať. Na obrázku sú označení žltou šípkou, tí, ktorí sa nemôžu zaočkovať.

Niektorí jedinci si buď nemôžu po očkovaní vytvoriť imunitu, alebo zo zdravotných dôvodov nemôžu byť vôbec očkovaní. Jedinci, ktorí sú imunodeficientní v dôsledku HIV/AIDS, lymfómu, leukémie, rakoviny kostnej drene, zhoršenej sleziny, chemoterapie alebo rádioterapie, by mohli stratiť akúkoľvek imunitu, ktorú predtým mali, a očkovacie látky pre nich nemusia byť z dôvodu ich imunodeficiencie užitočné.

Časť očkovaných nemusí získať efektívnu dlhšie trvajúcu imunitu. Kontraindikácie očkovania môžu zabrániť očkovaniu takýchto osôb. Okrem toho, že jednotlivci z takýchto skupín potom nie sú imúnni, môžu mať vzhľadom na svoj zdravotný stav aj vyššie riziko vzniku komplikácií spôsobených infekciou, ale napriek tomu môžu byť chránení, ak je dostatočne veľké percento populácie imúnne.

Vysoká úroveň imunity v jednej vekovej skupine môže vytvoriť kolektívnu imunitu pre ostatné vekové skupiny. Očkovanie dospelých proti čiernemu kašľu znižuje výskyt čierneho kašľa u dojčiat, ktoré sú príliš malé na očkovanie a u ktorých je najväčšie riziko komplikácií spojených s touto chorobou. Toto je obzvlášť dôležité pre blízkych rodinných príslušníkov, ktorí sú väčšinou zdrojom prenosu na malé deti. Rovnakým spôsobom deti, ktoré dostávajú očkovacie látky proti pneumokokom, znižujú výskyt pneumokokových chorôb u mladších, neočkovaných súrodencov. Očkovanie detí proti pneumokokom a rotavírusom malo za následok zníženie hospitalizácií prisúdených pneumokokom a rotavírusom pre staršie deti a dospelých, ktorí tieto očkovacie látky bežne nedostávajú.

Chrípka je závažnejšie ochorenie pre starších ľudí ako pre mladších, ale očkovacím látkam proti chrípke chýba účinnosť v staršej vekovej skupine v dôsledku oslabovania imunitného systému s vekom. Ukázalo sa, že očkovanie detí v školskom veku pre sezónnu imunizáciu proti chrípke, ktoré je účinnejšie ako očkovanie starších osôb, vytvára určitý stupeň ochrany aj pre starších ľudí.

V prípade pohlavne prenosných infekcií (PPI) vysoká úroveň imunity u heterosexuálov jedného pohlavia vyvoláva kolektívnu imunitu u heterosexuálov oboch pohlaví. Očkovacie látky proti pohlavne prenosným chorobám, ktoré sú zamerané na heterosexuálov rovnakého pohlavia, majú za následok vysoký pokles PPI u heterosexuálov oboch pohlaví, ak je imunita cieľového pohlavia vysoká. Kolektívna imunita žien však neovplyvňuje mužov, ktorí majú sex s mužmi. Vysokorizikové správanie sťažuje znižovanie PPI, pretože aj keď sa väčšina infekcií vyskytuje u jedincov so stredným rizikom, väčšinu prenosov spôsobujú jedinci s vysokorizikovým správaním. Z tohto dôvodu môže byť v určitých populáciách nevyhnutné imunizovať vysoko rizikové osoby bez ohľadu na pohlavie.

Evolučný tlak a náhrada sérotypu

Kolektívna imunita samotná pôsobí evolučným tlakom na patogény, pričom ovplyvňuje vývoj vírusov tým, že podporuje vznik nových kmeňov, variantov označovaných anglicky ako escape mutants, ktoré sú schopné vyhnúť sa kolektívnej imunite a infikovať predtým imúnnych jedincov. Vznik nových kmeňov je známy ako náhrada alebo posun sérotypu - antigénový drift. V dôsledku vysokej kolektívnej imunity prevalencia špecifického (pôvodného) sérotypu klesá a tým sa vytvára priestor na jeho nahradenie inými sérotypmi.

Vírusy na molekulárnej úrovni unikajú kolektívnej imunite prostredníctvom antigénneho driftu, čo je stav, keď sa mutácie hromadia v časti vírusového genómu, ktorá kóduje povrchový antigén vírusu, typický proteín vírusovej kapsidy, čo spôsobuje zmenu vírusového epitopu. Alternatívne môže preskupenie oddelených segmentov vírusového genómu alebo antigénny posun, ktorý je bežnejší, keď je v obehu viac kmeňov, tiež produkovať nové sérotypy. Keď sa vyskytne ktorýkoľvek z nich, pamäťové T bunky už vírus nerozpoznávajú, takže ľudia nie sú imúnni voči dominantnému cirkulujúcemu kmeňu. V prípade chrípky aj norovírusu, epidémie dočasne indukujú imunitu, kým sa neobjaví nový dominantný kmeň, ktorý spôsobuje postupné vlny epidémií. Pretože tento vývoj predstavuje výzvu pre kolektívnu imunitu, vyvíjajú sa široko neutralizujúce protilátky a „univerzálne“ vakcíny, ktoré môžu poskytovať ochranu nad rámec špecifického sérotypu.

Počiatočné vakcíny proti Streptococcus pneumoniae významne obmedzili nosohltanový prenos sérotypov vakcíny (VT), vrátane typov rezistentných na antibiotiká len aby boli úplne kompenzované zvýšeným prenosom nevakcínových sérotypov (NVT). To však neviedlo k úmernému zvýšeniu výskytu chorôb, pretože NVT boli menej invazívne ako VT. Odvtedy boli zavedené pneumokokové vakcíny, ktoré poskytujú ochranu pred vznikajúcimi sérotypmi, a úspešne bojujú proti ich vzniku. Možnosť budúceho posunu zostáva, takže ďalšie stratégie na riešenie tohto problému zahŕňajú rozšírenie pokrytia VT a vývoj vakcín, ktoré používajú buď usmrtené celé bunky, ktoré majú viac povrchových antigénov, alebo proteíny prítomné vo viacerých sérotypoch.

Eradikácia chorôb

Kravský mor, „mliečna horúčka“ rok 1982. Posledný potvrdený prípad moru dobytka sa vyskytol v Keni v roku 2001 a táto choroba bola oficiálne vyhlásená za vyhubenú v roku 2011.

Ak bola v populácii dostatočne dlho vytvorená a udržiavaná kolektívna imunita, choroba sa nevyhnutne odstráni – už nedochádza ani len k ojedinelým prenosom. Ak sa eliminácia dosiahne na celom svete a počet prípadov sa trvalo zníži na nulu, potom možno chorobu vyhlásiť za úplne vyhubenú. Eradikáciu možno teda považovať za konečný účinok alebo konečný výsledok iniciatív v oblasti verejného zdravia na kontrolu šírenia infekčných chorôb - ich úplné vyhubenie.

Medzi výhody eradikácie patrí postupné celkové odstránenie chorobnosti a úmrtnosti spôsobenej touto chorobou, finančné úspory pre jednotlivcov, poskytovateľov zdravotnej starostlivosti a vlády a umožňuje použiť zdroje na kontrolu iných chorôb. K dnešnému dňu boli pomocou kolektívnej imunity a očkovania celosvetovo zlikvidované dve choroby: hovädzí mor a kiahne. V súčasnosti prebieha úsilie o likvidáciu detskej obrny, ktoré sa spolieha na kolektívnu imunitu, aj keď to sťažujú občianske nepokoje a nedôvera v modernú medicínu. Povinné očkovanie môže byť prospešné v úsilí o eradikáciu chorôb len ak sa nechá zaočkovať dostatočný počet ľudí.

Problém čierneho pasažiera (superšíriteľa)

Kolektívna imunita je veľmi citlivá na existenciu tzv. čierneho pasažiera (angl. free rider = voľný jazdec). Jedinci, ktorým chýba imunita, vrátane tých, ktorí sa rozhodli neočkovať sa, môžu zničiť už vytvorenú kolektívnu imunitu. Ako sa počet čiernych pasažierov v populácii zvyšuje, ohniská chorôb, ktorým sa dá predchádzať, sú stále častejšie a závažnejšie v dôsledku straty kolektívnej imunity. Jednotlivci sa môžu rozhodnúť "jazdiť načierno" alebo váhať s očkovaním z rôznych dôvodov, vrátane presvedčenia, že očkovacie látky sú neúčinné, alebo obavy, že riziká súvisiace s očkovacími látkami sú väčšie ako riziká spojené s infekciou. Ďalšie dôvody môžu byť: nedôvera voči očkovacím látkam alebo predstaviteľom verejného zdravotníctva, stádovité myslenie (ang. bandwagon effect) alebo skupinové myslenie (ang. groupthink), sociálne obmedzenia alebo tlak kolegov a náboženské presvedčenie. Niektorí jedinci sa rozhodnú neočkovať sa, ak sú presvedčení, že miera zaočkovania ostatných, teda imúnnych je už podľa ich názoru dostatočná a práve ich očkovanie nemusí byť potrebné.

Kolektívna imunita, COVID, odmietanie očkovania a jeho dôsledky

Podľa WHO kolektívna imunita proti COVID-19 by sa mala dosiahnuť ochranou ľudí očkovaním a nie ich vystavením patogénu COVID (prirodzené premorenie). Pochybnosti o očkovaní sa začali na Slovensku rozširovať po roku 2000 a mali podobnú motiváciu ako majú čierni pasažieri. Existujú ľudia, ktorí nielen pochybujú ale majú odpor voči očkovaniu - nedajú sa zaočkovať (nazývaní sú aj v slovenčine ako antivaxeri, anglicky anti-vaxxers), ale aj ľudia, ktorý odpor proti očkovaniu považujú za ideológiu, protestné hnutie (antivax hnutie) a bojujú za právo neočkovať sa a proti očkovaniu ostatných.

Cieľom očkovania počas pandémie COVID-19 na Slovensku bolo pôvodne zaočkovať 60 - 70 percent ľudí. Na otázku z čoho vychádzajú tieto čísla odpovedal popredný slovenský odborník Vladimír Krčméry: Dve tretiny sú 66,6% plus skúsenosť z iných epidémií volá po troch štvrtinách (75%). Pri tzv. detských chorobách potrebujeme vyše 90 percent – napríklad pri osýpkach.

Nižšie je vysvetlený mechanizmus a teoretický základ ochrany pred infekciou získavaním kolektívnej imunity. Výsledkom, pri využití stanovených podmienok, je vypočítaný prah kolektívnej imuty HIT. Pre variant alfa (predtým "britský") ktorého základné reprodukčné číslo bolo odhadované na 2,5 vychádza podľa vzorca prahové zaočkovanie HIT na 66%. (R = 2,5, vychádza HIT=1- 1/R = (R - 1)/R = 1,5/2,5 = 2/3). Iné choroby a varianty sú v tabuľke nižšie.

Mechanizmus

Jedinci, ktorí sú imúnni voči chorobe, pôsobia ako bariéra v šírení choroby, spomaľujú alebo predchádzajú jej prenosu na ostatných. Imunitu jednotlivca je možné získať prirodzene infekciou alebo umelými prostriedkami, ako je napríklad očkovanie. Keď sa kritická časť populácie stane imúnnou, čo sa nazýva prah kolektívnej imunity (angl. HIT - Herd immunity threshold), choroba v populácii už nemusí pretrvávať a prestáva byť endemická.

Teoretický základ pre kolektívnu imunitu všeobecne predpokladá, že vakcíny navodzujú dostatočnú imunitu, že populácie sa náhodne miešajú, že patogén sa nevyvíja tak, aby sa vyhol imunitnej odpovedi a že neexistuje žiadny iný ako ľudský vektor pre chorobu.

Teoretický základ

Exponenciálny graf prahu imunity vs. základné reprodukčné číslo pri vybraných chorobách

Prah kolektívnej imunity (angl. HIT) je kritická alebo prahová hodnota v danej populácii, pri ktorej choroba dosiahne endemický ustálený stav, čo znamená, že úroveň infekcie nerastie ani neklesá. Na obrázku je exponenciálny graf prahu imunity (HIT) pre základné reprodukčné číslo pri vybraných chorobách, z ktorého vidieť aké je rozpätie bodov pre danú chorobu (a jej R ₀). Prahová hodnota (HIT) môže byť vypočítaná z efektívneho reprodukčného čísla _Re, ktoré sa získa tým, že súčin základného reprodukčného číslo R _0, priemerný počet nových infekcií spôsobených každým jedným prípadom v úplne vnímavej (náchylnej) populácii, ktorá je homogénna, alebo dobre zmiešaná, čo znamená, že každý jednotlivec rovnako pravdepodobne príde do kontaktu s akýmkoľvek iným vnímavým jedincom v populácii, a S, podielom populácie náchylnej na infekciu má byť rovná 1, teda:

$R_{0}\cdot S=1.$

Čo inými slovami znamená, že sa dosiahne stav, keď jeden infikovaný infikuje práve jedného náchylného. (Na konci výpočtu stačí potom aby prah bol nad touto hranicou.)

S môže byť prepísané ako (1 - p ), kde p je podiel populácie, ktorá je imúnna, takže p + S sa rovná jednej. Potom môže byť rovnica prepísaná tak aby sa osamostatnilo p:

$R_{0}\cdot (1-p)=1,$

$1-p={\frac {1}{R_{0}}},$

$p_{c}=1-{\frac {1}{R_{0}}}.$

Keďže p je na ľavej strane rovnice, môže byť premenované na p_c, čo predstavuje kritický podiel populácie potrebnej na imunitu na zastavenie prenosu chorôb, ktorý je rovnaký ako „prah kolektívnej imunity“ HIT. R ₀ funguje ako miera nákazlivosti. Nízke hodnoty R ₀ sú spojené s nižšími mierami zaočkovanosti (HIT), vyššie R ₀ majú za následok vyššie HIT. Napríklad HIT pre ochorenie s R ₀ = 2 je teoreticky len 50%, vzhľadom k ochoreniu s R _{0 =} 10 s teoretickým HIT 90%.

Ak efektívne reprodukčné číslo R _e nákazlivého ochorenia sa zníži a trvalo udrží pod 1, znamená to, že infekcia nového jedinca je menej pravdepodobná a počet prípadov, vyskytujúcich sa v populácii sa postupne znižuje, až kým nie je choroba odstránená úplne. Ak je populácia voči chorobe imúnna v miere presahujúcej HIT tejto choroby, počet prípadov sa zníži rýchlejšie, výskyt ohnísk je ešte menej pravdepodobný a ohniská, ktoré sa vyskytnú, sú menšie, ako by boli inak. Ak R _e sa zvýši na hodnotu vyššiu ako 1, potom choroba nie je ani v rovnovážnom stave, ani nemá klesajúci výskyt, ale aktívne sa šíri populáciou a počet infikovaných ľudí sa zväčšuje.

Predpokladom týchto výpočtov je, že populácie sú homogénne alebo dobre zmiešané, čo znamená, že každý jednotlivec rovnako pravdepodobne príde do kontaktu s akýmkoľvek iným jednotlivcom, hoci v skutočnosti sú populácie lepšie opísané ako sociálne siete, pretože jednotlivci majú tendenciu sa zoskupovať a zostávať v relatívne tesnom kontakte s obmedzeným počtom ďalších jednotlivcov. V týchto sieťach dochádza k prenosu iba medzi tými, ktorí sú si navzájom geograficky alebo fyzicky blízki. Tvar a veľkosť siete pravdepodobne zmení HIT choroby, takže výskyt bude buď viac alebo menej častý.

V heterogénnych populáciách sa R ₀ považuje za mieru počtu prípadov generovaných „typickou“ infekčnou osobou, ktorá závisí od toho, ako jednotlivci v sieti navzájom interagujú. Interakcie v sieťach sú bežnejšie než medzi sieťami, pričom v takom prípade najsilnejšie prepojené siete prenášajú choroby jednoduchšie, čo má za následok vyššie R ₀ a vyššie HIT, ako by sa vyžadovalo v menej prepojenej sieti. V sieťach, ktoré sa buď nerozhodnú stať imúnnymi, alebo nie sú dostatočne imunizované, môžu choroby pretrvávať napriek tomu, že v lepšie imunizovaných sieťach už choroby neexistujú.

Overshoot efekt

Kumulatívny počet jedincov, ktorí sa nakazia v priebehu prepuknutia choroby, môže prekročiť počet chorých, ktorý by mal zabezpečiť dosiahnutie imunitného prahu HIT. Dôvodom je, že HIT nepredstavuje bod, v ktorom sa choroba prestane šíriť, ale bod, v ktorom každá infikovaná osoba nakazí v priemere menej ako jednu ďalšiu osobu. Keď sa dosiahne HIT, počet ďalších infekcií neklesne okamžite na nulu ale klesá postupne. Prebytok kumulatívneho podielu infikovaných osôb oproti teoretického stavu s HIT sa nazýva overshoot efekt.

Index nákazlivosti niektorých známych infekčných chorôb

Tabuľka je prevzatá z českej wikipédie a len pre COVID doplnená z anglickej.

Index nákazlivosti niektorých známych infekčných chorôb R0 a prah kolektívnej imunity - HIT

choroba	spôsob prenosu	R 0	HIT
osýpky	vzduchom	12-18	92–94%
ovčie kiahne	vzduchom	10-12	90–92%
mumps	kvapôčkami	10-12	90–92%
detská obrna	fekáliami, slinami	5-7	80–86%
rubeola	kvapôčkami	5-7	80–86%
čierny kašeľ	kvapôčkami	5,5	82%
pravé kiahne	kvapôčkami	3,5-6	71–83%
HIV / AIDS	telesnými tekutinami	2-5	50–80%
SARS	kvapôčkami	2-5	50–80%
záškrt	slinami	1,7-4,3 priemer 2,6	62% (41–77%)
covid-19	všeobecne pôvodne	1,4-3,9 priemer 2,87	65% (58–71%)
covid-19 variant alfa (predtým "britský")	kvapôčkami a vzduchom	4–5	75–80%
covid-19 beta ("juhoafrický")	kvapôčkami a vzduchom
covid-19 gama (detekovaný v Brazílii)	kvapôčkami a vzduchom
covid-19 delta ("indický")	kvapôčkami a vzduchom	5 - 8	80–88%
chrípka( Španielska chrípka, 1918-1920)	kvapôčkami	1,4-2,8
ebola( Epidémie v západnej Afrike, 2013-2016)	telesnými tekutinami	1,5-2,5	44% (31–44%)
chrípka( Mexická prasacia chrípka, 2009-2010)	kvapôčkami	1,4-1,6
chrípka(sezónne epidémie)	kvapôčkami	0,9-2,1 priemer 1,3	23% (17–29%)
MERS	kvapôčkami	0,3-0,8	0%

Podpora imunity

Očkovanie

Primárnym spôsobom ako zvýšiť úroveň imunity v populácii, je očkovanie. Moderné vakcíny poskytujú ochranu oveľa bezpečnejším spôsobom ako prekonanie infekcie, pretože vakcíny spravidla nespôsobujú choroby, pred ktorými chránia a závažné nežiaduce účinky sú menej časté ako komplikácie spôsobené prekonaním infekcie.

Imunitný systém nerozlišuje medzi prírodnými infekciami a očkovaním a na obidve tvorí aktívnu imunitnú odpoveď, takže imunita vyvolaná očkovaním je podobná tej, ktorá by nastala pri ochorení a zotavovaní sa z choroby. Na dosiahnutie kolektívnej imunity prostredníctvom očkovania sa výrobcovia vakcín zameriavajú na výrobu vakcín s nízkou chybovosťou, tak aby podporovali ich používanie. Po úspešnom zavedení a rozšírenom používaní vakcíny je možné pozorovať prudký pokles výskytu chorôb, pred ktorými chráni, čo znižuje počet hospitalizácií a úmrtí spôsobených týmito chorobami.

Za predpokladu, že vakcína je 100% účinná, potom v rovnici pre výpočet prahu kolektívnej imunity HIT môže byť použitá hladina očkovanie potrebná k eliminácii ochorenia označená ako V_c. Očkovacie látky sú však zvyčajne nedokonalé, takže skutočná účinnosť, E očkovacej látky musí byť zohľadnená:

$V_{c}={\frac {1-{\frac {1}{R_{0}}}}{E}}.$

Z tejto rovnice možno vidieť, že ak je E menšie ako (1 - 1/ R ₀ ), potom nie je možné odstrániť chorobu, aj keď bude zaočkovaná celá populácia. Podobne, zníženie imunity vyvolanej vakcínou, vyžaduje vyššie úrovne posilňovacej vakcinácie (boost) na udržanie kolektívnej imunity. Ak choroba prestane byť v populácii endemická, potom prirodzené infekcie už neprispievajú k zníženiu časti vnímavej časti populácie. K tomuto zníženiu potom prispieva iba očkovanie. Vzťah medzi pokrytím populácie vakcínou, jej účinnosťou a incidenciou chorôb možno dostaťť odčítaním súčinu účinnosti vakcíny a podielu zočkovanej populácie p _v, od rovnice prahu kolektívnej imunity nasledovne:

Zaočkovanie vakcínou proti osýpkam a hlásené prípady osýpok v krajinách východného Stredozemia. Ako sa začkovanie zvyšovalo, počet prípadov klesal.

$\left(1-{\frac {1}{R_{0}}}\right)-(E\times p_{v}).$

Z tejto rovnice možno zistiť, že za predpokladu, že všetky ostatné premenné zostanú konštantné („ ceteris paribus “), akékoľvek zvýšenie Zvýšenie zaočkovanosti p_c alebo účinnosti očkovacej látky E, zrýchľuje dosiahnutia (a prekročenia) HIT choroby a ďalej znižuje počet prípadov ochorenia. Rýchlosť poklesu počtu prípadov závisí od R ₀ choroby, pričom choroby s nižšími hodnotami R ₀ majú prudší pokles.

Vakcíny majú zo zdravotných dôvodov pre konkrétnu populáciu zvyčajne najmenej jednu kontraindikáciu, ale ak sú účinnosť aj pokrytie dostatočne vysoké, kolektívna imunita môže týchto jedincov chrániť. Účinnosť očkovacej látky je často, ale nie vždy, nepriaznivo ovplyvnená pasívnou imunitou takže pri niektorých očkovacích látkach sa odporúčajú ďalšie dávky, zatiaľ čo iné sa podávajú až potom, čo jedinec stratí pasívnu imunitu.

Pasívna imunita

Individuálnu imunitu je možné získať aj pasívne, keď sa protilátky proti patogénu prenášajú z jedného jedinca na druhého. K tomu môže dôjsť prirodzene, pričom materské protilátky, predovšetkým protilátky imunoglobulínu G, sa prenášajú cez placentu a v mledzive plodom a novorodencom. Pasívnu imunitu je možné získať aj umelo, keď sa injekčne podajú protilátky zo séra alebo plazmy imunitnej osoby.

Ochrana vytvorená z pasívnej imunity je okamžitá, ale klesá v priebehu týždňov až mesiacov, takže akýkoľvek príspevok ku kolektívnej imunite je dočasný. V prípade chorôb, ktoré sú obzvlášť závažné u plodov a novorodencov, ako je chrípka a tetanus, je možné imunizovať tehotné ženy s cieľom prenosu protilátok na dieťa. Rovnakým spôsobom môžu vysokorizikové skupiny, u ktorých je väčšia pravdepodobnosť infekcie alebo u ktorých je väčšia pravdepodobnosť vzniku komplikácií spôsobených infekciou, dostávať protilátkové prípravky na prevenciu týchto infekcií alebo na zníženie závažnosti symptómov.

Analýza nákladov a výnosov

Kolektívna imunita sa často zohľadňuje pri analýze nákladov a prínosov očkovacích programov. Považuje sa to za pozitívnu externalitu vysokých úrovní imunity, ktorá prináša ďalší prínos zníženia chorôb, ktorý by nenastal, keby sa v populácii nevytvorila kolektívna imunita. Zahrnutie kolektívnej imunity do analýz nákladov a výnosov má teda za následok priaznivejšiu efektívnosť nákladov alebo pomer nákladov a výnosov a zvýšenie počtu prípadov chorôb, ktorým sa dá zabrániť očkovaním. Návrhy štúdií vykonané pre odhad prospechu kolektívnej imunity zahŕňajú zaznamenávanie výskytu chorôb v domácnostiach s očkovaným členom, randomizáciu populácie v jednej geografickej oblasti, ktorá má byť očkovaná alebo nie a sledovanie výskytu chorôb pred a po začatí očkovacieho programu. Zo štúdií vyplýva, že výskyt chorôb sa môže znížiť na úroveň presahujúcu to, čo je možné predpovedať iba z priamej ochrany, čo naznačuje, že k zníženiu prispela kolektívna imunita. Ak sa počíta aj s náhradou sérotypu, znižuje to predpokladaný prínos očkovania.

História

Prípady osýpok v USA pred a po tom, čo očkovania proti osýpkam začali (medzi rokmi 1963 až 1968).

Pojem „imunita stáda“ (herd imunity) prvýkrát použil v roku 1894 americký veterinárny vedec a potom vedúci úradu pre živočíšny priemysel amerického ministerstva poľnohospodárstva Daniel Elmer Salmon na opis zdravej vitality a odolnosti voči chorobám dobre kŕmených stád ošípaných. "Imunita stáda" bola uznaná ako prirodzene sa vyskytujúci jav v 30. rokoch 20. storočia, keď A. W. Hedrich publikoval výskum epidemiológie osýpok v Baltimore a všimol si, že potom, čo sa mnohé deti stali voči osýpkam imúnne, počet nových infekcií sa dočasne znížil, a to aj u ostatných detí. Napriek týmto znalostiam boli snahy o kontrolu a odstránenie osýpok neúspešné, kým sa v šesťdesiatych rokoch minulého storočia nezačalo hromadné očkovanie vakcínou proti osýpkam. Hromadné očkovanie, diskusie o eradikácii chorôb a analýzy nákladov a prínosov očkovania následne podnietili k širšiemu používaniu pojmu kolektívna imunita. V 70 -tych rokoch bol vyvinutý výpočet prahu kolektívnej imunity. Počas kampane na eradikáciu kiahní v 60. a 70. rokoch minulého storočia začala prax kruhového očkovania, ku ktorému neodmysliteľne patrí kolektívna imunita, ako spôsob imunizácie každej osoby v „kruhu“ okolo infikovaného jedinca, aby sa zabránilo šíreniu ohnisiek.

Od prijatia hromadnej a kruhovej vakcinácie nastali sa objavili nové výzvy pre kolektívnu imunitu. Modelovanie šírenia infekčných chorôb pôvodne tvorilo niekoľko predpokladov, a to, že celé populácie sú náchylné a dobre zmiešané, čo v skutočnosti nie je pravda, preto boli vyvinuté presnejšie rovnice. V posledných desaťročiach sa uznáva, že dominantný kmeň mikroorganizmu v obehu sa môže meniť v dôsledku klolektívej imunity, buď kvôli jej evolučnému tlaku alebo preto, že kolektívna imunita proti jednému kmeňu umožnila rozšírenie iného už existujúceho kmeňa. Vznikajúce alebo pretrvávajúce obavy a spory o očkovanie znížili alebo odstránili kolektívnu imunitu v určitých komunitách, čo umožňuje chorobám, ktorým sa dá predchádzať, v týchto komunitách pretrvávať alebo sa do nich vracať.

Pozri tiež

• Očkovanie

Externé odkazy

• TOPLEY, W. W. C.; WILSON, G. S.. The Spread of Bacterial Infection. The Problem of Herd-Immunity. Journal of Hygiene, 1923-05, roč. 21, čís. 3, s. 243–249. Dostupné online [cit. 2021-09-10]. ISSN 0022-1724. DOI: 10.1017/S0022172400031478. (po anglicky)
• Vizuálna simulácia imunity stáda, ktorú napísal Shane Killian a upravil Robert Webb
• Simulácia imunity stáda

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Herd immunity na anglickej Wikipédii.