COVID-19: Evaluacija imuniteta stada i zaštite od cjepiva

Kaže se da se imunitet stada na COVID-19 postiže kada je 67% populacije imuno na virus kroz infekciju i/ili cijepljenje, dok patogen ostaje dobro okarakteriziran (nemutiran) tijekom prijenosa u populaciji koja je dobro okarakterizirana. U slučaju infekcije SARS CoV-2, postizanje imuniteta stada je izazovno zbog pojave novih varijanti zabrinutosti (VoC), koje dovode do toga da VoC ne reagira na protutijela stvorena protiv roditeljskog soja. Podaci pokazuju da je Izrael možda postigao imunitet stada jer je dosegao brojku od 67.7% stanovništva koje je imuno, dok je u Ujedinjenom Kraljevstvu immuni populacija je 53.9%, a SAD 50.5%. Unatoč većoj stopi zaraze u Brazilu u početku, imunitet stada još uvijek nije postignut. To sugerira da se stanovništvo treba pridržavati socijalnog distanciranja, pranja ruku i nošenja maski, a treba pažljivo razmisliti o smjernicama za otključavanje i jednostavnosti ograničenja kako bi se spriječio bilo koji daljnji katastrofalni događaj od COVID-19. 

Kako bi se postigao “normalan” scenarij u kojem je svijet bio prije COVID-19, potrebno je razviti imunitet krda unutar populacije koji će ljudima omogućiti da se isele i slobodno lutaju kao i prije. Imunitet stada može se postići ili ako se ljudi prirodno zaraze virusom ili cijepljenjem određenog postotka ljudi. Pogledajmo kako cijepljenje i infekcija zajedno mogu dovesti do imuniteta stada i vratiti nas u život bez maski i socijalnog distanciranja kakav smo živjeli ranije. 

Imunitet stada^{1, 2} odnosi se na procjenu koliko ljudi mora biti cijepljeno ili zaraženo kako bi se osiguralo da se virus više ne prenosi na ljude. To znači da više ne postoje osjetljive osobe koje će dobiti infekciju i dalje je razmnožavati. Iako imunitet stada (P_I, udio populacije koja je imuna) može se izračunati na temelju jednostavne matematičke formule^{1, 2}, P_I = 1-1/R_o, gdje R_o (“R-ništa”) označava broj sekundarnih slučajeva uzrokovanih infekcijom, koji se također naziva osnovnim reprodukcijskim brojem kada se infekcija dogodi u imunološki naivnoj populaciji (populaciji koja nije zaražena ili cijepljena virusom). U slučaju SARS CoV-2, R_o procijenjeno je na oko 3, što znači da će svaka osoba u prosjeku zaraziti 3 osobe^{3, 4}. Zamjenom ovoga u gornjoj formuli dobivamo P_I brojka od 0.67 što znači da ako je 67% stanovništva ili zaraženo i/ili je cijepljeno, onda se kaže da je imunitet stada dosegnut.  

Znači li to da su zemlje poput Izraela postigle imunitet stada kao 67.7% (58.2% potpuno cijepljeno plus 9.5% zaraženih) stanovništva u Izraelu⁵ su imuni, dok će zemlje poput UK-a i SAD-a postići imunitet stada nakon što imaju 67% njihove populacije ili zaraženo i/ili je cijepljeno, što je trenutno na 53.9% (47.3% potpuno cijepljeno plus 6.6% zaraženo) u Ujedinjeno Kraljevstvo⁶i 50.5% (40.5% potpuno cijepljenih plus 10% zaraženih) u SAD-u⁷?  

Teško je odgovoriti na ovo pitanje jer izračun imuniteta stada (P_I) temelji se na pretpostavkama da je patogen dobro karakteriziran i da inficira dobro okarakteriziranu populaciju. Nažalost, oboje u ovom slučaju nije točno jer se radi o novom virusu, a populacija koja se inficira vrlo je heterogena. Dodatno je komplicirano činjenicom da se u populaciji pojavljuju nove varijante virusa SARS CoV-2 koje mogu, ali ne moraju reagirati na cjepivo na isti način kao izvorni soj virusa protiv kojeg je cjepivo osmišljeno. Štoviše, nove varijante virusa nisu niti iste i pogađaju sve zemlje. Dok Velika Britanija pretežno ima varijantu B.1.1.7, Indija, Singapur i druge zemlje imaju varijantu B1.617, Brazil ima varijantu B.1.351, P.1 i P.2, dok Bliski istok ima varijantu B.1.351 u dodatak ostalima. Znači li to da se više ljudi zarazi novim varijantama bez obzira na to što su cijepljeni protiv izvornog soja koji potiskuje R_o na veći broj? AR_o od 5 bi značilo da bi 80% populacije trebalo biti imuno kako bi se spriječila daljnja infekcija. Ipak, ove zemlje (Izrael, UK i SAD) počele su otključati i ukidati ograničenja na temelju činjenice da je najmanje 50% njihove populacije u potpunosti cijepljeno. Je li prerano u slučajevima UK i SAD-a kao P_I nije dosegao ni 67% na temelju jednostavnog izračuna s gore navedenim pretpostavkama? Izrael se još uvijek može pohvaliti da je dostigao ovu brojku. Međutim, došlo je do porasta broja slučajeva u Ujedinjenom Kraljevstvu ovog tjedna za 23.3% (u usporedbi s prethodnim tjednom) uz popratni porast i smrtnosti⁶, dok je u SAD-u ovaj tjedan zabilježen pad broja slučajeva za 22%.⁷ (u odnosu na prethodni tjedan). Podaci u sljedećih nekoliko mjeseci utvrdit će je li odluka ovih zemalja o otključavanju i ukidanju ograničenja bila točna ili ne? 

Uz sve ove čimbenike koji se odnose na složenost virusa (različiti sojevi) uz heterogenost populacije, nemoguće je predvidjeti točan P_I broj. Ovdje je vrijedno spomenuti stopu zaraze u Brazilu, jednoj od najteže pogođenih zemalja u početnim fazama infekcije COVID-19. Unatoč visokom postotku procijenjene seroprevalencije (76%)¹¹ u Manausu i 70% u Peruu¹², oboje svjedoče žestokom drugom valu. Iako se to dijelom može pripisati lakoći ograničenja i održanim izborima, za isto bi mogli biti odgovorni brojni drugi čimbenici. Jedna bi mogla biti precjenjivanje seroprevalencije koja je u lipnju 52.5. uočena na 2020%. Drugo bi moglo biti pojavljivanje novih i više prenosivih sojeva (P.1, P.2, B.1.351, B.1.1.7), svaki sa svojim jedinstvenim skupom mutacija koje uzrokuju visoku ozbiljnost bolesti. Treće, prisutnost ovih mutacija također može dovesti do izbjegavanja imunološkog odgovora nastalog protiv izvornog soja¹².  

Drugo je pitanje o učinkovitosti trenutno dostupnih cjepiva u smislu zaštite koju mogu ponuditi. Procjenjuje se da je u prosjeku učinkovitost cjepiva u smislu zaštite od smrti 72%⁸ što znači da postoji 28% šanse da pojedinac umre čak i nakon što je potpuno cijepljen (nakon uzimanja potrebnih doza cjepiva). Točnije, Pfizer-BioNTech BNT162b2 bio je 85% učinkovit nakon jedne doze, dok je cjepivo Oxford-AstraZeneca ChAdOx1-S bilo 80% učinkovito nakon jedne doze⁹. Oba ova cjepiva također su bila učinkovita protiv soja B.1.1.7⁹. Još jedna važna točka koju ovdje treba imati na umu je da cijepljenje ne znači da se nećete zaraziti uzročnikom, to znači da ćete biti zaštićeni kao što je gore spomenuto i da ćete razviti blage simptome bolesti ili nikakve simptome bolesti. Nadalje, još nema dokaza da je imunitet koji osigurava infekcija i/ili cjepiva protiv SARS CoV-2 dugotrajan ili ne?¹⁰ To znači da je potrebno uspostaviti odgovarajući nadzor, a program cijepljenja će se možda trebati proširiti ako je to slučaj. 

Osim postignuća od imunitet stada prema populaciji infekcijom i na temelju potpunog cijepljenja, određeni pojedinci još uvijek će vjerojatno biti zahvaćeni i patiti od morbiditeta ili čak smrtnosti pripisane COVID-19. Takve se osobe mogu identificirati pomoću elektroničkih zdravstvenih kartona (EHR) i pružiti odgovarajuću preventivnu skrb kako je opisano¹³. 

Ukratko, predviđanje imuniteta stada na SARS CoV-2 nepremostiv je izazov zbog prirode mutacija koje je virus stekao i koje ga čine prenosivijim zajedno s heterogenom populacijom koja je zaražena. Pretpostavlja se da sve do R_o postane bliža ili manja od 1 (što znači postizanje imuniteta stada od 100%), stanovništvo se treba i dalje pridržavati mjera socijalnog distanciranja, pranja ruku kad god je to moguće i nošenja maski u javnosti kako ne bi došlo do zaraze. To znači da bi zemlje trebale dobro razmisliti prije nego što odluče ublažiti ograničenja prije postizanja 100% imuniteta stada (sa sigurnije strane) kako bi se izbjegle još katastrofalni događaji uzrokovani COVID-19.  

***

Reference 

1. McDermott A. Osnovni koncept: Imunitet stada važan je — i često pogrešno shvaćen — javnozdravstveni fenomen. Proc. Natl. Akad. Sci. 118 (21), (2021). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2107692118 

2. Kadkhoda K. Imunitet stada na COVID-19: privlačno i neuhvatljivo, 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. Reproduktivni broj COVID-19 veći je u usporedbi s koronavirusom SARS-a. J Travel Med. 2020. ožujka 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. Reproduktivni broj koronavirusa: sustavni pregled i meta-analiza na temelju dokaza na globalnoj razini. PLoS One 15, (2020.). Objavljeno: 11. studenog 2020. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0242128 

5. Ministarstvo zdravlja Izraelske vlade. Priopćenje za javnost – Izrael će ukinuti sva ograničenja u vezi s koronavirusom. Datum objave 23.05.2021. Dostupno online na https://www.gov.il/en/departments/news/23052021-02 

6. Gov.UK – Koronavirus (COVID-19) u UK. Dostupno online na https://coronavirus.data.gov.uk 

7. CDC Praćenje podataka o COVID-u – Cijepljenje protiv COVID-19 u Sjedinjenim Državama. Dostupno online na  https://covid.cdc.gov/covid-data-tracker/#vaccinations 

8. Jablonska K, Aballea S, Toumi M. Utjecaj cijepljenja u stvarnom životu na smrtnost od COVID-19 u Europi i Izraelu medRxiv (2021). DOI:https://doi.org/10.1101/2021.05.26.21257844 

9. Učinkovitost cjepiva Pfizer-BioNTech i Oxford-AstraZeneca na simptome povezane s covid-19, prijeme u bolnicu i smrtnost kod starijih odraslih osoba u Engleskoj: negativna studija slučaj-kontrola BMJ, 373, (2021). DOI: https://doi.org/10.1136/bmj.n1088 

10. Pennington T H. Imunitet stada: može li pandemiju COVID-19 dovesti do kraja? Buduća mikrobiologija, 16 (6), (2021). DOI: https://doi.org/10.2217/fmb-2020-0293 

11. Buss LF, Prete CA, Abrahim CM M i sur. Tri četvrtine stope napada SARS-CoV-2 u brazilskoj Amazoni tijekom uglavnom neublažene epidemije. Znanost. 371, 288-292, (2020). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe9728 

12. Sabino E., Buss L., et al. 2021. Ponovno pojavljivanje COVID-19 u Manausu, Brazil, unatoč visokoj seroprevalenci. (2021.). DOI:https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00183-5 

13. Estiri H., Strasser ZH, Klann JG i sur. Predviđanje smrtnosti od COVID-19 pomoću elektroničke medicinske dokumentacije. npj Brojka. Med. 4, 15 (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41746-021-00383-x 

***