Концепция коллективного иммунитета основана на понимании вирусных патогенов как внутриклеточных паразитов, которым для размножения требуется организм-хозяин. Если достаточное количество людей невосприимчиво к инфекции, вирус не сможет передаваться восприимчивым людям и исчезнет. Когда достаточная часть населения обладает иммунитетом и за счет этого препятствует распространению вируса, эта популяция достигает порога коллективного иммунитета, и вспышки инфекции прекращаются.
Коллективный иммунитет никогда не достигался с помощью естественных инфекций. Он возможен только в глобальном масштабе путем массовой вакцинации. Оспа и полиомиелит циркулировали среди населения на протяжении веков, однако естественное инфицирование так и не привело к порогу коллективного иммунитета. Эти инфекции удалось победить только с помощью кампаний вакцинации, на которые потребовались годы усилий и инвестиций.
Термин «коллективный иммунитет» придумали в начале 20-го века ветеринары во время эпидемии «заразных выкидышей» в стадах крупного рогатого скота и овец. К 1950-м годам этот термин применялся к недавно разработанным вакцинам и их возможности предотвращать в масштабах популяции такие широко распространенные вирусные заболевания как полиомиелит. До недавнего времени термин «коллективный иммунитет» обычно относился к популяционному иммунитету, приобретенному в результате вакцинации.
Недавнее возвращение этого термина к его первоначальному значению – иммунитет, приобретенный в результате инфекции или иммунизации, – породило множество неправильных представлений о том, как можно достичь порога коллективного иммунитета для SARS-CoV-2. С помощью естественной инфекции быстро достичь коллективного иммунитета невозможно, отчасти из-за взаимосвязи между порогом коллективного иммунитета и основным репродуктивным числом R0.
R0 измеряет среднее количество зараженных одним инфицированным человеком людей в полностью восприимчивой популяции. Математически порог коллективного иммунитета определяется как 1 – 1/R0. Учитывая, что оценки R0 на протяжении всей пандемии SARS-CoV-2 во всем мире варьировались от 2 до 3 при отсутствии мер по снижению передачи, порог коллективного иммунитета оценивается в диапазоне 50–67% – такая доля людей должна обладать иммунитетом, чтобы эпидемия в популяции прекратилась.
Однако R0 определяется не только вирусной инфекционностью и вирулентностью. Вмешательства, направленные на снижение передачи вируса, могут существенно снизить R0, как и многие факторы, влияющие на восприимчивость к вирусу, включая генетические особенности, распределение рецепторов и иммунный статус организма. Более того, даже полностью восприимчивые к вирусу группы населения не остаются с течением времени полностью восприимчивыми, поскольку вирус распространяется среди населения.
Для SARS-CoV-2 R0 варьируется в зависимости от страны, региона и противоэпидемических мер, применяемых в этих местах. Хотя Соединенные Штаты лидируют по количеству случаев COVID-19, исследования показали, что после первого всплеска коронавируса весной 2020 года доля людей с антителами к SARS-CoV-2 была менее 10%. Текущие оценки Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) показывают, что доля людей с антителами в Соединенных Штатах не превышает 20–25% в штатах с наиболее высокой заболеваемостью, таких как Нью-Йорк, и намного ниже в остальной – большей части страны.
Низкая доля людей с антителами к SARS-CoV-2 показывает, что большинство людей не подвергались воздействию коронавируса. Для достижения коллективного иммунитета через естественную инфекцию потребуется как минимум удвоение или утроение числа случаев заражения и как минимум 2–3 года, а, возможно, и больше, если передача инфекции в сообществе снизится. Поскольку в Соединенных Штатах от COVID-19 умерли более 270000 человек, а миллионы людей сообщают о стойких долгосрочных симптомах после выздоровления, попытки достичь коллективного иммунитета через естественную инфекцию будут катастрофическими.
Если для достижения порога коллективного иммунитета полагаться на естественную инфекцию, а не на вакцинацию, нужно предположить, что инфекция и вакцинация вызывают сопоставимые иммунные ответы с аналогичной устойчивостью. Однако появляется все больше свидетельств того, что это не так. Многие патогенные вирусы, включая SARS-CoV-2, подавляют активность интерферонов I типа – белков иммунной системы, которые вызывают врожденные противовирусные реакции и имеют решающее значение как для подавления репликации вируса, так и для создания устойчивого приобретенного иммунитета. По сравнению с вирусом гриппа A инфекция SARS-CoV-2 значительно подавляет интерфероны I и III типов in vivo. Системное подавление интерферона I типа связано с тяжелой формой COVID-19 и лимфопенией.
Поскольку интерфероны I типа стимулируют поляризацию T-хелперов Th1, которая усиливает как нейтрализующие антитела, так и ответ Т-киллеров, разумно предположить, что подрыв этих реакций может ухудшить вирусный клиренс и развитие иммунологической памяти. Несмотря на то, что у большинства пациентов с COVID-19 развиваются определяемые реакции антител, многочисленные исследования показали, что титры сывороточных антител могут быстро снижаться в течение нескольких месяцев как для SARS-CoV-2, так и для других коронавирусов.
Коронавирус SARS-CoV-2 может привести к атипичным долгосрочным иммунным ответам. Недавнее исследование показало истощение фолликулярных CD4+ Т-клеток и потерю зародышевых центров в лимфатических узлах и селезенке пациентов, умерших от COVID-19. Это сопровождалось сокращением количества фолликулярных B-клеток. Поскольку фолликулярные CD4+ Т-клетки (Т-хелперы) в зародышевых центрах необходимы для дифференцировки В-клеток памяти, это открытие предполагает, что существует механизм, с помощью которого SARS-CoV-2 может нарушить развитие длительного и устойчивого иммунитета.
Вакцины не вызывают инфекции SARS-CoV-2, поэтому не будут уклоняться от врожденного или приобретенного иммунитета или подавлять иммунный ответ. Хотя некоторые из вакцин представляют собой вакцины с вирусным вектором, они проходят прерванный непатогенный цикл репликации и не подавляют иммунный ответ. Данные испытаний вакцин показывают, что в то время как при естественном течении коронавируса SARS-CoV-2 организм вырабатывает широкий спектр антител, вакцинация неизменно дает нейтрализующие титры антител, сравнимые с самыми высокими титрами, наблюдаемыми у выздоравливающих пациентов.
Пока нет данных о долговечности иммунитета к коронавирусу после вакцинации. Однако иммунные ответы, вызываемые вакцинами, принципиально отличаются от ответов, вызываемых естественной инфекцией. Таким образом, достижение коллективного иммунитета с помощью вакцинации, а не инфекции, не только произойдет быстрее и со значительно меньшей заболеваемостью и смертностью, но и, вероятно, приведет к усилению функциональной иммунной защиты в течение более длительного времени.
Хотя для распространения вакцин и преодоления страха перед вакцинацией потребуются месяцы огромных усилий, вакцинация все равно поможет достичь порога коллективного иммунитета гораздо быстрее, чем позволяет естественная инфекция. Вакцины могут вызывать более устойчивые, продолжительные и лучшие защитные иммунные реакции, чем инфекция. Десятилетия исследований демонстрируют, что вакцины являются безопасным и высокоэффективным средством предотвращения широко распространенных инфекционных заболеваний и единственным приемлемым с моральной и научной точки зрения подходом к достижению коллективного иммунитета в национальном и мировом масштабе.
Первоисточник
Vaccination Is the Only Acceptable Path to Herd Immunity
