Ученые выяснили, когда самая эффективная защита от инфекций дает сбой

МОСКВА, 4 июн — РИА Новости, Татьяна Пичугина. В Москве более чем у 14 процентов протестированных выявили антитела к SARS-CoV-2, сообщила заместитель мэра Анастасия Ракова. По ее мнению, это говорит о росте популяционного иммунитета. РИА Новости разбиралось, способен ли он защитить все население, особенно группы риска, во время второй волны эпидемии.

В теории просто

Термин herd immunity (дословно — стадный иммунитет) ввели в оборот ученые из Университета Манчестера почти сто лет назад. Они заражали мышей сальмонеллой и смотрели, как быстро распространяется инфекция. Выяснилось, что в вольерах, где много животных с выработанной защитой, эпидемия замедлялась, снижалась и смертность. Переболевшие грызуны не заражались сами и не передавали инфекцию другим.

В те годы для мира важно было защищаться от недугов, губивших большое число детей, — дифтерии (вызывается бактерией), натуральной оспы, полиомиелита. Идеей herd immunity доказывали необходимость массовой вакцинации. Прививки вызывают в организме пожизненный иммунный ответ, человек не сможет заболеть и передать инфекцию. Если прививать всех поголовно, болезнь исчезнет.

Стадный иммунитет — единственное средство сдержать распространение таких напастей, как корь, краснуха, свинка. Наблюдения показали: вспышки фиксируются в популяциях с критическим числом невосприимчивых к этим инфекциям людей — непривитых или неболевших, например, в случае с ветряной оспой.

В 1970-е годы математики предложили простую модель для расчета популяционного иммунитета. Главный параметр — индекс репродукции R₀, показывающий, скольких в среднем может заразить один инфицированный. Допустим, показатель равен двум, тогда один заражает двух, каждый из них, в свою очередь, еще двух и так далее. Но если у одного в паре есть иммунитет к инфекции, на нем цепочка обрывается. Сколько таких должно быть в популяции, чтобы избежать вспышки, подсчитывают по формуле (R₀ − 1)/R₀. В нашем примере — половина.

Чем больше R₀, тем заразнее болезнь, тем значительнее должна быть доля иммунизированных, чтобы сформировалась коллективная защита. Для кори R₀ = 18, значит, стадный иммунитет начинает действовать, когда привиты 95 процентов населения. А для гриппа этот индекс — всего 1,8. Но поскольку массовой вакцинации от вирусов этой группы нет, то чаще всего власти выбирают стратегию адресной прививочной кампании — только в слоях, служащих источником распространения. В 1990-е годы в Японии обязательные прививки от гриппа делали в школах. Это снизило заболеваемость и смертность среди пожилого населения.

© Иллюстрация РИА Новости . Microbiology Society

Как формируется коллективный иммунитет: 1 — один инфицированный заражает двоих, 2 — в популяции часть людей привита, поэтому один инфицированный заражает только одного, 3 — в такой упрощенной модели достаточно вакцинировать половину людей, чтобы появилась коллективная защита

Модель усложняется

Натуральную оспу полностью удалось искоренить к концу 1970-х. А вот полиомиелит и корь, несмотря на массовую вакцинацию новорожденных в течение полувека, — нет. Почему? Как оказалось, herd immunity — более сложное, чем считали теоретики, и не всегда срабатывающее явление, чему есть ряд объяснений британских исследователей.

Не у каждого прививка вызывает одинаково сильный иммунный ответ, обязательно найдутся те, у кого защита сформировалась слабо или ее нет совсем. В таких случаях, чтобы сработал стадный иммунитет, нужно иммунизировать больше, чем показывают расчеты.

Еще одна проблема — разное поведение людей внутри и между группами, например, возрастными, что влияет на скорость заражения. Тогда R₀ становится сложной функцией, принимающей приблизительные значения.

Кроме того, в моделях по умолчанию принимают, что людей прививают случайным образом. Если же вакцинация адресная — только среди групп риска, теоретически популяционный иммунитет можно получить меньшими усилиями, как, например, при сезонном гриппе. Однако это может не сработать, если в одном месте сосредоточится большое число подверженных заражению. И тут уж вспышки не избежать. Это и происходит в случае с корью и полиомиелитом, распространяющимися в последние годы в религиозных общинах и сообществах "антипрививочников".

Сложно учитывать и "халявщиков" — тех, кто не прививается по разным соображениям. На их решение влияет множество факторов: нет денег, времени, боятся негативных последствий. Зная, что в обществе действует коллективный иммунитет, а значит, вероятность заразиться близка к нулю, такие люди рассчитывают за чужой счет обеспечить себе здоровье.

Коронавирус надолго

Когда началась эпидемия нового коронавируса, в большинстве стран ввели карантин, чтобы сдержать заражение, сгладить кривую роста числа инфицированных и не дать системе здравоохранения захлебнуться от наплыва тяжелых больных.

Но вот Швеция, например, оказалась в стороне. Хотя и не декларируя это прямо, власти выбрали стратегию достижения коллективного иммунитета. Учитывая, что для SARS-CoV-2 индекс репродукции приблизительно равен 2,5, чтобы достичь цели, получить иммунитет (то есть переболеть естественным путем, поскольку вакцины еще нет) должны примерно 60 процентов населения. В десятимиллионной стране — это более шести миллионов. Однако цена такого решения оказалась слишком высока. Главный эпидемиолог Андерс Тегнелл в интервью Sveriges Radio признал его ошибочность. На 3 июня официально в Швеции 41 тысяча заболевших, 4,5 тысячи погибших.

По опубликованным данным, во Франции на начало мая иммунизировано примерно 4,4 процента населения. Это очень далеко от достижения herd immunity.

В Москве показатель выше — 14 процентов, но он может измениться, когда появятся результаты тестирования на антитела по всей стране.

В недавней статье в Science ученые подсчитали, что коллективный иммунитет к коронавирусу в США будет достигнут к середине 2022 года. Возможно, и раньше, если разработают вакцину. Пока ее нет, нужно сохранять меры социального дистанцирования минимум еще два года — на тот случай, если вирус закрепится в популяции и станет сезонным.