Порог коллективного иммунитета: как рассчитать и от чего он зависит

Порог коллективного иммунитета (ПКИ) — это минимальный процент населения, который должен иметь иммунитет к инфекционному заболеванию, чтобы его распространение прекратилось даже среди неиммунных лиц. Этот показатель является краеугольным камнем эпидемиологического планирования и позволяет оценить необходимый уровень вакцинации или естественного иммунитета для контроля над инфекцией. Понимание того, как рассчитывается порог коллективного иммунитета и какие факторы на него влияют, помогает формировать эффективные стратегии общественного здравоохранения и рационально распределять ресурсы.

Что такое базовое репродуктивное число и как оно связано с порогом коллективного иммунитета

Ключевым параметром для расчета порога коллективного иммунитета является базовое репродуктивное число (R₀). R₀ показывает, сколько человек в среднем заражает один инфицированный индивидуум в полностью восприимчивой популяции. Чем выше R₀, тем более заразна болезнь и тем сложнее ее контролировать. Формула для расчета порога коллективного иммунитета напрямую выводится из этого показателя: ПКИ = 1 – 1/R₀. Это означает, что для болезней с высоким R₀ требуется иммунизировать значительно большую долю населения, чтобы прервать цепи передачи.

Например, корь обладает одним из самых высоких значений R₀ — от 12 до 18. Подставив в формулу даже минимальное значение (12), получаем: 1 – 1/12 ≈ 0,92. Таким образом, для создания коллективного иммунитета против кори необходимо, чтобы иммунитетом обладало не менее 92% населения. Для гриппа, у которого R₀ колеблется от 1,5 до 2, порог будет значительно ниже: 1 – 1/2 = 0,5 (50%). Эта простая, но мощная формула лежит в основе всех программ вакцинации.

Факторы, влияющие на порог коллективного иммунитета

Расчет порога коллективного иммунитета по формуле 1 – 1/R₀ дает теоретическое значение, но в реальности на него влияет множество переменных. Эти факторы могут как повышать, так и понижать необходимый уровень иммунной прослойки, поэтому эпидемиологи всегда работают с диапазонами, а не с точечными значениями.

Важнейшим фактором является эффективность вакцины. Формула предполагает, что иммунитет, полученный в результате вакцинации или перенесенной болезни, является стерилизующим, то есть полностью предотвращает заражение и передачу вируса. Однако большинство вакцин не обеспечивают стопроцентную эффективность. Если вакцина эффективна, например, на 90%, то для достижения коллективного иммунитета потребуется вакцинировать больше людей. Скорректированная формула будет выглядеть так: ПКИ = (1 – 1/R₀) / Эффективность_вакцины.

Другие ключевые факторы, которые необходимо учитывать:

• Неоднородность популяции: Распределение людей по возрасту, социальной активности и плотности контактов не является равномерным. Болезнь быстрее распространяется в больших городах и в коллективах с тесным общением (школы, детские сады). Это может потребовать создания более высокого уровня иммунитета в этих «горячих точках».
• Длительность и напряженность иммунитета: Если иммунитет после болезни или вакцинации со временем ослабевает, популяция снова становится восприимчивой. Это требует проведения ревакцинации (бустерных доз) для поддержания порога коллективного иммунитета на необходимом уровне.
• Появление новых штаммов: Мутации возбудителя могут привести к появлению новых вариантов, которые частично ускользают от существующего иммунитета. Это повышает значение R₀ для нового штамма и, следовательно, порог коллективного иммунитета, к которому нужно стремиться.
• Сезонность и внешние условия: Для респираторных инфекций факторы окружающей среды (температура, влажность) и поведение людей (больше времени в помещениях зимой) могут влиять на легкость передачи вируса, косвенно воздействуя на эффективное репродуктивное число.

Практические сложности в достижении порога коллективного иммунитета

Достижение расчетного порога коллективного иммунитета на практике сталкивается с рядом вызовов, которые делают эту задачу сложнее, чем простое математическое уравнение. Одной из главных проблем является нерешительность или отказ от вакцинации по различным причинам. Даже при доступности эффективных и безопасных вакцин достичь 95%-ного охвата, необходимого для борьбы с корью, удается не во всех регионах, что приводит к локальным вспышкам.

Глобализация и активное перемещение людей между странами и континентами также усложняют контроль. Даже если в одной стране достигнут высокий уровень вакцинации, завоз инфекции из региона с низким охватом может спровоцировать вспышку среди непривитых групп населения. Поэтому вопросы коллективного иммунитета все чаще решаются на глобальном, а не на национальном уровне.

Еще одной сложностью является то, что не все люди могут быть вакцинированы по медицинским показаниям (например, пациенты с иммунодефицитами, аллергией на компоненты вакцины или проходящие химиотерапию). Эти группы всецело зависят от коллективного иммунитета, создаваемого окружающими. Недоведение уровня вакцинации до нужного порога ставит под удар самых уязвимых членов общества.

Значение коллективного иммунитета в борьбе с пандемиями

Концепция коллективного иммунитета стала центральной в обсуждении стратегий борьбы с глобальными пандемиями, такими как COVID-19. Она позволяет оценить масштаб задач, стоящих перед системами здравоохранения. Однако важно понимать, что достижение порога коллективного иммунитета исключительно за счет естественного инфицирования является крайне рискованной стратегией, которая приводит к значительной летальности и перегрузке медицинской инфраструктуры.

Вакцинация является безопасным и эффективным путем к созданию коллективного иммунитета. Она позволяет создать необходимую иммунную прослойку, не подвергая людей риску тяжелого течения болезни, отдаленных осложнений и смерти. Мониторинг уровня популяционного иммунитета (через серологические исследования) и охвата вакцинацией позволяет властям оперативно адаптировать стратегии, выявлять уязвимые группы и регионы и предотвращать новые волны заболеваемости.

Список литературы

1. Андерсон Р.М., Мэй Р.М. Инфекционные болезни человека: динамика и контроль. — М.: Мир, 2004. — 784 с.
2. Громашевский Л.В. Общая эпидемиология. — М.: Медицина, 1965. — 290 с.
3. Всемирная организация здравоохранения. Руководство по надзору за болезнями, предупреждаемыми с помощью вакцин. — Женева: ВОЗ, 2018.
4. Покровский В.И., Пак С.Г., Брико Н.И., Данилкин Б.К. Инфекционные болезни и эпидемиология. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2019. — 1008 с.
5. Fine P., Eames K., Heymann D. L. «Herd Immunity»: A Rough Guide // Clinical Infectious Diseases. — 2011. — Vol. 52 (7). — P. 911–916.
6. Методические рекомендации МР 3.1.0235-21 «Эпидемиологический надзор за корью, краснухой и эпидемическим паротитом». — М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2021.