Какво представлява стадният имунитет?

Хората могат да станат имунизирани чрез възстановяване от по-ранна инфекция или чрез ваксинация. Някои хора не могат да станат имунизирани поради медицински състояния, като имунодефицит или имуносупресия, и за тази група стадният имунитет е решаващ метод за защита. След като се достигне прагът на имунния стадо, болестта постепенно изчезва от популацията. Това елиминиране, ако бъде постигнато в световен мащаб, може да доведе до трайно намаляване на броя на инфекциите до нула, наречено ерадикация. Стадният имунитет, създаден чрез ваксинация, допринесе за евентуално премахване на едра шарка през 1977 г. и допринесе за намаляване на други заболявания. Стадният имунитет се отнася само за заразна болест, което означава, че тя се предава от един индивид на друг. Тетанусът например е заразен, но не е заразен, така че стадният имунитет не се прилага.

Стадният имунитет е признат за естествено явление през 30-те години на миналия век, когато се наблюдава, че след като значителен брой деца са станали имунизирани срещу морбили, броят на новите инфекции временно намалява, включително сред неваксинираните. Оттогава масовата ваксинация за предизвикване на стаден имунитет стана често срещана и се оказа успешна в предотвратяването на разпространението на много инфекциозни заболявания. Противопоставянето на ваксинацията представлява предизвикателство за стадния имунитет, което позволява предотвратимите болести да продължат или да се върнат в популации с неадекватни нива на ваксинация.

Точният праг на имунен стадо (HIT) варира в зависимост от основния репродуктивен брой на заболяването. Пример за заболяване с висок праг е морбили, с HIT над 95%.

Ефекти от стадото имунитет

1. Защита на тези без имунитет

Някои хора или не могат да развият имунитет след ваксинация, или по медицински причини не могат да бъдат ваксинирани. Новородените бебета са твърде малки, за да получават много ваксини, или от съображения за безопасност, или защото пасивният имунитет прави ваксината неефективна. Хората, които са имунодефицитни поради ХИВ / СПИН, лимфом, левкемия, рак на костния мозък, увредена далака, химиотерапия или лъчетерапия, може да са загубили имунитета, който са имали преди това и ваксините може да не са им от полза поради имунодефицита си.

Част от ваксинираните може да не развият дългосрочен имунитет. Противопоказанията на ваксината могат да попречат на определени лица да бъдат ваксинирани. Освен че не са имунизирани, индивидите от една от тези групи може да са изложени на по-голям риск от развитие на усложнения от инфекция поради техния медицински статус, но те все пак могат да бъдат защитени, ако достатъчно голям процент от населението е имунизиран.

Високите нива на имунитет в една възрастова група могат да създадат стаден имунитет за други възрастови групи. Ваксинирането на възрастни срещу коклюш намалява честотата на коклюш при бебета, които са твърде малки, за да бъдат ваксинирани, които са изложени на най-голям риск от усложнения от заболяването. Това е особено важно за близките членове на семейството, които представляват по-голямата част от предаванията на малки бебета. По същия начин децата, получаващи ваксини срещу пневмококи, намаляват честотата на пневмококови заболявания сред по-млади, неваксинирани братя и сестри. Ваксинирането на деца срещу пневмококи и ротавирус е довело до намаляване на хоспитализациите, свързани с пневмококи и ротавируси, за по-големи деца и възрастни, които обикновено не получават тези ваксини. Грипът е по-тежък при възрастните хора, отколкото при по-младите възрастови групи, но противогрипните ваксини нямат ефективност в тази демографска група поради отслабване на имунната система с възрастта. Приоритизирането на децата в училищна възраст за имунизация срещу сезонен грип, което е по-ефективно от ваксинирането на възрастни хора, обаче е доказано, че създава известна степен на защита за възрастните хора.

За инфекции, предавани по полов път (ППИ), високите нива на имунитет при един пол предизвикват стаден имунитет и за двата пола. Ваксините срещу ППИ, насочени към един пол, водят до значителен спад на ППИ и при двата пола, ако приемането на ваксини в целевия пол е високо. Имунитетът на стадото от ваксинация на жени обаче не се простира до хомосексуалните мъже. Ако приемането на ваксина сред целевия пол е ниско, тогава другият пол може да се наложи да бъде имунизиран, за да може целевият пол да бъде достатъчно защитен. Високорисковото поведение затруднява елиминирането на ППИ, тъй като въпреки че повечето инфекции се срещат сред лица с умерен риск, по-голямата част от предаванията се случват поради лица, които участват във високорисково поведение. Поради тези причини при определени популации може да е необходимо да се имунизират лица с висок риск или лица от двата пола, за да се установи имунитет на стадото.

2. Еволюционен натиск и заместване на серотипа

Самият стаден имунитет действа като еволюционен натиск върху патогените, влияейки върху вирусната еволюция, като насърчава производството на нови щамове, наричани спасителни мутанти, които са в състояние да избегнат стадния имунитет и да заразят по-рано имунни индивиди. Еволюцията на нови щамове е известна като заместване на серотипа или изместване на серотипа, тъй като разпространението на специфичен серотип намалява поради високите нива на имунитет, което позволява на други серотипове да го заместят.

На молекулярно ниво вирусите избягват от стадния имунитет чрез антигенен дрейф, когато мутациите се натрупват в частта от вирусния геном, която кодира повърхностния антиген на вируса, обикновено протеин на вирусния капсид, предизвиквайки промяна във вирусния епитоп. Алтернативно, преасортирането на отделни вирусни геномни сегменти или антигенното изместване, което е по-често, когато има повече щамове в циркулация, също може да доведе до нови серотипове. Когато се случи някое от тези, Т клетките на паметта вече не разпознават вируса, така че хората не са имунизирани от доминиращия циркулиращ щам. Както за грип, така и за норовирус, епидемиите временно предизвикват имунитет на стадото, докато не се появи нов доминиращ щам, причинявайки последователни вълни от епидемии. Тъй като тази еволюция представлява предизвикателство за стадния имунитет, широко се неутрализират антитела и „универсални“ ваксини, които могат да осигурят защита извън определен серотип.

Първоначални ваксини срещу пневмокок значително намален носоглътъчен пренос на ваксинални серотипове (VT), включително устойчиви на антибиотици типове, само за да бъде напълно компенсиран от увеличен пренос на неваксинни серотипове (NVTs). Това обаче не доведе до пропорционално увеличение на честотата на заболяванията, тъй като NVTs бяха по-малко инвазивни от VT. Оттогава са въведени пневмококови ваксини, които осигуряват защита от възникващите серотипове и успешно противодействат на появата им. Възможността за бъдещо изместване остава, така че по-нататъшните стратегии за справяне с това включват разширяване на покритието на VT и разработването на ваксини, които използват или убити цели клетки, които имат повече повърхностни антигени, или протеини, присъстващи в множество серотипове.

3. Изкореняване на болестите

Ако имунитетът на стадото е установен и поддържан в популация за достатъчно време, болестта неминуемо се елиминира – не настъпват повече ендемични предавания. Ако елиминирането е постигнато в световен мащаб и броят на случаите е трайно намален до нула, болестта може да бъде обявена за унищожена. По този начин ерадикацията може да се счита за краен ефект или краен резултат от инициативи за обществено здраве за контрол на разпространението на инфекциозна болест.

Ползите от ликвидирането включват прекратяване на цялата заболеваемост и смъртност, причинени от болестта, финансови спестявания за физически лица, доставчици на здравни услуги и правителства, както и предоставяне на ресурси, използвани за контрол на болестта, да бъдат използвани другаде. Към днешна дата са премахнати две болести, като се използва стаден имунитет и ваксинация: говеда и едра шарка. В момента се извършват усилия за ликвидиране, които разчитат на стадния имунитет за полиомиелит, въпреки че гражданските вълнения и недоверието към съвременната медицина затрудняват това. Задължителната ваксинация може да бъде от полза за усилията за ликвидиране, ако не достатъчно хора изберат да се ваксинират

Механизъм на стадния имунитет

Хората, които са имунизирани срещу болест, действат като бариера в разпространението на болестта, забавяйки или предотвратявайки предаването на болестта на другите. Имунитетът на индивида може да бъде придобит чрез естествена инфекция или чрез изкуствени средства, като ваксинация. Когато критична част от населението стане имунизирана, се нарича праг на имунен стадо (HIT) или стадно ниво на имунитет (HIL), болестта може да не продължи да съществува сред популацията, преставайки да бъде ендемична.

Теоретичната основа за стадния имунитет обикновено приема, че ваксините индуцират солиден имунитет, че популациите се смесват на случаен принцип, че патогенът не се развива, за да избегне имунния отговор и че няма нечовешки вектор за болестта.

R0⋅S = 1. {displaystyle R_ {0} cdot S = 1.}

pc = 1−1R0. {displaystyle p_ {c} = 1- {frac {1} {R_ {0}}}.}

Пасивен имунитет

Индивидуалният имунитет може да бъде придобит и пасивно, когато антителата към патогена се прехвърлят от един индивид на друг. Това може да се случи естествено, при което майчините антитела, предимно антитела срещу имуноглобулин G, се прехвърлят през плацентата и в коластрата към фетуси и новородени. Пасивният имунитет може да бъде придобит и изкуствено, когато на възприемчив човек се инжектират антитела от серума или плазмата на имунно лице.

Защитата, генерирана от пасивен имунитет, е незабавна, но отслабва в продължение на седмици до месеци, така че всеки принос към стадния имунитет е временен. За заболявания, които са особено тежки сред фетусите и новородените, като грип и тетанус, бременните жени могат да бъдат имунизирани, за да прехвърлят антитела към детето. По същия начин високорисковите групи, които или са по-склонни да претърпят инфекция, или са по-склонни да развият усложнения от инфекция, могат да получат антитяло препарати за предотвратяване на тези инфекции или за намаляване на тежестта на симптомите.