Vor fast 100 Jahren experimentierten zwei britische Forscher, William Topley und Graham Wilson, mit bakterielle Infektionen bei Mäusen. Sie stellten fest, dass das individuelle Überleben davon abhängt, wie viele Mäuse geimpft wurden. Daher musste die Rolle der Immunität eines Individuums von der Immunität der gesamten Herde unterschieden werden.
Schneller Vorlauf ein Jahrhundert und das Konzept von "Herdenimmunität" wird jetzt in ausführlich diskutiert Regierungsversand und Zeitungsartikel. Aber was bedeutet das eigentlich?
Wenn sich eine Krankheit wie COVID-19 in der Bevölkerung ausbreitet, ist dies der Fall macht manche Menschen immunzumindest kurzfristig. Die Menschen, die sich später infizieren, werden zunehmend Kontakt zu diesen Immunpersonen haben und nicht zu den anfälligen. Infolgedessen wird das Infektionsrisiko verringert und die Ausbreitung der Krankheit hört schließlich auf. Dies kann auch dann passieren, wenn einige Menschen in der Bevölkerung noch anfällig sind.
Impfung kann verwendet werden anfällige Menschen zu schützen und damit den Niedergang von zu beschleunigen die Epidemie. Es kann auch verwendet werden, um die Ausbreitung des Virus zu stoppen.
Wie funktioniert es?
Stellen Sie sich eine Bevölkerung vor, in der jeder anfällig ist. Eine infizierte Person (der rote Punkt in der Tabelle unten) kommt an und das Virus verbreitet sich mit der ständig wachsenden Anzahl neuer Fälle. Die Epidemie dauert an, bis die meisten Menschen das Virus fangen und dagegen immun werden oder sterben.
Epidemische Ausbreitung mit einer zufälligen Anzahl von Sekundärfällen und einem durchschnittlichen R = 2; Von der ersten rot markierten Person bis zu gelb, grün und blau sind vier Generationen dargestellt. Leere Kreise stehen für Personen, die noch gesund sind. Adam Kleczkowski
Wenn einige Menschen geschützt sind - beispielsweise in der Anfangsphase eines Massenimpfprogramms - breitet sich die Krankheit langsamer aus.
Der Schutz einiger weniger Personen (graue Kreise) stoppt die Epidemie nicht. Adam Kleczkowski
Ein noch größerer Anteil muss geschützt werden, um das Virus vollständig zu stoppen, aber erstaunlicherweise muss es nicht die gesamte Bevölkerung sein.
Erfolgreicher Schutz verhindert die weitere Ausbreitung der Epidemie. Adam Kleczkowski
In den 1970er Jahren fanden mathematische Epidemiologen heraus, dass dieser Anteil von abhängt wie ansteckend die Krankheit ist, mit einer einfachen Formel in Bezug auf die ReproduktionsnummerFür Masern beträgt dieser kritische Prozentsatz 95%, für Influenza jedoch nur 35%.
Impfschutz und Masernfälle in den USA. Julius Senegal, CC BY-SA
Sobald die Population die Herdenimmunität erreicht, entweder durch Impfung oder auf natürliche Weise durch Erholung von der Krankheit, stirbt jede neue Infektionskette schnell aus. Auf diese Weise wird die Bevölkerung vor künftigen Ausbrüchen geschützt, jedoch nur solange die Immunitätsniveaus bleiben erhalten.
Wenn die Immunitätsstufe fällt unter den kritischen Wertkann die Krankheit wieder auftreten. Neugeborene, die anfällig sind, müssen geimpft werden, und diejenigen, deren Resistenz gegen die Krankheit mit der Zeit abnimmt, benötigen möglicherweise Booster.
Immunität gegen Coronavirus-Herden
Die aktuelle Schätzung von R. für COVID-19 ist um 3, ist aber vielleicht so niedrig wie 1.4 und so hoch wie 4. Die entsprechende Herdenimmunitätsstufe beträgt 60% (50% bis 75%).
Dieser Wert liegt vor, wenn keine nicht-pharmazeutischen Kontrollmaßnahmen getroffen wurden, wie z Standbildaufnahme. Durch die Aufrechterhaltung eines gewissen Maßes an sozialer Distanzierung auf lange Sicht kann die gewünschte Immunität verringert werden, während die Bevölkerung sicher bleibt.
A Möglicherweise wird lange Zeit benötigt um die Krankheit schließlich auszurotten, selbst nachdem das Herdenimmunitätsniveau erreicht ist. Die endgültige Größe der Epidemie, die Anzahl der Menschen, die eine Infektion durchgemacht haben, als das Virus endgültig ausgerottet wurde, kann also viel höher sein.
Der Bereich des Bevölkerungsanteils zur Erreichung der Herdenimmunität und die endgültige Größe der Epidemie hängen von der Fortpflanzungszahl R ab. Adam Kleczkowski, Autor zur Verfügung gestellt
Sind wir schon da?
Es ist nicht leicht festzustellen, wie nahe wir dem sind Herdenimmunitätsstufe oder ob wir jemals dieses Stadium erreichen werden.
Erstens ist die kritische Annahme, dass die Coronavirus-Infektion zu a führt dauerhafte und gleichmäßige Beständigkeit zu zukünftigen Ausbrüchen. Dies ist alles andere als sicher und ob Menschen das SARS-CoV-2-Virus bekommen können mehr als einmal, wie es bei der Erkältung der Fall ist, es wird die Herdenimmunität verschwinden lassen. Von großen Studien bis Schätzen Sie die Immunität der BevölkerungWir wissen, dass die Zahlen aktuell sind zwischen 5% und 25%.
Zweitens ist die Reproduktionszahl R, variiert je nach Standortund ebenso die Herdenimmunität benötigt, um die Krankheit zu stoppen.
Drittens deuten Studien darauf hin, dass einige Menschen eine viel höhere Resistenz gegen COVID-19 haben, möglicherweise weil sie darunter litten eine andere ähnliche Krankheit in der Vergangenheit oder wurden gegen andere Krankheiten geimpft.
Endlich gibt es eine große Variabilität in der Reaktion der Menschen auf das Virus und in der Zeitspanne, für die jemand die Menge an Antikörpern bewahrt, die er zur Bekämpfung der Infektion verwendet. Die Immunität möglicherweise nicht gleichmäßig verteilt unter denen, die war mit COVID-19 krank.
Menschen, die am meisten leiden, kommen möglicherweise aus den Gebieten, die ebenfalls am stärksten gefährdet sind. Solche Vielfalt könnte deutlich niedriger sein die Herdenimmunität benötigt, um die Krankheit zu stoppen, indem nur diese Teile der Gesellschaft dort angesprochen werden, wo sie am dringendsten benötigt wird. Dieses Phänomen ähnelt dem Ringimpfstrategie das wurde erfolgreich eingesetzt, um solche Krankheiten wie zu bekämpfen Pocken.
Durch die Lokalisierung der Immunität dort, wo sie am dringendsten benötigt wird, wird die Schwelle der Herdenimmunität noch weiter gesenkt. Adam Kleczkowski
Einzelpersonen oder die Herde
Das Konzept der Herdenimmunität ist zwar nützlich für die Planung einer Reaktion auf die Pandemie, aber nicht ohne kontroverse. In einer Kampagne, um es zu erreichensind viele Menschen einem ausgesetzt erhöhtes individuelles Risiko den Rest der Bevölkerung zu schützen.
Nicht imposant strenge Sperrmaßnahmen oder zu frühes Entspannen kann dazu führen, dass Menschen früher gegen COVID-19 immun werden. Herdenimmunität früher erreichen. Das führt aber auch dazu übermäßiger Tod schutzbedürftiger Personen wer hätte sonst überlebt.
Die Herdenimmunität muss aufrechterhalten werden. Das Niveau, das erforderlich ist, um die Krankheit zu stoppen, hängt von der Krankheitsübertragung ab, die wiederum hängt vom menschlichen Verhalten ab. Wenn wir mit potenziell schlimmen Konsequenzen konfrontiert werden, besteht unser Verhalten natürlich darin, die Übertragung zu verhindern, was die Anforderungen an die Herdenimmunität senkt.
Sobald dies erreicht ist, werden andere Faktoren (sozial, wirtschaftlich, Risiko von Impfkomplikationen) wichtiger, die Übertragung steigt infolge von Verhaltensänderungen und die Herdenimmunität geht verloren. Bei der Entwicklung erfolgreicher Strategien, Regierungen müssen berücksichtigen sowohl die Bevölkerung als auch die individuellen Risiken und Vorteile.
Über den Autor
Adam Kleczkowski, Professor für Mathematik und Statistik, University of Strathclyde
Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.
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