Co to jest odporność stadna?

Osoby mogą stać się odporne poprzez wyzdrowienie po wcześniejszej infekcji lub poprzez szczepienie. Niektóre osoby nie mogą się uodpornić z powodu schorzeń, takich jak niedobór odporności lub immunosupresja, a dla tej grupy odporność stadna jest kluczową metodą ochrony. Po osiągnięciu progu odporności stadnej choroba stopniowo zanika w populacji. Eliminacja ta, jeśli zostanie osiągnięta na całym świecie, może spowodować trwałe zmniejszenie liczby zakażeń do zera, co nazywa się eradykacją. Odporność zbiorowa stworzona poprzez szczepienia przyczyniła się do ostatecznego wyeliminowania ospy prawdziwej w 1977 r. I przyczyniła się do zmniejszenia liczby innych chorób. Odporność stadna dotyczy tylko chorób zakaźnych, co oznacza, że ​​jest przenoszona z jednej osoby na drugą. Na przykład tężec jest zakaźny, ale nie zaraźliwy, więc odporność stadna nie ma zastosowania.

Odporność stadną uznano za zjawisko występujące naturalnie w latach trzydziestych XX wieku, kiedy zaobserwowano, że po tym, jak znaczna liczba dzieci uodporniła się na odrę, liczba nowych zakażeń czasowo spadła, w tym wśród osób niezaszczepionych. Masowe szczepienia w celu wywołania odporności stadnej stały się od tego czasu powszechne i okazały się skuteczne w zapobieganiu rozprzestrzenianiu się wielu chorób zakaźnych. Sprzeciw wobec szczepień stanowił wyzwanie dla odporności stada, umożliwiając utrzymywanie się chorób, którym można zapobiec, lub ich powrót do populacji o niewystarczających wskaźnikach szczepień.

Dokładny próg odporności stadnej (HIT) różni się w zależności od podstawowej liczby reprodukcyjnej choroby. Przykładem choroby z wysokim progiem jest odra z HIT przekraczającym 95%.

Efekty stada odporność

1. Ochrona osób bez immunitetu

Niektóre osoby albo nie mogą rozwinąć odporności po szczepieniu, albo z powodów medycznych nie mogą zostać zaszczepione. Noworodki są zbyt młode, aby otrzymać wiele szczepionek, albo ze względów bezpieczeństwa, albo dlatego, że odporność bierna sprawia, że ​​szczepionka jest nieskuteczna. Osoby z niedoborem odporności z powodu HIV / AIDS, chłoniaka, białaczki, raka szpiku kostnego, upośledzenia śledziony, chemioterapii lub radioterapii mogą utracić jakąkolwiek wcześniejszą odporność, a szczepionki mogą nie być dla nich przydatne z powodu ich niedoboru odporności.

Część zaszczepionych może nie rozwinąć długotrwałej odporności. Przeciwwskazania do szczepień mogą uniemożliwić zaszczepienie niektórych osób. Oprócz braku odporności osoby z jednej z tych grup mogą być bardziej narażone na powikłania związane z infekcją z powodu ich stanu zdrowia, ale nadal mogą być chronione, jeśli wystarczająco duży procent populacji jest odporny.

Wysoki poziom odporności w jednej grupie wiekowej może stworzyć odporność zbiorową dla innych grup wiekowych. Zaszczepienie dorosłych przeciwko krztuścowi zmniejsza zachorowalność na krztusiec u niemowląt zbyt młodych na szczepienie, które są najbardziej narażone na powikłania związane z tą chorobą. Jest to szczególnie ważne w przypadku bliskich członków rodziny, którzy odpowiadają za większość transmisji na młode niemowlęta. W ten sam sposób dzieci otrzymujące szczepionki przeciwko pneumokokom zmniejszają częstość występowania choroby pneumokokowej wśród młodszego, niezaszczepionego rodzeństwa. Szczepienie dzieci przeciwko pneumokokom i rotawirusom wpłynęło na zmniejszenie liczby hospitalizacji związanych z pneumokokami i rotawirusami starszych dzieci i dorosłych, którzy normalnie nie otrzymują tych szczepionek. Grypa jest cięższa u osób starszych niż w młodszych grupach wiekowych, ale szczepionki przeciw grypie nie są skuteczne w tej grupie demograficznej ze względu na osłabienie układu odpornościowego wraz z wiekiem. Jednakże wykazano, że priorytetowe traktowanie dzieci w wieku szkolnym szczepień przeciw grypie sezonowej, które są skuteczniejsze niż szczepienia osób starszych, zapewnia im pewien stopień ochrony.

W przypadku zakażeń przenoszonych drogą płciową (STI) wysoki poziom odporności u jednej płci wywołuje odporność zbiorową u obu płci. Szczepionki przeciwko chorobom przenoszonym drogą płciową, które są skierowane do jednej płci, powodują znaczny spadek zachorowalności na choroby przenoszone drogą płciową u obu płci, jeśli spożycie szczepionki przez płeć docelową jest wysokie. Odporność zbiorowa na szczepienia samic nie rozciąga się jednak na samców homoseksualnych. Jeśli spożycie szczepionek przez płeć docelową jest niskie, może być konieczne zaszczepienie płci przeciwnej, aby płeć docelowa była dostatecznie chroniona. Zachowania wysokiego ryzyka utrudniają eliminację chorób przenoszonych drogą płciową, ponieważ chociaż większość zakażeń występuje u osób o średnim ryzyku, większość transmisji następuje z powodu osób, które angażują się w zachowania wysokiego ryzyka. Z tych powodów w niektórych populacjach może być konieczne uodpornienie osób wysokiego ryzyka lub osobników obu płci w celu ustalenia odporności stadnej.

2. Ciśnienie ewolucyjne i zastępowanie serotypów

Odporność stada sama w sobie działa jak ewolucyjna presja na patogeny, wpływając na ewolucję wirusów poprzez zachęcanie do produkcji nowych szczepów, zwanych mutantami ucieczkowymi, które są w stanie uniknąć odporności stadnej i zakażać osobniki wcześniej uodpornione. Ewolucja nowych szczepów jest znana jako zamiana serotypu lub zmiana serotypu, ponieważ częstość występowania określonego serotypu spada z powodu wysokiego poziomu odporności, umożliwiając zastąpienie go innym serotypom.

Na poziomie molekularnym wirusy uciekają z odporności stadnej poprzez dryf antygenowy, który następuje, gdy mutacje gromadzą się w części genomu wirusa, która koduje antygen powierzchniowy wirusa, zwykle białko kapsydu wirusa, powodując zmianę epitopu wirusa. Alternatywnie, ponowne przydzielenie oddzielnych segmentów genomu wirusa lub przesunięcie antygenowe, które występuje częściej, gdy w obiegu jest więcej szczepów, może również prowadzić do powstania nowych serotypów. W przypadku wystąpienia któregokolwiek z tych limfocytów T pamięci nie rozpoznają już wirusa, więc ludzie nie są uodpornieni na dominujący krążący szczep. Zarówno w przypadku grypy, jak i norowirusa, epidemie czasowo indukują odporność stada, aż do pojawienia się nowego dominującego szczepu, powodując kolejne fale epidemii. Ponieważ ewolucja ta stanowi wyzwanie dla odporności stadnej, trwają prace nad szeroko rozumianymi przeciwciałami neutralizującymi i „uniwersalnymi” szczepionkami, które mogą zapewnić ochronę wykraczającą poza określony serotyp.

Wstępne szczepionki przeciwko Streptococcus pneumoniae znacznie zmniejszone przenoszenie serotypów szczepionkowych (VT), w tym typów opornych na antybiotyki, przez nos i gardło, tylko po to, aby zostać całkowicie zrównoważone zwiększonym przenoszeniem serotypów innych niż szczepionkowe (NVT). Nie spowodowało to jednak proporcjonalnego wzrostu częstości występowania choroby, ponieważ NVT były mniej inwazyjne niż VT. Od tego czasu wprowadzono szczepionki przeciwko pneumokokom, które zapewniają ochronę przed nowymi serotypami i skutecznie przeciwdziałają ich pojawieniu się. Możliwość zmiany w przyszłości pozostaje, więc dalsze strategie radzenia sobie z tym obejmują rozszerzenie pokrycia VT i opracowanie szczepionek wykorzystujących albo zabite całe komórki, które mają więcej antygenów powierzchniowych, albo białka obecne w wielu serotypach.

3. Zwalczanie chorób

Jeśli odporność stada została ustalona i utrzymywana w populacji przez wystarczający czas, choroba jest nieuchronnie eliminowana – nie dochodzi już do przenoszenia endemicznych zakażeń. Jeśli na całym świecie uda się wyeliminować chorobę, a liczba przypadków zostanie trwale zredukowana do zera, wówczas choroba może zostać uznana za ostateczny efekt lub wynik końcowy inicjatyw w zakresie zdrowia publicznego, mających na celu kontrolę rozprzestrzeniania się chorób zakaźnych.

Korzyści z wykorzenienia obejmują zakończenie wszelkiej zachorowalności i śmiertelności spowodowanej chorobą, oszczędności finansowe dla osób fizycznych, pracowników służby zdrowia i rządów oraz umożliwienie wykorzystania środków wykorzystywanych do kontrolowania choroby w innym miejscu. Do chwili obecnej za pomocą odporności stadnej i szczepień zwalczono dwie choroby: księgosusz i ospę prawdziwą. Obecnie trwają wysiłki na rzecz zwalczania choroby Heinego-Medina, które opierają się na odporności stadnej, chociaż niepokoje społeczne i nieufność do współczesnej medycyny utrudniają to. Obowiązkowe szczepienia mogą być korzystne dla wysiłków na rzecz wyeliminowania, jeśli nie wystarczająca liczba osób zdecyduje się zaszczepić.

Mechanizm odporności stadnej

Osoby odporne na chorobę działają jako bariera w rozprzestrzenianiu się choroby, spowalniając lub zapobiegając przenoszeniu choroby na innych. Indywidualną odporność można uzyskać poprzez naturalną infekcję lub sztucznymi środkami, takimi jak szczepienie. Kiedy krytyczna część populacji staje się odporna, nazywa się próg odporności stada (HIT) lub poziom odporności stada (HIL) choroba może przestać występować w populacji, przestając mieć charakter endemiczny.

Teoretyczne podstawy odporności stadnej ogólnie zakładają, że szczepionki wywołują stałą odporność, populacje mieszają się losowo, że patogen nie ewoluuje w celu uniknięcia odpowiedzi immunologicznej i że nie istnieje inny niż ludzki wektor choroby.

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

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

Odporność bierna

Indywidualną odporność można również uzyskać biernie, gdy przeciwciała przeciwko patogenowi są przenoszone z jednej osoby na drugą. Może to nastąpić naturalnie, gdy przeciwciała matczyne, głównie przeciwciała immunoglobuliny G, są przenoszone przez łożysko i w siarze do płodów i noworodków. Odporność bierną można również uzyskać sztucznie, gdy osobie podatnej wstrzykuje się przeciwciała z surowicy lub osocza osoby odpornej.

Ochrona generowana przez odporność bierną jest natychmiastowa, ale zanika w ciągu tygodni lub miesięcy, więc jakikolwiek wpływ na odporność stada jest tymczasowy. W przypadku chorób, które są szczególnie ciężkie u płodów i noworodków, takich jak grypa i tężec, kobiety w ciąży mogą być szczepione w celu przeniesienia przeciwciał na dziecko. W ten sam sposób grupy wysokiego ryzyka, które są bardziej narażone na zakażenie lub są bardziej narażone na powikłania związane z zakażeniem, mogą otrzymywać preparaty przeciwciał, aby zapobiec tym zakażeniom lub zmniejszyć nasilenie objawów.