Мутирующий коронавирус: добиться коллективного иммунитета стало еще труднее, но надежда все еще есть

Спустя год после того, как в Китае были обнаружены первые случаи COVID-19, программы массовой вакцинации теперь предлагают шанс положить конец пандемии. В то же время новые штаммы, некоторые из которых кажутся более заразными, чем исходный, угрожают подорвать прогресс в борьбе с этим заболеванием.

Один из способов оценить эффективность наших усилий по борьбе с вирусом – рассмотреть концепцию «коллективного иммунитета». Во время эпидемии люди заражаются, и те, кто выживает, обычно приобретают иммунитет. Устойчивость к болезни также может быть достигнута с помощью вакцинации, которая дополняет уровень естественного иммунитета. Зараженные люди все чаще контактируют с людьми с иммунитетом, а не с теми, кто все еще уязвим. Подобно лесному пожару, который иссякает из сухих дров, в момент достижения коллективного иммунитета эпидемия перестает расти и начинает снижаться.

Фото: https://vetlechebnica174.ru/

Математические модели помогают нам связать уровни коллективного иммунитета со скоростью распространения болезни. Процент людей с иммунитетом, необходимый для создания коллективного иммунитета, зависит от репродуктивного числа R, которое является мерой того, сколько людей в среднем заразит каждый инфицированный человек. Мы можем достичь коллективного иммунитета, либо ожидая достаточно долго, чтобы большая часть общества прошла через инфекцию, навсегда уменьшив значение R, используя социальное дистанцирование, либо путем вакцинации достаточного количества людей.

Если эпидемия не сдерживается, это грозит перегрузкой системы здравоохранения и приведет к гибели многих людей. И наоборот, изоляция вызывает проблемы экономического, социального и психического здоровья. Поэтому мы надеемся, что вакцины остановят эпидемию более эффективно. Но сколько людей нужно будет вакцинировать, чтобы болезнь не распространялась? Это зависит от того, насколько заразен штамм вируса, насколько эффективна вакцина и насколько мы готовы продолжать меры изоляции. Модельные прогнозы успеха программ вакцинации зависят от того, сможет ли вакцина ограничить передачу вируса, а не только предотвратить заболевание людей. Но мы до сих пор не знаем, остановит ли распространение текущая партия одобренных вакцин против COVID.

Мы могли бы продолжать очень строгое социальное дистанцирование до бесконечности, доведя R до значения ниже 1, так что количество новых инфекций уменьшится. В этом случае нам не потребуется вакцинация. Но в тот момент, когда меры контроля были ослаблены, R снова выскочил бы выше 1, и эпидемия снова начала распространяться. Или мы могли бы совместить некоторый уровень изоляции с массовым выпуском вакцин. В этом сценарии мы увидим снижение заболеваемости, как только 40% населения станут невосприимчивыми к вирусу. Однако эта стратегия основана на поддержании R чуть выше 1. Болезнь, вероятно, вернется, как только произойдет дальнейшее расслабление.

Поскольку мы хотим вернуться к нашей деятельности и свободе без социального дистанцирования, уровни вакцинации должны быть намного выше, с учетом того, насколько быстро вирус может распространяться без дополнительного контроля. Надежная оценка скорости распространения первого варианта SARS-CoV-2 на первых этапах эпидемии составляет R = 3. Другими словами, каждый человек, инфицированный коронавирусом, передает его в среднем трем другим людям. Соответствующий уровень коллективного иммунитета для этого значения R составляет 67%, поэтому, предполагая эффективность вакцины 90%, нам необходимо вакцинировать 74% населения, чтобы остановить распространение вируса.

Как появление новых вариантов меняет это значение? Мы не знаем наверняка, как быстро новые штаммы распространились бы, если бы это было разрешено без каких-либо мер по снижению. Данные свидетельствуют о том, что британский штамм на 30-50% , а может и на 70% более заразен, чем исходный. При выборе значения 50% необходимый уровень вакцинации повышается до 86%. Еще большее количество людей потребуется иммунизировать, если мы хотим подтолкнуть вирус к искоренению или предотвратить потенциальную недооценку скорости распространения.

Фото: https://share.america.gov/

Можно ли вообще достичь такого высокого уровня защиты? Если вакцина эффективна только на 50-70%, как вакцины Oxford и Sinovac, это наивысший уровень коллективного иммунитета, который может быть достигнут, если вакцину получит каждый. Даже при более высокой эффективности вакцин Pfizer и Moderna вакцинация почти 90% населения будет очень сложной, поскольку не все смогут или захотят вакцинироваться. С другой стороны, перенесенная ранее инфекция COVID по-прежнему обеспечивает хорошую защиту от повторных инфекций, поэтому мы, вероятно, можем рассчитывать на то, что почти 20% населения имеют естественный иммунитет.

Уровни коллективного иммунитета зависят от значений R, и мы можем до некоторой степени манипулировать ими с помощью блокировки. Если странам удастся удержать R на уровне чуть выше 1, ликвидации можно будет добиться даже при меньших уровнях вакцинации. Но что действительно необходимо, так это согласованный долгосрочный план, включающий как быстрое развертывание вакцинации, так и постоянное социальное дистанцирование и тестирование.