COVID-19: una valutazione dell'immunità di gregge e della protezione dai vaccini

Si dice che l'immunità di gregge per COVID-19 sia raggiunta quando il 67% della popolazione è immune al virus attraverso l'infezione e/o la vaccinazione, mentre l'agente patogeno rimane ben caratterizzato (non mutato) durante la trasmissione nella popolazione che è ben caratterizzata. Nel caso dell'infezione da SARS CoV-2, il raggiungimento dell'immunità di gregge è difficile a causa dell'emergere di nuove varianti di preoccupazione (VoC), che portano il VoC a non rispondere agli anticorpi generati contro il ceppo genitore. I dati mostrano che Israele potrebbe aver raggiunto l'immunità di gregge in quanto ha raggiunto una cifra del 67.7% della popolazione che è immune mentre io del Regno Unitommune la popolazione è del 53.9% e quella degli USA è del 50.5%. Nonostante un tasso di infezione più elevato in Brasile inizialmente, l'immunità di gregge non è stata ancora raggiunta. Ciò suggerisce che la popolazione dovrebbe rispettare il distanziamento sociale, lavarsi le mani e indossare maschere e le linee guida per lo sblocco e la facilità delle restrizioni dovrebbero essere attentamente studiate per prevenire ulteriori eventi catastrofici da COVID-19. 

Per raggiungere lo scenario "normale" in cui si trovava il mondo pre-COVID-19, è necessario sviluppare l'immunità di gregge all'interno della popolazione che consentirà alle persone di spostarsi e vagare liberamente come prima. L'immunità di gregge può essere raggiunta da persone che vengono infettate naturalmente dal virus o vaccinando una certa percentuale di persone. Diamo un'occhiata a come vaccinazione e infezione insieme possono portare all'immunità di gregge e riportarci alla vita senza maschere e distanza sociale che vivevamo prima. 

Immunità alle mandrie^{1, 2} si riferisce a una stima di quante persone devono essere vaccinate o infettate per garantire che il virus non sia più trasmissibile all'uomo. Ciò significa che non ci sono più individui suscettibili che contrarranno l'infezione e la propagheranno ulteriormente. Sebbene l'immunità di gregge (P_I, proporzione della popolazione immune) può essere calcolata sulla base di una semplice formula matematica^{1, 2}, P_I = 1-1/R_o, dove R_o ("R-naught") indica il numero di casi secondari causati dall'infezione, indicato anche come numero di riproduzione di base quando l'infezione si verifica in una popolazione immunologicamente naïve (popolazione che non è stata infettata o vaccinata dal virus). In caso di SARS CoV-2, R_o è stato stimato intorno a 3, il che significa che ogni persona infetterà in media 3 persone^{3, 4}. Sostituendo questo nella formula precedente otteniamo un P_I cifra di 0.67, il che significa che se il 67% della popolazione è infetto e/o è stato vaccinato, si dice che l'immunità di gregge è stata raggiunta.  

Ciò significa che paesi come Israele hanno raggiunto l'immunità di gregge come 67.7% (58.2% completamente vaccinati più 9.5% infetti) della popolazione in Israele?⁵ sono immuni mentre paesi come il Regno Unito e gli Stati Uniti raggiungeranno l'immunità di gregge una volta che il 67% della loro popolazione è infetto e/o è stato vaccinato, che è attualmente al 53.9% (47.3% completamente vaccinato più 6.6% infetto) in il Regno Unito⁶e 50.5% (40.5% completamente vaccinati più 10% infetti) negli Stati Uniti⁷?  

È difficile rispondere a questa domanda perché il calcolo dell'immunità di gregge (P_I) si basa sul presupposto che l'agente patogeno sia ben caratterizzato e stia infettando una popolazione ben caratterizzata. Sfortunatamente, entrambi non sono veri in questo caso poiché si tratta di un nuovo virus e la popolazione infettata è molto eterogenea. È ulteriormente complicato dal fatto che ci sono nuove varianti del virus SARS CoV-2 che compaiono nella popolazione che possono o meno rispondere al vaccino allo stesso modo del ceppo virale originale contro il quale è stato progettato il vaccino. Inoltre, le nuove varianti del virus non sono nemmeno le stesse e colpiscono tutti i paesi. Mentre il Regno Unito ha prevalentemente la variante B.1.1.7, India, Singapore e altri paesi hanno la variante B1.617, il Brasile ha la variante B.1.351, P.1 e P.2, mentre il Medio Oriente ha la variante B.1.351 in oltre ad altri. Ciò significa che più persone vengono infettate dalle nuove varianti indipendentemente dal fatto che siano state vaccinate contro il ceppo originale che spinge R_o ad un numero più alto? AR_o di 5 significherebbe che l'80% della popolazione dovrebbe essere immune per prevenire ulteriori infezioni. Tuttavia, questi paesi (Israele, Regno Unito e Stati Uniti) hanno iniziato a sbloccare e revocare le restrizioni in base al fatto che almeno il 50% della loro popolazione è completamente vaccinato. È troppo presto nei casi di Regno Unito e Stati Uniti come P_I non ha raggiunto nemmeno il 67% in base al semplice calcolo con le ipotesi sopra citate? Israele può ancora vantarsi di aver raggiunto questo numero. Tuttavia, questa settimana c'è stato un aumento del numero di casi nel Regno Unito del 23.3% (rispetto alla settimana precedente) con un concomitante aumento della mortalità.⁶, mentre negli Stati Uniti questa settimana c'è stata una diminuzione del numero di casi del 22%⁷ (rispetto alla settimana precedente). I dati dei prossimi mesi determineranno se la decisione di questi paesi di sbloccare e revocare le restrizioni è stata corretta o no? 

Con tutti questi fattori legati alla complessità del virus (diversi ceppi) insieme all'eterogeneità della popolazione, è impossibile prevedere il corretto P_I numero. Vale la pena menzionare qui i tassi di infezione in Brasile, uno dei paesi più colpiti nelle fasi iniziali dell'infezione da COVID-19. Nonostante un'alta percentuale di sieroprevalenza stimata (76%)¹¹ a Manaus e il 70% in Perù¹², entrambi stanno assistendo a una feroce seconda ondata. Sebbene ciò possa essere in parte attribuito alla facilità delle restrizioni e alle elezioni che si sono svolte, numerosi altri fattori potrebbero essere responsabili dello stesso. Una potrebbe essere la sovrastima della sieroprevalenza che è stata osservata essere del 52.5% nel giugno 2020. In secondo luogo potrebbe essere l'avvento di nuovi e più trasmissibili ceppi (P.1, P.2, B.1.351, B.1.1.7), ciascuno con il proprio insieme unico di mutazioni che causano un'elevata gravità della malattia. In terzo luogo, la presenza di queste mutazioni può anche portare a eludere la risposta immunitaria generata contro il ceppo originale¹².  

Un'altra domanda riguarda l'efficacia dei vaccini attualmente disponibili in termini di protezione che possono offrire. È stato stimato mediamente che l'efficacia del vaccino in termini di protezione contro i decessi è del 72%⁸ il che significa che c'è una probabilità del 28% che un individuo muoia anche dopo essere stato completamente vaccinato (dopo aver preso le dosi richieste del vaccino). Più specificamente, Pfizer-BioNTech BNT162b2 era efficace all'85% dopo una singola dose mentre il vaccino Oxford-AstraZeneca ChAdOx1-S era efficace all'80% dopo una singola dose⁹. Entrambi questi vaccini erano efficaci anche contro il ceppo B.1.1.7⁹. Un altro punto importante da tenere a mente qui è che la vaccinazione non significa che non verrai infettato dall'agente patogeno, significa che sarai protetto come menzionato sopra e svilupperai sintomi lievi o assenti della malattia. Inoltre, non ci sono ancora prove che l'immunità fornita dall'infezione e/o dai vaccini contro la SARS CoV-2 sia di lunga durata o no?¹⁰ Ciò significa che è necessaria un'adeguata sorveglianza in atto e che il programma di vaccinazione potrebbe dover essere esteso in tal caso. 

Oltre al raggiungimento di immunità della mandria dalla popolazione per infezione e in virtù della vaccinazione completa, è probabile che alcuni individui siano ancora colpiti e soffrano di morbilità o addirittura mortalità attribuita a COVID-19. Tali persone possono essere identificate utilizzando le cartelle cliniche elettroniche (EHR) e fornite un'adeguata assistenza preventiva come descritto¹³. 

In sintesi, prevedere l'immunità di gregge per SARS CoV-2 è una sfida insormontabile a causa della natura delle mutazioni acquisite dal virus che lo stanno rendendo più trasmissibile insieme alla popolazione eterogenea che viene infettata. Si suppone che fino a R_o diventa più vicino o meno di 1 (che significa raggiungere un'immunità di gregge del 100%), la popolazione dovrebbe continuare ad aderire alle misure di distanziamento sociale, lavandosi le mani quando possibile e indossando maschere in pubblico per evitare di contrarre la malattia. Ciò significa che i paesi dovrebbero riflettere attentamente prima di decidere di allentare le restrizioni prima di raggiungere il 100% di immunità di gregge (per sicurezza) per evitare eventi più catastrofici causati da COVID-19.  

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Riferimenti 

1. McDermott A. Core Concept: L'immunità di gregge è un fenomeno di salute pubblica importante e spesso frainteso. Proc. Natl. Acad. Sci. 118 (21), (2021). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2107692118 

2. Kadkhoda K. Herd Immunity to COVID-19: seducente ed elusivo, American Journal of Clinical Pathology, 155 (4), 471-472, (2021). DOI: https://doi.org/10.1093/ajcp/aqaa272 

3. Liu Y, Gayle AA, Wilder-Smith A, Rocklöv J. Il numero riproduttivo di COVID-19 è più alto rispetto al coronavirus SARS. J Travel Med. 2020;13 marzo 27(2): taaa021. DOI: https://doi.org/10.1093/jtm/taaa021 . PMID: 32052846; ID PMC: PMC7074654.  

4. Billah MA, Miah, M M, Khan M N. Numero riproduttivo di coronavirus: una revisione sistematica e una meta-analisi basata su prove a livello globale. PLoS One 15, (2020). Pubblicato: 11 novembre 2020. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0242128 

5. Ministero della Salute governo israeliano. Comunicato stampa – Israele solleverà tutte le restrizioni sul coronavirus. Data di pubblicazione 23.05.2021. Disponibile online su https://www.gov.il/en/departments/news/23052021-02 

6. Gov.UK – Coronavirus (COVID-19) nel Regno Unito. Disponibile online su https://coronavirus.data.gov.uk 

7. CDC Tracker dati COVID – Vaccinazioni COVID-19 negli Stati Uniti. Disponibile online su  https://covid.cdc.gov/covid-data-tracker/#vaccinations 

8. Jablonska K, Aballea S, Toumi M. L'impatto della vaccinazione nella vita reale sulla mortalità da COVID-19 in Europa e Israele medRxiv (2021). DOI:https://doi.org/10.1101/2021.05.26.21257844 

9. Efficacia dei vaccini Pfizer-BioNTech e Oxford-AstraZeneca sui sintomi correlati al covid-19, sui ricoveri ospedalieri e sulla mortalità negli anziani in Inghilterra: test negativo dello studio caso-controllo BMJ, 373, (2021). DOI: https://doi.org/10.1136/bmj.n1088 

10. Pennington T H. Immunità di gregge: potrebbe porre fine alla pandemia di COVID-19? Microbiologia futura, 16 (6), (2021). DOI: https://doi.org/10.2217/fmb-2020-0293 

11. Buss LF, Prete CA, Abrahim CM M et al. Tasso di attacco di tre quarti di SARS-CoV-2 nell'Amazzonia brasiliana durante un'epidemia in gran parte non mitigata. Scienza. 371, 288-292, (2020). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe9728 

12. Sabino E., Buss L., et al. 2021. Ricomparsa del COVID-19 a Manaus, in Brasile, nonostante l'elevata sieroprevalenza. (2021). DOI:https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00183-5 

13. Estiri H., Strasser ZH, Klann JG et al. Previsione della mortalità da COVID-19 con cartelle cliniche elettroniche. npj cifra. Med. 4, 15 (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41746-021-00383-x 

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