Коллективный иммунитет

Коллективный иммунитет (также популяционный иммунитет, стадный иммунитет, от англ. herd immunity) — это состояние популяции, при котором значительная её часть обладает иммунитетом к определённому инфекционному заболеванию, что делает передачу возбудителя от человека к человеку маловероятной и тем самым защищает неиммунных индивидов. Механизм основан на прерывании цепочек заражения: чем больше иммунных людей, тем меньше вероятность, что инфицированный встретит восприимчивого. Коллективный иммунитет не является биологическим свойством отдельного организма, а представляет собой эпидемиологический эффект, зависящий от структуры популяции, характеристик возбудителя и уровня охвата вакцинацией или перенесённой инфекции.

История понятия

Термин «стадный иммунитет» (англ. herd immunity) впервые употребил в 1923 году американский ветеринар Адольф Итон для описания устойчивости популяции крупного рогатого скота к бруцеллёзу после массовой вакцинации. В 1930-х годах британский бактериолог Уильям Топли (William Topley) и его коллеги экспериментально показали, что при высоком уровне иммунных особей в популяции мышей эпидемии брюшного тифа затухают быстрее. В 1971 году американский эпидемиолог Джон Фокс (John Fox) формализовал концепцию для человека, связав её с пороговой долей иммунных, необходимой для предотвращения вспышек кори. Широкое признание идея получила в 1980-х годах в контексте глобальной программы Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по ликвидации оспы, где коллективный иммунитет стал ключевым обоснованием массовой вакцинации. В XXI веке, особенно во время пандемии COVID-19, понятие активно обсуждалось в научной литературе и средствах массовой информации, иногда с искажениями, когда его путали с пассивным приобретением иммунитета через естественное заражение.

Механизм действия

Пороговый уровень

Коллективный иммунитет достигается, когда доля иммунных особей в популяции превышает определённый порог, называемый критическим порогом иммунизации (H). Этот порог зависит от базового репродуктивного числа (R₀) — среднего числа восприимчивых людей, которых заражает один инфицированный в полностью восприимчивой популяции. Формула для расчёта порога:

\[ H = 1 - \frac{1}{R_0} \]

Например, для кори с R₀ = 12–18 порог составляет 92–94 %, для полиомиелита (R₀ = 5–7) — 80–86 %, для гриппа (R₀ = 1,5–2) — 33–50 %. Если доля иммунных ниже порога, эпидемия может развиваться, хотя и медленнее, чем в полностью восприимчивой популяции.

Факторы, влияющие на эффективность

Реализация коллективного иммунитета зависит от нескольких переменных:

• Распределение иммунных в популяции. Если иммунные сконцентрированы в определённых группах (например, в одном регионе или возрасте), защита неиммунных может быть неполной. Важна гомогенность смешивания.
• Длительность иммунитета. Для инфекций с пожизненным иммунитетом (корь, ветряная оспа) порог стабилен; для болезней с угасающим иммунитетом (коклюш, COVID-19) требуется ревакцинация или повторные заражения.
• Структура контактов. В популяциях с высокими контактами между возрастными группами (школы, дома престарелых) порог может быть выше, чем в среднем по популяции.
• Эффективность вакцины. Если вакцина не даёт 100 % защиты, пороговая доля вакцинированных должна быть выше расчётного H.

Способы достижения

Вакцинация

Основной и наиболее безопасный способ формирования коллективного иммунитета — массовая вакцинация. Программы иммунизации позволили ликвидировать оспу (1980 год) и существенно ограничить распространение полиомиелита, кори, краснухи и дифтерии. В России национальный календарь профилактических прививок включает вакцинацию против 12 инфекций, включая корь, паротит, гепатит B и туберкулёз. Для достижения коллективного иммунитета необходимо охватить вакцинацией не менее 95 % детей по кори и 90 % по полиомиелиту (по рекомендациям ВОЗ).

Естественное заражение

Иммунитет может формироваться после перенесённой инфекции, однако этот путь сопряжён с риском тяжёлых осложнений и летальных исходов. Кроме того, не все инфекции оставляют стойкий иммунитет (например, грипп и COVID-19). Естественное заражение не рекомендуется как стратегия достижения коллективного иммунитета, так как может привести к перегрузке системы здравоохранения и росту смертности. Во время пандемии COVID-19 некоторые страны (Швеция, Бразилия) пытались полагаться на естественный иммунитет, но это привело к высокому уровню заболеваемости и смертности без достижения устойчивого порога.

Комбинированный подход

На практике коллективный иммунитет часто достигается сочетанием вакцинации и естественного заражения. Например, в случае кори в странах с высоким охватом вакцинацией (более 95 %) вспышки редки, но при снижении охвата до 90 % возникают локальные эпидемии среди невакцинированных. В России в 2019–2020 годах наблюдался рост заболеваемости корью из-за снижения охвата прививками в некоторых регионах.

Применение в эпидемиологии

Борьба с инфекциями

Коллективный иммунитет — основа стратегии элиминации и ликвидации инфекций. Элиминация означает прекращение циркуляции возбудителя на определённой территории (например, полиомиелит в России с 2002 года), ликвидация — полное исчезновение в мире (оспа). Для элиминации необходимо поддерживать порог коллективного иммунитета в течение длительного времени. ВОЗ использует концепцию для определения целей вакцинации: например, для элиминации кори требуется охват 95 % двумя дозами вакцины.

Моделирование эпидемий

Эпидемиологические модели (SIR, SEIR) используют порог коллективного иммунитета для прогноза развития вспышек. Входные параметры — R₀, длительность иммунитета, структура контактов — позволяют оценить, какой процент популяции нужно вакцинировать или переболеть, чтобы остановить эпидемию. Во время пандемии COVID-19 моделирование показывало, что для варианта «Дельта» (R₀ ≈ 5–7) порог составляет 80–86 %, но из-за угасания иммунитета и появления новых штаммов реальный порог оказался выше.

Ограничения

Коллективный иммунитет не работает для инфекций, которые не передаются от человека к человеку (столбняк, бешенство), или для зоонозных болезней, где источник — животные (сибирская язва). Также он неэффективен для возбудителей с высокой антигенной изменчивостью (вирус гриппа, ВИЧ), где иммунитет после вакцинации или заражения быстро устаревает. В случае COVID-19 коллективный иммунитет не был достигнут ни в одной стране мира к 2024 году из-за появления новых вариантов (Омикрон) и снижения защиты вакцин через 6–12 месяцев.

Критика и заблуждения

Концепция коллективного иммунитета иногда критикуется за упрощение. В реальных популяциях смешивание людей неравномерно, и порог может варьировать. Кроме того, достижение коллективного иммунитета через естественное заражение часто подаётся как «естественный» процесс, но на практике приводит к высокой заболеваемости и смертности, особенно среди уязвимых групп (пожилые, иммунокомпрометированные). В 2020 году ряд политиков и активистов ошибочно утверждали, что коллективный иммунитет можно достичь, позволив инфекции распространяться среди молодых, что противоречит этическим принципам медицины. ВОЗ неоднократно предупреждала, что стратегия «естественного стадного иммунитета» неприемлема для COVID-19.

Другое заблуждение — что коллективный иммунитет защищает каждого неиммунного индивида. На самом деле он лишь снижает вероятность встречи с возбудителем, но не исключает её. Люди с медицинскими противопоказаниями к вакцинации (аллергия на компоненты, иммунодефицит) остаются уязвимыми и защищены только за счёт высокого охвата вакцинацией окружающих.

Интересные факты

• Оспа — единственная инфекция, ликвидированная в мире благодаря коллективному иммунитету, достигнутому массовой вакцинацией. Последний случай зарегистрирован в 1977 году в Сомали.
• Для кори, одной из самых заразных инфекций, порог коллективного иммунитета составляет 92–95 %. В России в 2023 году охват вакцинацией против кори среди детей в возрасте 1 года составил 97,2 % (по данным Роспотребнадзора), что позволило избежать крупных эпидемий.
• Вакцинация против полиомиелита в СССР началась в 1959 году, и к 1962 году заболеваемость снизилась в 100 раз. К 2002 году Россия получила статус страны, свободной от полиомиелита.
• Во время пандемии COVID-19 в 2020–2021 годах в ряде стран (Израиль, Великобритания) были достигнуты высокие уровни вакцинации (более 70 % взрослых), но из-за угасания иммунитета и появления варианта Омикрон коллективный иммунитет не был устойчивым.

Источники

• Topley W.W.C., Wilson G.S. The Spread of Bacterial Infection. The Problem of Herd-Immunity. Journal of Hygiene, 1923.
• Fine P.E.M. Herd Immunity: History, Theory, Practice. Epidemiologic Reviews, 1993.
• Всемирная организация здравоохранения. Доклад о глобальной вакцинации, 2023.
• Роспотребнадзор. Национальный календарь профилактических прививок, 2024.
• Anderson R.M., May R.M. Infectious Diseases of Humans: Dynamics and Control. Oxford University Press, 1991.
• Коваленко А.Л., Онищенко Г.Г. Эпидемиология инфекционных болезней. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2020.