Когда достаточно большая часть населения становится невосприимчивой к инфекции, она больше не может распространяться. Новое модельное исследование предполагает, что порог для достижения стадного иммунитета к COVID-19 намного ниже, чем предполагали ученые.

По мере того, как правительства во всем мире решают, как быстро ослабить меры по локализации во время пандемии коронавирусной болезни, вопрос о том, достигли ли они стадного иммунитета, станет все более важным для предотвращения дальнейших волн инфекции.

Когда достаточное количество людей в данной популяции становятся невосприимчивыми к инфекции, известной как стадный иммунитет, она разрывает цепь передачи. Вспышка заканчивается, даже в отсутствие профилактических мер.

Однако ослабление профилактических мер до того, как население достигнет стадного иммунитета, может привести ко второй волне инфекции.

Классическая модель, которую эпидемиологи используют для прогноза иммунитета стада, предполагает, что пороговое значение для COVID-19 составляет около 60% населения.

Но модель предполагает, что население приобретает иммунитет благодаря программе вакцинации, а не в результате инфекции во время вспышки.

Возраст и социальная активность

Математики из Университета Ноттингема в Соединенном Королевстве и Стокгольмского университета в Швеции поняли, что разные группы населения в разных группах населения распространяют инфекции с разной скоростью.

Когда они обновили классическую модель, чтобы учесть показатели передачи в разных возрастных группах и среди людей с различными уровнями социальной активности, порог для иммунитета стада снизился до 43%.

Исследование, опубликованное в Science, предполагает, что социальная активность является более важным фактором, определяющим порог, чем возраст.

«Принимая этот новый математический подход к оценке уровня стада иммунитета, мы обнаружили, что он может быть снижен до 43%, и что это снижение в основном связано с уровнем активности, а не с возрастной структурой», — говорит профессор Франк Болл из Ноттингемского университета, один из авторов исследования.

«Уровень иммунитета в стаде ниже, когда иммунитет вызван распространением заболевания, чем когда иммунитет возникает от вакцинации», — продолжает он.

Математики подчеркивают, что их оценка является иллюстрацией того, как изменчивость скоростей передачи в популяции влияет на иммунитет стада, а не на точное значение.

Тем не менее, новая модель предполагает, что население может достичь стадного иммунитета раньше — и после меньшего количества смертей — чем предполагали некоторые прогнозы в начале пандемии.

Как распространяются инфекции

Чтобы создать свою модель, математики добавили две функции, которые, как они знали, играют важную роль в распространении инфекции.

Первая заключалась в разделении населения на шесть возрастных групп, каждая из которых имела в среднем различное количество социальных контактов.

Второй связан с разделением этих возрастных категорий на высокий, средний и низкий уровни социальной активности.

Математики предположили, что в среднем человек начинает передавать вирус другим через 3 дня после заражения и продолжает распространять его в течение 4 дней.

Они также предположили, что в начале вспышки каждый человек, зараженный вирусом, передает его в среднем 2,5 другим людям.

Модель предполагала, что население достигнет стадного иммунитета, как только 43% людей заразились вирусом. В этот момент инфекция перестает распространяться, и вспышка заканчивается.

Дальнейшие уточнения

Математики признают, что их модель выиграет от дальнейшей доработки с учетом других факторов. К ним относятся переменные темпы распространения в домохозяйствах, школах, на рабочих местах и ​​плотности населения.

В результате оценки иммунитета стада будут различными для каждой страны.

Другое серьезное ограничение их модели заключается в том, что она предполагает, что у зараженного человека будет развиваться длительный иммунитет к дальнейшим инфекциям.

Недавнее исследование показывает, что люди, у которых есть вирус, но у которых нет симптомов, имеют более слабый иммунный ответ на вирус, чем те, у кого развиваются более тяжелые инфекции.

Авторы нового исследования пишут:

«В нашей модели мы предполагаем, что заражение вирусом и последующая очистка от вируса приводят к иммунитету от дальнейшего заражения в течение длительного периода времени. Если происходит относительно быстрая потеря иммунитета или если мы хотим рассмотреть шкалу времени, когда влияние демографических процессов, таких как рождение и люди, меняющие возрастную группу, становится существенным, нам нужны дополнительные модели».