Okvir za praćenje populacijskog imuniteta na SARS-CoV-2

a b s t r a c t

U nastojanju da kontroliraju prijenos SARS-CoV-2, agencije za javno zdravstvo u Sjedinjenim Američkim Državama i širom svijeta nastoje povećati imunitet stanovništva. Imunitet putem cijepljenja i stečen nakon oporavka od prirodne infekcije dva su načina za izgradnju imuniteta stanovništva, pri čemu je cijepljenje siguran put. Međutim, mjerenje doprinosa imunosti populacije od cijepljenja ili prirodne infekcije nije trivijalno. Povijesni broj slučajeva COVID-19 i pokrivenost cijepljenjem nužni su podaci, ali nisu dovoljni za približnu procjenu imuniteta stanovništva. Ovdje razmatramo nijanse mjerenja svakog od njih i predlažemo analitički okvir za integraciju potrebnih podataka o kumulativnim cijepljenjima i prirodnim infekcijama na državnoj i nacionalnoj razini. Za usmjeravanje uvođenja cjepiva i druge aspekte kontrole u nadolazećim mjesecima, preporučujemo analitiku koja kombinira pokrivenost cjepivom s lokalnom (npr. na razini županije) poviješću izvješća o slučajevima i prilagodbom za slabljenje antitijela kako bi se utvrdile lokalne procjene imuniteta stanovništva. Da bi se to postiglo, strateška uporaba minimalno pristranih seroloških istraživanja integriranih s podacima o davanju cjepiva može poboljšati procjene ukupne razine imuniteta za usmjeravanje odluka temeljenih na podacima za sigurno ponovno otvaranje i određivanje prioriteta u naporima cijepljenja.

koristi cistanche za muškarce-jača imunološki sustav

Suzbijanje prijenosa SARS-CoV-2 u zajednici uz olakšavanje povratka u društvenu i ekonomsku normalu zahtijeva izgradnju imuniteta stanovništva.[1] Epidemiološka teorija daje osnovu za izračun cilja za imunitet stanovništva, sugerirajući da ćemo morati postići, ako ne i premašiti, 70%-80% zaštite od infekcije kako bismo spriječili trajni prijenos. Ali kako mjerimo napredak prema tom pragu? Imunitet na SARS-CoV-2- 2 infekciju nastaje na dva osnovna načina – prirodnom infekcijom i cijepljenjem. Prirodna infekcija je opasna; na primjer, prijenos velikih razmjera u Sjedinjenim Državama još uvijek može dovesti do desetaka milijuna infekcija i stotina tisuća smrtnih slučajeva. Cijepljenje osigurava sigurniji put. U Sjedinjenim Državama, od 23. kolovoza 2021., približno 73% svih odraslih osoba primilo je barem jednu dozu cjepiva. Procjene kumulativne incidencije prirodne infekcije variraju, no vjerojatno je više od 30% stanovništva SAD-a zaraženo. Međutim, ove vrijednosti uzete zajedno ne bi trebale značiti da Sjedinjene Države imaju ~100% zaštitu od infekcije. Isto tako, činjenica da je ~50% svih odraslih osoba primilo barem jednu dozu do 20. travnja 2021. ne bi trebala značiti da su Sjedinjene Države imale ~80% zaštite od infekcije prije nekoliko mjeseci.

Razvijanje procjene napretka prema kolektivnom imunitetu uključuje, u teoriji, nabrajanje ljudi koji su doživjeli i preživjeli prirodnu infekciju, bili cijepljeni ili oboje. No, u praksi, ograničenja u dostupnim podacima o kumulativnoj incidenciji, neizvjesnosti o trajnosti zaštite koju osigurava bilo prirodna infekcija ili cijepljenje (protiv cirkulirajućih varijanti) i nedostatak sustavnih podataka o tome koliko je ljudi cijepljeno, a koji su već bili prirodno zaraženi, kompliciraju razvijanje pouzdane procjene našeg napretka prema premašivanju pragova imuniteta stada imuniteta na razini populacije. Ovdje predlažemo okvir za kombiniranje podataka o prirodnoj infekciji, uzimajući u obzir slabljenje antitijela (što nije sinonim za slabljenje imuniteta), s podacima o pokrivenosti cijepljenjem prema rasi/etničkoj pripadnosti i drugim ključnim demografskim podacima, kako bi se pratilo kretanje prema ukupnom i ključnom imunitetu na razini populacije skupine (slika 1). Takvi podaci koji su javno dostupni i/ili su ih javnozdravstvene agencije integrirale u takav okvir potrebni su kako bi se omogućila ažurna procjena imuniteta na razini populacije.

cistanche tubulosa-poboljšava imunološki sustav

Kliknite ovdje za pregled Cistanche proizvoda za jačanje imuniteta

【Tražite više】 E-pošta:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Prvo, još uvijek postoji znatna neizvjesnost u pogledu toga koliko je ljudi zaraženo SARS-CoV-2. Znatan broj zaraženih osoba ne traži skrb niti se testira, a udio dijagnosticiranih slučajeva promijenio se tijekom vremena kako je testiranje postalo dostupnije. Osim toga, slučajevi COVID-19 predstavljaju samo dio infekcija, jer su mnoge asimptomatske.[2] Čak se i ovaj dijagnosticirani udio vjerojatno promijenio tijekom vremena kako su bile zahvaćene različite dobne skupine, pri čemu je mnogo vjerojatnije da će djeca biti asimptomatska (i nedijagnosticirana) nego starije odrasle osobe. Iz tih razloga, seroepidemiološke studije su vrijedan alat za izračunavanje udjela stanovništva koje je zaraženo.[3] U stvarnosti, međutim, ove studije procjenjuju trenutnu prevalenciju antitijela u populaciji. Za neke patogene, antitijela su postojana godinama ili desetljećima i stoga su učinkovita zamjena za prethodnu infekciju i/ili imunitet, ali situacija je kompliciranija za SARS-CoV-2.

S tim u vezi, protutijela na SARS-CoV-2 opadaju ispod razina koje se mogu otkriti u vremenskom rasponu od više mjeseci [4,5] tako da će studije seroprevalencije, bez obzira koliko dobro provedene, podcijeniti udio populacije koja se oporavila od infekcija. Stupanj podcjenjivanja ovisit će o brzini opadanja antitijela, karakteristikama testa, kada je provedena serološka studija i povijesnim uzorcima infekcije u ispitanoj populaciji. Razmotrite, na primjer, dvije različite zajednice koje su pretrpjele epidemije slične veličine: jedna u ožujku 2020., a druga u prosincu 2020. Nakon nekoliko mjeseci antitijela nestaju i postaju nemjerljiva za značajan dio prethodno zaražene populacije, [5] Seropretraživanje provedeno u veljači 2021. pokazalo bi nižu prevalenciju u zajednici A nego B, unatoč sličnom broju kumulativnih infekcija. Ovo je pitanje od praktičnog značaja; seroprevalencija je opala tijekom ljeta i jeseni 2020. u New Yorku, Connecticutu i drugim mjestima koja su imala raširene epidemije u proljeće 2020. i ljeta s niskom incidencijom. Kako bismo objasnili utjecaj slabljenja na procjene seroprevalencije opterećenja bolešću, razvili smo statističku metodu za izračunavanje kumulativne incidencije iz seroprevalencije koja objašnjava smanjenje antitijela.[6] Ovom se metodom procjenjuje koliko je ljudi do danas bilo zaraženo, što može biti znatno više od promatrane seroprevalencije presjeka. Možemo očekivati ​​da će se jaz između seroprevalencije i kumulativne incidencije povećavati kako vrijeme od infekcije raste.

Slika 1. Putovi do imuniteta populacije putem oporavka od prirodne infekcije i cijepljenja. Populacijska imunost kao kombinirana funkcija udjela oporavljenih (x) i udjela cijepljenih (y). Toplinska karta (s konturama) označava procijenjeni udio stanovništva koji je vjerojatno imun na ozbiljne infekcije (f=x + (1-x)∗y). Konturne linije označavaju ekvivalentne razine imuniteta na razini populacije, f. Inicijative cijepljenja koje započinju s procijenjenih 30% oporavljenog stanovništva (procijenjeno putem seropretraživanja kada se računa seroreverzija) dosežu 80% imuniteta na razini populacije s obzirom na intenzivnu kampanju (zeleno; 2/3 cijepljenih, 10% više zaraženih); međukampanja (žuto; 1/2 cijepljenih, 30% više zaraženih) i nepotpuna kampanja (crveno; 1/4 cijepljenih, 43% više zaraženih). Procijenjeni smrtni slučajevi povezani s početkom kampanje cijepljenja i nakon postizanja razine imuniteta ciljne populacije, iako s različitim obuhvatom (smrtni slučajevi se skaliraju s porastom zaražene populacije za svaki scenarij). Nadzorna ploča koja procjenjuje imunitet stanovništva među američkim državama dostupna je na https://popimmunity.biosci.gatech.edu. (Za tumačenje referenci na boju u njihovoj legendi figure, čitatelj se upućuje na web verziju ovog članka.)

Naravno, doista se želi znati razina imuniteta stanovništva, a ne samo koliko ih je zaraženo. Važno za populacijska serološka ispitivanja, gotovo sve osobe zaražene SARS-CoV-2 proizvode antitijela koja se mogu otkriti.[7] Pojavljuju se podaci promatranja koji pokazuju snažnu zaštitu za one s anti-spike IgG protutijelima, [8] što je nalaz u skladu s laboratorijskim studijama koje pronalaze da vezanje protutijela snažno korelira s aktivnošću neutralizacije.[9] Srećom, čak i kada antitijela na SARS-CoV-2 padnu ispod razine koja se može otkriti, osoba još uvijek može biti imuna na infekciju i/ili bolest putem stanične imunosti. Imunitet T stanica, koji može imati ključnu ulogu u srednjoročnoj do dugoročnoj zaštiti, i B stanice pamćenja koje mogu generirati brzi odgovor protutijela nakon ponovne izloženosti ne mjere se samo serološkim testiranjem. I dok trajanje zaštite ostaje nepoznato, čini se da je trajanje vjerojatno znatno dulje od pesimističnog scenarija koji se temelji samo na slabljenju antitijela.[8] Ako varijante imunološkog bijega postanu široko rasprostranjene, korelacija između seroprevalencije i imuniteta stanovništva bit će smanjena. Ova pitanja zahtijevaju daljnje proučavanje i stalnu procjenu širenja varijanti i unakrsne zaštite. Međutim, jasno je da gubitak antitijela koja se mogu otkriti ne znači gubitak imuniteta budući da stanični imunitet postoji nakon raspada antitijela.

cistanche tubulosa-poboljšava imunološki sustav

Cijepljenje se provodi usred ove dinamične pozadine imuniteta stanovništva od prirodne infekcije. Cijepljenje ima potencijal za stvaranje imuniteta kod osjetljive populacije i, ovisno o stopi širenja, može brzo povećati imunitet stanovništva. Ovo je ilustrirano na slici; visoke razine imuniteta (žute konture) javljaju se kombinacijom oporavka od prirodne infekcije i pokrivenosti cjepivom. Model nudi jednostavan okvir za kombiniranje imuniteta od prirodne infekcije i cijepljenja. Da bismo procijenili imunitet populacije, prvo izračunavamo udio osjetljivih na teške infekcije (g), kao funkciju udjela oporavljenih od prirodne infekcije (x) i udjela cijepljenih (y) tako da je g=({{2 }}x)∗(1-y). Ova se formula može protumačiti kao udio stanovništva koji prethodno nije bio zaražen niti cijepljen. Dakle, udio stanovništva (f) za koji je malo vjerojatno da će biti osjetljiv na ozbiljne infekcije je 1-g ili f=1-(1-x)*(1-y) . Ovo se može svesti na f=x+(1- x)y. Ova formula pretpostavlja da je cijepljenje neovisno o prirodnoj infekciji. Ako je veća vjerojatnost da će se prethodno zaražene osobe cijepiti, ova formula precjenjuje imunitet, a ako je vjerojatnije da će se osjetljive osobe cijepiti, ova formula podcjenjuje imunitet. Pretpostavljamo odgodu od dva tjedna kako bismo prepoznali da se imunitet ne stječe trenutačno nakon infekcije i cijele doze(a) cijepljenja. Pod pretpostavkom da se 30% populacije oporavilo u vrijeme uvođenja cjepiva, ističemo tri puta do 80% imuniteta u populaciji: intenzivne, srednje i nepotpune kampanje, od kojih posljednje dvije zahtijevaju više prirodne infekcije (i posljedičnu bolest i smrt ) za postizanje visoke razine imuniteta.

Također treba napomenuti da je prag imuniteta populacije (tj. 'imunitet krda') gruba procjena i da se može promijeniti. Prag imunosti populacije izračunava se, u najjednostavnijem smislu, kao 1–1/R0, uz pretpostavku reprodukcijskog broja R0 od 5; savršen cjeloživotni imunitet i homogeni rizik u cijeloj populaciji. U stvarnosti, svaki od ovih čimbenika je više nijansiran. R0 nije fiksna, biološka vrijednost. Naprotiv, broj reprodukcije će se smanjiti kada se NPI, kao što je maskiranje, prakticiraju i ponovno porasti kada se opuste. Drugo, imunitet na SARS-CoV-2 očito nije savršen niti doživotan, budući da su ponovne infekcije dokumentirane. Treće, i možda najvažnije, nove varijante mogu utjecati na prag kolektivne imunosti na dva načina. Prenosivije varijante kao što je Delta imaju veći R0-. A varijante imunološkog bijega smanjuju udio populacije koja je učinkovito imuna. Dob je još jedan važan čimbenik koji se, radi jednostavnosti, formalno ne uzima u obzir u našoj vizualizaciji. No, imunitet u svim dobnim skupinama pridonosi imunitetu stanovništva. Oko 15% stanovništva SAD-a mlađe je od 12 godina i stoga trenutno nije dobno prihvatljivo za cijepljenje, naglašavajući koliko će biti kritično postići visoku pokrivenost u ostatku stanovništva, uključujući adolescente i mlade odrasle osobe koji su na mnogo nižoj razini rizik od ozbiljne bolesti, ali se unatoč tome može zaraziti i prenijeti na osobe s većim rizikom od teške bolesti.

Imajte na umu da koristimo izraz 'populacijski imunitet' da označimo dio populacije koji nije imunološki naivan, bilo zbog prethodnih infekcija ili cijepljenja. Očekuje se da će ovaj dio populacije imati značajno smanjen rizik od teške infekcije. Shvaćamo da se pojam kolektivni imunitet općenito odnosi na kritičnu točku u kojoj osjetljivo smanjenje dovodi do smanjenja očekivane stope prijenosa. Promatračke studije su pokazale da mRNA cjepiva smanjuju rizik od infekcije uz rizike od teških bolesti,[8] sugerirajući da mRNA cjepiva uključuju i izravne i neizravne koristi.[10]

koristi cistanche za muškarce-jača imunološki sustav

Dodatna složenost u našem okviru je to što su neki pojedinci primili samo jednu dozu 2-doze mRNA cjepiva, od kojih neki neće primiti drugu dozu. Internetska verzija okvira (https://popimmunity.biosci.gatech. edu) izračunava imunitet za populaciju koja je primila barem jednu dozu ili je potpuno cijepljena. Oba mRNA cjepiva koja se koriste u SAD-u daju nešto nižu zaštitu (VE=82%; 95% CI=74%–87%) za jednu dozu u usporedbi s cijelim ciklusom (VE=94%; 95% CI=87%– 97%).[11] Ove procjene učinkovitosti cjepiva u stvarnom svijetu slične su učinkovitosti cjepiva iz ključnih ispitivanja.[12,13] Zaštita cjepivom nije neposredna. Umjesto toga, značajna zaštita počinje oko 10 dana nakon doze 1, s potpunom zaštitom oko 14 dana nakon doze 2. Kao rezultat toga, doći će do značajnog odstupanja između broja cijepljenih i broja imunih. Budući da sva trenutna cjepiva izazivaju odgovor na SARS-CoV-2 spike protein, seroprevalencija za anti-spike IgG također raste u pozadini seroprevalencije koja pada kao rezultat slabljenja antitijela. Porast seroprevalencije nakon uvođenja vjerojatno je pokazatelj imuniteta izazvanog cjepivom, ali treba ga tumačiti u kontekstu pada seroprevalencije izazvane infekcijom u ovoj populaciji. Populacije koje su nedavno imale epidemije možda neće biti u opadanju seroprevalencije kada se uvedu cjepiva. Kritično pitanje u tumačenju seroloških studija nakon cijepljenja i razumijevanju utjecaja cjepiva je distribucija cjepiva. Ako su slučajni, prethodno zaraženi i nezaraženi imali bi jednaku vjerojatnost da će biti cijepljeni. Možda bi bilo idealno najprije cijepiti imunološki osjetljive osobe. S obzirom na ograničeni kapacitet cijepljenja, takav bi pristup bio učinkovitiji od cijepljenja onih koji su već zaštićeni, ali nedostaje nam kapacitet za identifikaciju imunih pojedinaca individualnim serološkim testiranjem prije cijepljenja. Doista, cijepljenje nije primijenjeno ravnomjerno ili pravedno kroz populaciju, s bijelom populacijom koja je cijepljena u višim razinama u usporedbi s crnom i latinoameričkom populacijom.[14] Nasuprot tome, stanovništvo crnaca, hispanoamerikanaca, američkih domorodaca s Havaja i stanovnika pacifičkih otoka bilo je nesrazmjerno zaraženo u ranim fazama izbijanja epidemije u SAD-u. Drugi socioekonomski čimbenici također su doveli do nejednakosti u osjetljivosti na izloženost prijenosu i dostupnosti cjepiva. Uz nejednaku izloženost prirodnoj infekciji praćenu nejednakom distribucijom cjepiva među populacijskim skupinama, mjerenje imuniteta populacije bit će složeno, a serološke studije zahtijevat će nijansirano tumačenje i pažljivu integraciju s podacima o cijepljenju. Kako bi se olakšalo daljnje istraživanje i omogućilo mjerenje kolektivnog imuniteta u važnim podskupinama, agencije za javno zdravstvo u Sjedinjenim Državama i globalno trebale bi izraditi vremenske serije podataka o slučajevima COVID-19, smrtnim slučajevima i pokrivenosti cijepljenjem stratificirane prema dobi, rasi/etničkoj pripadnosti , a zemljopis javno dostupan.

cistanche tubulosa-poboljšava imunološki sustav

Povijesni broj slučajeva COVID-19 i pokrivenost cijepljenjem nužni su podaci, ali nisu dovoljni za približnu procjenu imuniteta stanovništva. Iako često govorimo o epidemiji u zemlji ili državi, prijenos je lokalan, a u velikoj je mjeri i imunitet stanovništva. U skladu s tim, za usmjeravanje uvođenja cjepiva i drugih aspekata kontrole u nadolazećim mjesecima, preporučujemo analitiku koja kombinira pokrivenost cjepivom s lokalnom (npr. na županijskoj razini) poviješću izvješća o slučajevima i prilagodbom za slabljenje protutijela kako bi se dobile lokalne procjene imuniteta stanovništva. Da bi se to postiglo, strateška upotreba minimalno pristranih seroloških istraživanja integriranih s podacima o distribuciji cjepiva može poboljšati procjene ukupne razine imuniteta za usmjeravanje odluka temeljenih na podacima o sigurnom ponovnom otvaranju i davanju prioriteta naporima cijepljenja. Konkretno, preporučujemo populacijske, presječne serološke studije koje pokrivaju dobni raspon, s dovoljnim uzorkovanjem za izradu pouzdanih procjena prema dobi i rasi. Takve visokokvalitetne studije mogu nadopuniti tekuće, praktično uzorkovanje koje provodi CDC.[15] Kako bi se izolirao doprinos prirodne infekcije, ove bi studije trebale testirati nukleokapsidna protutijela koja se ne proizvode cijepljenjem. Ako se primijene u velikom broju, ovi podaci mogu povećati brzinu kojom cijepljenje nadopunjuje već postojeći imunitet kako bi se smanjio rizik prijenosa za sve.

Reference

[1] Sridhar D, Gurdasani D. Imunitet stada putem infekcije nije opcija. Znanost 2021;371:230–1. doi:10.1126/science.abf7921.

[2] Radna grupa Davies NG, Klepac P, Liu Y, Prem K, Jit MCMMID COVID-19. Učinci ovisni o dobi u prijenosu i kontroli epidemije COVID-19. Nat Med 2020; 26: 1205–11. doi:10.1038/s41591-020-0962-9.

[3] Krammer F, Simon V. Serološki testovi za upravljanje COVID-om-19. Znanost 2020;368:1060–1. doi:10.1126/science.abc1227.

[4] Iyer AS, Jones FK, Nodoushani A, Kelly M, Becker M, Slater D, et al. Postojanost i propadanje odgovora ljudskih protutijela na receptorsku veznu domenu SARS-CoV-2 šiljastog proteina u pacijenata s COVID-19. Sci Immunol 2020; 5. doi:10. 1126/sciimmunol.abe0367.

[5] Patel MM, Thornburg NJ, Stubblefield WB, Talbot HK, Coughlin MM, Feldstein LR, et al. Promjena antitijela na SARS-CoV-2 Više od 60 dana među zdravstvenim osobljem u Nashvilleu, Tennessee. JAMA 2020. doi:10.1001/jama. 2020.18796.

[6] Shioda K, Lau MSY, Kraay ANM, Nelson KN, Siegler AJ, Sullivan PS, et al. Procjena kumulativne učestalosti infekcije SARS-CoV-2 i omjera smrtnosti od infekcije u svjetlu opadanja antitijela. Epidemiologija 2021;32(4):518–24. doi:10.1097/EDE.0000000000001361.

[7] Wajnberg A, Amanat F, Firpo A, Altman DR, Bailey MJ, Mansour M, et al. Snažna neutralizirajuća antitijela na SARS-CoV-2 infekciju postoje mjesecima. Znanost 2020;370:1227–30. doi:10.1126/science.abd7728.

[8] Hall VJ, Foulkes S, Charlett A, Atti A, Monk EJM, Simmons R, et al. Stope infekcije SARS CoV-2 kod zdravstvenih radnika s pozitivnim antitijelima u usporedbi s zdravstvenim radnicima s negativnim antitijelima u Engleskoj: velika, multicentrična, prospektivna kohortna studija (SIREN). Lancet 2021;397:1459–69. doi:10.1016/S0140-6736(21)00675-9.

[9] Huang AT, Garcia-Carreras B, Hitchings MDT, Yang B, Katzelnick LC, Rattigan SM, et al. Sustavni pregled imunosti posredovane protutijelima na koronaviruse: kinetika, korelati zaštite i povezanost s ozbiljnošću. Nat Commun 2020;11:4704. doi:10.1038/s41467-020-18450-4.

[10] Gallagher ME, Sieben AJ, Nelson KN, Kraay ANM, Orenstein WA, Lopman B, et al. Neizravne koristi ključno su razmatranje pri ocjenjivanju kandidata za cjepivo protiv SARS-CoV-2. Nat Med 2021; 27:4–5. doi:10.1038/s41591-020-01172-x.

[11] Pilishvili T. Privremene procjene učinkovitosti cjepiva cjepiva Pfizer-Biotech i Moderna COVID-19 među zdravstvenim osobljem — 33 web mjesta u SAD-u, siječanj – ožujak 2021. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2021;70. doi:10.15585/ mmwr.mm7020e2.

[12] Polack FP, Thomas SJ, Kitchin N, Absalon J, Gurtman A, Lockhart S, et al. Sigurnost i učinkovitost BNT162b2 mRNA Covid-19 cjepiva. N Engl J Med 2020;383:2603–15. doi:10.1056/NEJMoa2034577.

[13] Baden LR, El Sahly HM, Essink B, Kotloff K, Frey S, Novak R, et al. Učinkovitost i sigurnost mRNA-1273 SARS-CoV-2 cjepiva. New England Journal of Medicine 2021;384:403–16. doi:10.1056/NEJMoa2035389.

[14] Podaci o ranom državnom cijepljenju podižu oznake upozorenja za rasnu jednakost. KFF; 2021. https://www.kff.org/policy-watch/ early-state-vaccination-data-raise-warning-flags-racial-equity/ (pristupljeno 11. ožujka 2021.).

[15] CDC. Podaci o slučajevima i nadzor. Centar za kontrolu i prevenciju bolesti; 2021. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/covid-data/serology. html (pristupljeno 16. lipnja 2021.).