COVID-19: een evaluatie van kudde-immuniteit en vaccinbescherming

Er wordt gezegd dat groepsimmuniteit voor COVID-19 wordt bereikt wanneer 67% van de bevolking immuun is voor het virus door infectie en/of vaccinatie, terwijl de ziekteverwekker goed gekarakteriseerd (ongemuteerd) blijft tijdens de overdracht in de goed gekarakteriseerde populatie. In het geval van SARS CoV-2-infectie is het een uitdaging om groepsimmuniteit te bereiken vanwege de opkomst van nieuwe varianten van bezorgdheid (VoC), die ertoe leiden dat VoC niet meer reageert op de antilichamen die tegen de ouderstam worden gegenereerd. Uit de gegevens blijkt dat Israël mogelijk groepsimmuniteit heeft bereikt, aangezien het een cijfer van 67.7% van de bevolking heeft bereikt dat immuun is, terwijl de Britse bevolkingmmune bevolking is 53.9% en die van de VS is 50.5%. Ondanks een aanvankelijk hoger infectiepercentage in Brazilië, is de groepsimmuniteit nog steeds niet bereikt. Dit suggereert dat de bevolking zich moet houden aan sociale afstand, handen wassen en maskers dragen en dat de ontgrendelingsrichtlijnen en het gemak van beperkingen zorgvuldig moeten worden overwogen om verdere catastrofale gebeurtenissen van COVID-19 te voorkomen. 

Om het "normale" scenario te bereiken waarin de wereld zich bevond vóór COVID-19, moet binnen de bevolking kudde-immuniteit worden ontwikkeld, zodat mensen kunnen verhuizen en vrij rondlopen zoals voorheen. Kudde-immuniteit kan worden bereikt door mensen die op natuurlijke wijze door het virus worden geïnfecteerd, of door een bepaald percentage mensen te vaccineren. Laten we eens kijken hoe vaccinatie en infectie samen kunnen leiden tot groepsimmuniteit en ons terug kunnen leiden naar het leven zonder maskers en sociale afstand dat we eerder leefden. 

Kudde-immuniteit^{1, 2} verwijst naar een schatting van hoeveel mensen moeten worden ingeënt of besmet om ervoor te zorgen dat het virus niet meer op mensen wordt overgedragen. Dit betekent dat er geen gevoelige personen meer zijn die de infectie krijgen en deze verder verspreiden. Hoewel kudde-immuniteit (P_I, deel van de bevolking dat immuun is) kan worden berekend op basis van een eenvoudige wiskundige formule^{1, 2}, P_I = 1-1/R_o, waar R_o ("R-naught") betekent het aantal secundaire gevallen veroorzaakt door de infectie, ook wel het basisreproductiegetal genoemd wanneer infectie plaatsvindt in een immunologisch naïeve populatie (populatie die niet is geïnfecteerd of gevaccineerd door het virus). In het geval van SARS CoV-2, R_o is geschat op ongeveer 3, wat betekent dat elke persoon gemiddeld 3 mensen zal besmetten^{3, 4}. Als we dit in de bovenstaande formule vervangen, krijgen we een P_I cijfer van 0.67, wat betekent dat als 67% van de bevolking besmet is en/of is gevaccineerd, er sprake is van groepsimmuniteit.  

Betekent dit dat landen als Israël groepsimmuniteit hebben bereikt als 67.7% (58.2% volledig gevaccineerd plus 9.5% geïnfecteerd) van de bevolking in Israël⁵ zijn immuun, terwijl landen als het VK en de VS groepsimmuniteit zullen bereiken zodra 67% van hun bevolking is geïnfecteerd en/of is gevaccineerd, wat momenteel 53.9% (47.3% volledig gevaccineerd plus 6.6% geïnfecteerd) is in het VK⁶, en 50.5% (40.5% volledig gevaccineerd plus 10% geïnfecteerd) in de VS⁷?  

Het is moeilijk om deze vraag te beantwoorden omdat de berekening van kudde-immuniteit (P_I) is gebaseerd op aannames dat de ziekteverwekker goed gekarakteriseerd is en een goed gekarakteriseerde populatie infecteert. Helaas zijn beide in dit geval niet waar, aangezien dit een nieuw virus is en de geïnfecteerde populatie zeer heterogeen is. Het wordt verder gecompliceerd door het feit dat er nieuwe varianten van het SARS CoV-2-virus in de populatie verschijnen die al dan niet op dezelfde manier op het vaccin reageren als de oorspronkelijke virusstam waartegen het vaccin is ontworpen. Bovendien zijn de nieuwe varianten van het virus niet eens in alle landen hetzelfde. Terwijl het VK voornamelijk de B.1.1.7-variant heeft, hebben India, Singapore en andere landen de B1.617-variant, Brazilië heeft B.1.351, P.1 en de P.2-variant, terwijl het Midden-Oosten de B.1.351-variant heeft in naast anderen. Betekent dit dat meer mensen besmet raken door de nieuwe varianten, ongeacht of ze zijn ingeënt tegen de oorspronkelijke stam die R . duwt_o naar een hoger aantal? AR_o van 5 zou betekenen dat 80% van de bevolking immuun moet zijn om verdere infectie te voorkomen. Desalniettemin zijn deze landen (Israël, VK en de VS) begonnen met het ontsluiten en opheffen van de beperkingen op basis van het feit dat ten minste 50% van hun bevolking volledig is gevaccineerd. Is het te vroeg in het geval van het VK en de VS als P_I nog niet eens 67% heeft bereikt op basis van de eenvoudige berekening met de bovengenoemde aannames? Israël kan nog steeds opscheppen dat het dit aantal heeft bereikt. Er is deze week echter een toename van het aantal gevallen in het VK met 23.3% (vergeleken met de vorige week) met een gelijktijdige toename van de mortaliteit⁶, terwijl in de VS het aantal gevallen deze week met 22% is gedaald⁷ (vergeleken met vorige week). De gegevens van de komende maanden zullen bepalen of de beslissing van deze landen om de beperkingen te ontgrendelen en op te heffen correct was of niet? 

Met al deze factoren die verband houden met de complexiteit van het virus (verschillende stammen) en de heterogeniteit van de populatie, is het onmogelijk om de juiste P_I nummer. Het is het vermelden waard hier over de infectiepercentages in Brazilië, een van de zwaarst getroffen landen in de beginfase van COVID-19-infectie. Ondanks een hoog percentage geschatte seroprevalentie (76%)¹¹ in Manaus en 70% in Peru¹², zijn beiden getuige van een felle tweede golf. Hoewel dit gedeeltelijk kan worden toegeschreven aan het gemak van beperkingen en de verkiezingen die werden gehouden, kunnen tal van andere factoren hiervoor verantwoordelijk zijn. Een daarvan zou de overschatting van de seroprevalentie kunnen zijn die in juni 52.5 2020% bedroeg. Ten tweede zou de komst van nieuwe en meer overdraagbare stammen kunnen zijn (P.1, P.2, B.1.351, B.1.1.7), elk met zijn eigen unieke reeks mutaties die een hoge ernst van de ziekte veroorzaken. Ten derde kan de aanwezigheid van deze mutaties ook leiden tot het ontwijken van de immuunrespons die is gegenereerd tegen de oorspronkelijke stam¹².  

Een andere vraag gaat over de werkzaamheid van de momenteel beschikbare vaccins in termen van de bescherming die ze kunnen bieden. Naar schatting is de werkzaamheid van het vaccin in termen van bescherming tegen sterfgevallen gemiddeld 72%⁸ wat betekent dat er een kans van 28% is dat een persoon sterft, zelfs nadat hij volledig is gevaccineerd (na inname van de vereiste doses van het vaccin). Meer specifiek was Pfizer-BioNTech BNT162b2 85% effectief na een enkele dosis, terwijl het Oxford-AstraZeneca ChAdOx1-S-vaccin 80% effectief was na een enkele dosis⁹. Beide vaccins waren ook effectief tegen de B.1.1.7-stam⁹. Een ander belangrijk punt om in gedachten te houden is dat vaccinatie niet betekent dat u niet besmet raakt met de ziekteverwekker, het betekent dat u wordt beschermd zoals hierboven vermeld en dat u milde of geen symptomen van de ziekte krijgt. Bovendien is er nog geen bewijs dat de immuniteit die wordt geboden door infectie en/of vaccins tegen SARS CoV-2 langdurig is of niet?¹⁰ Dit betekent dat er goed toezicht moet zijn en dat het vaccinatieprogramma mogelijk moet worden verlengd als dit het geval is. 

Naast het behalen van kudde-immuniteit door de bevolking door infectie en door volledige vaccinatie, zullen bepaalde individuen waarschijnlijk nog steeds worden getroffen en lijden aan morbiditeit of zelfs mortaliteit die wordt toegeschreven aan COVID-19. Dergelijke mensen kunnen worden geïdentificeerd met behulp van elektronische medische dossiers (EPD's) en voorzien van passende preventieve zorg zoals beschreven¹³. 

Samenvattend is het voorspellen van kudde-immuniteit voor SARS CoV-2 een onoverkomelijke uitdaging vanwege de aard van de mutaties die door het virus zijn verkregen en die het meer overdraagbaar maken in combinatie met de heterogene populatie die wordt geïnfecteerd. Er wordt aangenomen dat tot R_o dichter bij of kleiner wordt dan 1 (dat betekent het bereiken van een kudde-immuniteit van 100%), moet de bevolking zich blijven houden aan de maatregelen van sociale afstand, handen wassen waar mogelijk en maskers dragen in het openbaar om te voorkomen dat ze de ziekte oplopen. Dit betekent dat landen grondig moeten nadenken voordat ze besluiten de beperkingen te versoepelen voordat ze 100% kudde-immuniteit bereiken (aan de veilige kant) om meer catastrofale gebeurtenissen veroorzaakt door COVID-19 te voorkomen.  

***

Referenties 

1. McDermott A. Kernconcept: Kudde-immuniteit is een belangrijk - en vaak verkeerd begrepen - volksgezondheidsfenomeen. Proc. nat. Acad. wetenschap 118 (21), (2021). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2107692118 

2. Kadkhoda K. Herd Immunity to COVID-19: Alluring and Elusive, 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. Het reproductieve aantal van COVID-19 is hoger in vergelijking met het SARS-coronavirus. J Reizen Med. 2020 mrt 13;27(2): taaa021. DOI: https://doi.org/10.1093/jtm/taaa021 . PMID: 32052846; PMCID: PMC7074654.  

4. Billah MA, Miah, M M, Khan M N. Reproductief aantal coronavirus: een systematische review en meta-analyse op basis van bewijs op wereldniveau. PLoS One 15, (2020). Gepubliceerd: 11 november 2020. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0242128 

5. Ministerie van Volksgezondheid Israëlische regering. Persbericht - Israël heft alle beperkingen op het coronavirus op. Publicatiedatum 23.05.2021. Online verkrijgbaar bij https://www.gov.il/en/departments/news/23052021-02 

6. Gov.UK – Coronavirus (COVID-19) in het VK. Online verkrijgbaar bij https://coronavirus.data.gov.uk 

7. CDC COVID-gegevenstracker – COVID-19 Vaccinaties in de Verenigde Staten. Online verkrijgbaar bij  https://covid.cdc.gov/covid-data-tracker/#vaccinations 

8. Jablonska K, Aballea S, Toumi M. De real-life impact van vaccinatie op COVID-19-sterfte in Europa en Israël medRxiv (2021). DOI:https://doi.org/10.1101/2021.05.26.21257844 

9. Effectiviteit van de Pfizer-BioNTech- en Oxford-AstraZeneca-vaccins op covid-19-gerelateerde symptomen, ziekenhuisopnames en mortaliteit bij oudere volwassenen in Engeland: test negatieve case-control studie BMJ, 373, (2021). DOI: https://doi.org/10.1136/bmj.n1088 

10. Pennington T H. Kudde-immuniteit: kan het een einde maken aan de COVID-19-pandemie? Toekomstige microbiologie, 16 (6), (2021). DOI: https://doi.org/10.2217/fmb-2020-0293 

11. Buss LF, Prete CA, Abrahim CM M et al. Driekwart aanvalspercentage van SARS-CoV-2 in het Braziliaanse Amazonegebied tijdens een grotendeels regelrechte epidemie. Wetenschap. 371, 288-292, (2020). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe9728 

12. Sabino E., Buss L., et al. 2021. Heropleving van COVID-19 in Manaus, Brazilië, ondanks hoge seroprevalentie. (2021). DOI:https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00183-5 

13. Estiri H., Strasser ZH, Klann JG et al. Covid-19-sterfte voorspellen met elektronische medische dossiers. npj-cijfer. Med. 4, 15 (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41746-021-00383-x 

***