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

Groepsimmuniteit voor COVID-19 wordt bereikt wanneer 67% van de bevolking immuun is voor het virus door infectie en/of vaccinatie, terwijl het pathogeen gedurende de transmissie in de bevolking ongemuteerd blijft. In het geval van een SARS-CoV-2-infectie is het bereiken van groepsimmuniteit lastig vanwege het ontstaan ​​van nieuwe varianten (VoC's), die ongevoelig worden voor de antilichamen die tegen de oorspronkelijke stam zijn aangemaakt. Uit gegevens blijkt dat Israël mogelijk groepsimmuniteit heeft bereikt, aangezien 67.7% van de bevolking immuun is, terwijl dit in het Verenigd Koninkrijk 53.9 % en in de VS 50,5% bedraagt . Ondanks een aanvankelijk hoger infectiepercentage in Brazilië is groepsimmuniteit nog steeds niet bereikt. Dit suggereert dat de bevolking zich moet houden aan de richtlijnen voor sociale afstand, handen wassen en het dragen van mondkapjes, en dat de versoepeling van de maatregelen en de richtlijnen zorgvuldig moeten worden overwogen om verdere catastrofale gebeurtenissen als gevolg van COVID-19 te voorkomen.

Om terug te keren naar de "normale" situatie van vóór COVID-19 , moet er groepsimmuniteit ontstaan ​​binnen de bevolking, waardoor mensen zich weer vrij kunnen bewegen zoals voorheen. Groepsimmuniteit kan worden bereikt door natuurlijke besmetting met het virus of door een bepaald percentage van de bevolking te vaccineren. Laten we eens kijken hoe vaccinatie en besmetting samen kunnen leiden tot groepsimmuniteit en ons terug kunnen brengen naar het leven zonder mondkapjes en sociale afstand dat we voorheen kenden.

Groepsimmuniteit ^{1, 2} verwijst naar een schatting van hoeveel mensen gevaccineerd of geïnfecteerd moeten worden om ervoor te zorgen dat het virus niet langer overdraagbaar is op mensen. Dit betekent dat er geen vatbare individuen meer zijn die de infectie oplopen en verder verspreiden. Hoewel groepsimmuniteit (PI _, het percentage van de bevolking dat immuun is) kan worden berekend op basis van een eenvoudige wiskundige formule ^{1, 2} , PI ₌ 1-1/Ro _, waarbij Ro ₍ "R-nul") het aantal secundaire gevallen aangeeft dat door de infectie wordt veroorzaakt, ook wel het basisreproductiegetal genoemd wanneer infectie plaatsvindt in een immunologisch naïeve populatie (een populatie die niet is geïnfecteerd of gevaccineerd met het virus). In het geval van SARS-CoV-2 is Ro _geschat op ongeveer 3, wat betekent dat elke persoon gemiddeld 3 mensen zal infecteren ^{3, 4} . Als we dit in de bovenstaande formule invullen, krijgen we een P _I- waarde van 0.67. Dit betekent dat als 67% van de bevolking besmet is en/of gevaccineerd is, er sprake is van groepsimmuniteit.

Betekent dit dat landen zoals Israël groepsimmuniteit hebben bereikt, aangezien 67.7% (58.2% volledig gevaccineerd plus 9.5% besmet) van de bevolking in Israël ⁵ immuun is, terwijl landen zoals het VK en de VS groepsimmuniteit zullen bereiken zodra 67% van hun bevolking besmet is en/of gevaccineerd is, wat momenteel 53.9% (47.3% volledig gevaccineerd plus 6.6% besmet) is in het VK ⁶ en 50.5% (40.5% volledig gevaccineerd plus 10% besmet) in de VS ⁷?

Het is lastig om deze vraag te beantwoorden, omdat de berekening van groepsimmuniteit (PI ₎ gebaseerd is op de aanname dat het pathogeen goed gekarakteriseerd is en een goed gekarakteriseerde populatie infecteert. Helaas is dat in dit geval niet zo, aangezien het om een ​​nieuw virus gaat en de geïnfecteerde populatie zeer heterogeen is. De situatie 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 ontwikkeld. Bovendien zijn de nieuwe virusvarianten niet eens hetzelfde en treffen ze niet alle landen. Terwijl in het Verenigd Koninkrijk voornamelijk de B1.1.7-variant voorkomt, hebben India, Singapore en andere landen de B1.617-variant, Brazilië de B1.351-, P.1- en P.2-variant, en het Midden-Oosten de B1.351-variant naast andere varianten. Betekent dit dat meer mensen besmet raken met de nieuwe varianten, ongeacht of ze gevaccineerd zijn tegen de oorspronkelijke stam, waardoor de R₀- _waarde hoger uitvalt? Een AR- _ratio van 5 zou betekenen dat 80% van de bevolking immuun zou moeten zijn om verdere besmetting te voorkomen. Desondanks zijn deze landen (Israël, het VK en de VS) begonnen met het versoepelen van de maatregelen en het opheffen van de beperkingen, gebaseerd op het feit dat ten minste 50% van hun bevolking volledig gevaccineerd is. Is het in het geval van het VK en de VS te vroeg, aangezien de P _I-ratio, gebaseerd op de eenvoudige berekening met de bovengenoemde aannames, nog geen 67% heeft bereikt? Israël kan nog steeds beweren dat het dit percentage heeft bereikt. Er is echter deze week een toename van het aantal gevallen in het VK met 23.3% (vergeleken met de vorige week), met een gelijktijdige toename van de sterfte⁶ ^, terwijl er in de VS deze week een afname van het aantal gevallen met 22% ^is⁷ (vergeleken met de vorige week). De gegevens van de komende maanden zullen uitwijzen of de beslissing van deze landen om de maatregelen te versoepelen en de beperkingen op te heffen juist was of niet.

Met al deze factoren die verband houden met de complexiteit van het virus (verschillende stammen) en de heterogeniteit van de bevolking, is het onmogelijk om het juiste P1-getal te voorspellen _. Het is de moeite waard om hier de infectiecijfers in Brazilië te vermelden, een van de zwaarst getroffen landen in de beginfase van de COVID-19-pandemie. Ondanks een hoog percentage geschatte seroprevalentie (76%) ^¹¹ in Manaus en 70% in Peru¹² ^, ervaren beide landen een hevige tweede golf. Hoewel dit gedeeltelijk kan worden toegeschreven aan de versoepeling van de restricties en de gehouden verkiezingen, kunnen tal van andere factoren hieraan bijdragen. Een daarvan is de overschatting van de seroprevalentie, die in juni 2020 op 52.5% werd geschat. Een andere factor is de opkomst van nieuwe en besmettelijkere stammen (P.1, P.2, B.1.351, B.1.1.7), elk met een eigen unieke reeks mutaties die een ernstiger ziekteverloop veroorzaken. Ten derde kan de aanwezigheid van deze mutaties er ook toe leiden dat de immuunrespons die tegen de oorspronkelijke stam is opgewekt, wordt ontweken ¹².

Een andere vraag betreft de effectiviteit van de momenteel beschikbare vaccins in termen van de bescherming die ze bieden. Gemiddeld wordt geschat dat de effectiviteit van vaccins in termen van bescherming tegen overlijden 72% is⁸, ^wat betekent dat er een kans van 28% is dat iemand overlijdt, zelfs na volledige vaccinatie (na het innemen van de vereiste doses van het vaccin). Meer specifiek was het Pfizer-BioNTech BNT162b2-vaccin 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 B1.1.7-stam⁹ ^. Een ander belangrijk punt om in gedachten te houden is dat vaccinatie niet betekent dat je niet besmet raakt met de ziekteverwekker, maar dat je beschermd bent zoals hierboven vermeld en milde of geen symptomen van de ziekte zult ontwikkelen. Bovendien is er nog geen bewijs dat de immuniteit die wordt verkregen door infectie en/of vaccins tegen SARS-CoV-2 langdurig is. ¹⁰ Dit betekent dat er een adequaat toezichtssysteem moet zijn en dat het vaccinatieprogramma mogelijk moet worden uitgebreid als dit nodig blijkt.

Naast het bereiken van groepsimmuniteit door infectie en volledige vaccinatie, is er nog steeds een kans dat bepaalde individuen getroffen worden en te maken krijgen met ziekte of zelfs overlijden als gevolg van COVID-19. Dergelijke personen kunnen worden geïdentificeerd met behulp van elektronische patiëntendossiers (EPD's) en passende preventieve zorg ontvangen, zoals beschreven in referentie ¹³.

Samenvattend is het voorspellen van groepsimmuniteit voor SARS-CoV-2 een onoverkomelijke uitdaging vanwege de aard van de mutaties die het virus heeft ondergaan en die het besmettelijker maken, in combinatie met de heterogene samenstelling van de geïnfecteerde populatie. Er wordt aangenomen dat totdat de R₀- _waarde dichter bij of onder de 1 komt (wat betekent dat er 100% groepsimmuniteit is bereikt), de bevolking zich moet blijven houden aan maatregelen zoals sociale afstand bewaren, handen wassen wanneer mogelijk en mondkapjes dragen in openbare ruimten om besmetting te voorkomen. Dit betekent dat landen goed moeten nadenken voordat ze besluiten de beperkingen te versoepelen voordat er 100% groepsimmuniteit is bereikt (om het zekere voor het onzekere te nemen) om catastrofale gebeurtenissen als gevolg van 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 

***