Herdenimmunität und Gemeinschaftsschutz

Herdenimmunität, auch als Gemeinschafts- oder Populationsimmunität bezeichnet, ist der indirekte Schutz, den anfällige Individuen erhalten, wenn ein ausreichend hoher Anteil der umgebenden Bevölkerung gegen einen ansteckenden Erreger immun ist. Wenn die Immunität weit verbreitet ist, brechen Übertragungsketten zusammen, und selbst Personen, die selbst nicht geschützt sind, sind weniger wahrscheinlich einer Exposition ausgesetzt.

Definition

Herdenimmunität ist die Verringerung des Infektionsrisikos für anfällige Mitglieder einer Population, die eintritt, wenn ein ausreichend großer Anteil dieser Population immun ist, sodass die effektive Übertragung des Erregers unterdrückt wird.

Scope

Dieses Thema behandelt die populationsbiologische Logik der Herdenimmunität: die Beziehung zwischen der Reproduktionszahl und dem Anteil der Bevölkerung, der immun sein muss, die Unterscheidung zwischen direktem und indirektem Schutz sowie die Annahmen und Grenzen von Schwellenwertberechnungen. Es handelt sich um eine konzeptionelle und epidemiologische Referenz, nicht um eine Anleitung zur Festlegung von Programmzielen.

Core questions

• Wie bestimmt die Basisreproduktionszahl den Anteil einer Population, der immun sein muss, um eine anhaltende Übertragung zu stoppen?
• Wie unterscheiden sich direkte und indirekte (Herden-)Effekte der Impfung?
• Warum erschweren reale Bedingungen wie heterogene Durchmischung und nachlassende Immunität einen festen Schwellenwert?

Key concepts

• Direkter versus indirekter Schutz
• Basisreproduktionszahl (R0)
• Effektive Reproduktionszahl
• Kritische Impffraktion / Herdenimmunitätsschwelle
• Homogene versus heterogene Durchmischung
• Nachlassende Immunität und Auffrischung

Key theories

Kritische Impfschwelle

Unter den vereinfachenden Annahmen homogener Durchmischung und lebenslanger Immunität endet die anhaltende Übertragung, sobald der immune Anteil 1 minus dem Kehrwert der Basisreproduktionszahl überschreitet; hochansteckende Erreger erfordern daher höhere immune Anteile.

Mechanisms

Jedes infizierte Individuum überträgt die Infektion auf eine Reihe anderer, die von der Ansteckungsfähigkeit des Erregers und der Anzahl der anfälligen Kontakte abhängt. Wenn sich in einer Population immune Individuen ansammeln, sinkt der Anteil der anfälligen Kontakte, und die effektive Reproduktionszahl nimmt ab. Wenn der immune Anteil den durch die Basisreproduktionszahl implizierten kritischen Schwellenwert überschreitet, erzeugt jeder Fall im Durchschnitt weniger als einen Sekundärfall, und die Übertragung kann nicht aufrechterhalten werden. Schwellenwertschätzungen gehen von homogener Durchmischung und dauerhafter Immunität aus; die Häufung anfälliger Individuen und nachlassende Immunität können lokale Ausbrüche ermöglichen, selbst wenn die Gesamtimmunität hoch erscheint.

Clinical relevance

Herdenimmunität erklärt, warum eine hohe Gemeinschaftsabdeckung diejenigen schützen kann, die nicht geimpft werden können, wie z. B. einige immungeschwächte Personen, und warum eine sinkende Abdeckung in Untergruppen Ausbrüchen vorausgehen kann. Sie wird als populationsbezogenes Konzept angeboten, um die Interpretation der Immunisierungsepidemiologie zu unterstützen, nicht als Regel für individuelle Impfentscheidungen.

Epidemiology

Empirisch wurde indirekter Schutz bei mehreren Impfprogrammen beobachtet, während Erfahrungen mit Influenza und SARS-CoV-2 gezeigt haben, wie variable Wirksamkeit, nachlassende Immunität und sich entwickelnde Übertragbarkeit eine dauerhafte Populationsimmunität schwer erreichbar und aufrechterhaltbar machen.

Evidence & guidelines

Theoretische und Übersichtsartikel zu Reproduktionszahlen und indirektem Schutz untermauern dieses Thema; die Evidenzstärke für indirekte Effekte variiert je nach Erreger und sollte krankheitsspezifisch und nicht als eine einzige universelle Größe betrachtet werden.

History

Der Begriff Herdenimmunität entstand im frühen 20. Jahrhundert aus Beobachtungen, wie Epidemien in Tier- und Menschenpopulationen auf- und abklangen, und das Konzept wurde später durch die Mathematik der epidemischen Reproduktionszahlen quantitativ gefasst. Epidemien des 21. Jahrhunderts, einschließlich der COVID-19-Pandemie, haben die Prüfung, wie robust die Herdenimmunität in der realen Welt sein kann, erneuert.

Debates

Kann eine Massenimpfung zuverlässig Herdenimmunität gegen hochansteckende respiratorische Viren erzeugen?

Für Erreger mit hohen Reproduktionszahlen können eine unvollständige Impfstoffwirksamkeit gegen Übertragung, nachlassende Immunität und antigene Veränderungen den erforderlichen Immunanteil über das Erreichbare hinaus treiben, wodurch ein stabiler Herdenimmunitätsendpunkt unsicher wird.

Key figures

• Paul Fine
• Roy M. Anderson
• Michael Osterholm

Seminal works

• fine-2011
• anderson-2020

Frequently asked questions

Erfordert eine höhere Reproduktionszahl eine höhere Abdeckung für Herdenimmunität?

Ja. Je übertragbarer ein Erreger ist, desto größer ist der immune Anteil, der zur Unterbrechung einer anhaltenden Übertragung erforderlich ist, weshalb hochansteckende Krankheiten wie Masern eine sehr hohe Abdeckung erfordern.

Warum können Ausbrüche immer noch auftreten, wenn die durchschnittliche Abdeckung hoch erscheint?

Berechnungen zur Herdenimmunität gehen davon aus, dass sich Menschen gleichmäßig durchmischen. Wenn ungeimpfte Personen sich häufen oder wenn die Immunität nachlässt, können lokale Anfälligkeitsnester Ausbrüche trotz eines hohen Gesamtdurchschnitts aufrechterhalten.