Umbral de Inmunidad Colectiva

El umbral de inmunidad colectiva es la proporción de una población que debe ser inmune para que la transmisión de un patógeno disminuya en lugar de crecer. Por encima de este umbral, cada persona infectada transmite el patógeno a menos de una persona adicional en promedio, por lo que las cadenas de transmisión se extinguen e incluso los individuos susceptibles reciben protección indirecta.

Definition

El umbral de inmunidad colectiva es la fracción mínima de una población que debe ser inmune, en una población con mezcla homogénea, para que el número reproductivo efectivo descienda a uno, expresado convencionalmente como 1 menos el recíproco del número reproductivo básico (1 - 1/R0).

Scope

Esta entrada abarca la definición del umbral, su derivación a partir del número reproductivo básico, la cobertura de vacunación crítica estrechamente relacionada, y los supuestos y limitaciones de la fórmula simple. Trata el umbral como un tema metodológico y conceptual en la epidemiología de las enfermedades infecciosas, no como un objetivo a aplicar a ningún programa específico.

Core questions

• ¿Qué fracción de una población debe ser inmune para que la transmisión disminuya?
• ¿Cómo depende el umbral del número reproductivo básico del patógeno?
• ¿Por qué la cobertura de vacunación crítica puede exceder el umbral de inmunidad colectiva?
• ¿Qué supuestos de la fórmula simple fallan en poblaciones reales y heterogéneas?

Key concepts

• Número reproductivo básico (R0)
• Número reproductivo efectivo
• Cobertura de vacunación crítica
• Protección indirecta
• Supuesto de mezcla homogénea
• Heterogeneidad y agrupamiento
• Ajuste por vacuna imperfecta

Key theories

Umbral a partir del número reproductivo básico

Cuando una fracción igual a 1 - 1/R0 de una población con mezcla homogénea es inmune, el número reproductivo efectivo desciende a uno y la transmisión ya no puede sostenerse; cuanto mayor sea el R0, mayor será la fracción inmune requerida.

Mechanisms

En un modelo simple donde los individuos se mezclan al azar, una epidemia crece cuando el número promedio de casos secundarios por infección excede uno. La inmunización de una fracción de la población reduce el número de contactos susceptibles que cada caso puede infectar. Cuando la fracción inmune alcanza 1 - 1/R0, el número reproductivo efectivo es igual a uno y la transmisión se encuentra en un punto de inflexión; por encima de este, la transmisión disminuye. Dado que las vacunas son imperfectas, la cobertura necesaria para alcanzar esta fracción inmune (cobertura de vacunación crítica) es el umbral dividido por la efectividad de la vacuna, y por lo tanto excede el umbral mismo. La fórmula simple asume una mezcla homogénea e inmunidad uniforme; las poblaciones reales presentan estructura de edad, heterogeneidad de contacto y agrupamiento de la susceptibilidad, lo que puede hacer posibles brotes locales incluso cuando la inmunidad a nivel poblacional está por encima del umbral.

Clinical relevance

El umbral explica por qué algunas enfermedades altamente transmisibles, como el sarampión, requieren una cobertura muy alta para su control, y por qué los focos de baja cobertura pueden mantener brotes a pesar de una alta inmunidad nacional. Es un concepto de referencia para interpretar el riesgo de brotes y los objetivos de los programas; describe la dinámica poblacional y no es una base para las decisiones individuales de inmunización.

Epidemiology

Los umbrales estimados se correlacionan con la transmisibilidad: los patógenos con números reproductivos básicos altos, como el sarampión, implican fracciones inmunes comúnmente citadas en el rango de aproximadamente el 90 por ciento o más, mientras que las infecciones menos transmisibles implican umbrales más bajos. Dado que el propio R0 varía con el entorno y la estructura de la población, los umbrales publicados son aproximados y dependen del contexto.

History

La observación de que las epidemias de sarampión disminuían cuando una proporción suficiente de niños había sido infectada se remonta a trabajos de principios del siglo XX, y el término inmunidad colectiva entró en la epidemiología en ese período. El vínculo cuantitativo entre el umbral y el número reproductivo básico fue formalizado en la literatura sobre dinámica de transmisión, notablemente por Anderson y May en la década de 1980, y las revisiones de Fine consolidaron la historia, la teoría y las advertencias prácticas del concepto.

Debates

¿Es significativo un único umbral a nivel de toda la población?

Dado que las poblaciones reales se mezclan de forma heterogénea y la inmunidad se agrupa, los críticos argumentan que el umbral simple de 1 - 1/R0 puede inducir a error: pueden producirse brotes por debajo del objetivo aparente en grupos subvacunados, y el umbral relevante varía según el subgrupo y la estructura de contacto.

Key figures

• Roy Anderson
• Robert May
• Paul Fine
• David Heymann

Seminal works

• anderson-may-1985
• fine-1993

Frequently asked questions

¿Por qué el umbral de inmunidad colectiva es más alto para el sarampión que para muchas otras enfermedades?

El sarampión es extremadamente transmisible, por lo que su número reproductivo básico es alto; dado que el umbral es 1 menos el recíproco de ese número, un número reproductivo más alto requiere una fracción inmune mayor para interrumpir la transmisión.

¿Por qué la cobertura de vacunación necesaria suele ser más alta que el propio umbral?

Las vacunas no son perfectamente protectoras, por lo que no todas las personas vacunadas desarrollan inmunidad; la cobertura requerida es igual al umbral de la fracción inmune dividido por la efectividad de la vacuna, lo que la hace mayor que el umbral.