آستانه ایمنی جمعی

آستانه ایمنی جمعی، نسبتی از جمعیت است که باید در برابر یک عامل بیماری‌زا مصون باشند تا انتقال آن به جای رشد، کاهش یابد. بالاتر از این آستانه، هر فرد آلوده به طور متوسط عامل بیماری‌زا را به کمتر از یک فرد دیگر منتقل می‌کند، بنابراین زنجیره‌های انتقال از بین می‌روند و حتی افراد مستعد نیز از محافظت غیرمستقیم برخوردار می‌شوند.

Definition

آستانه ایمنی جمعی حداقل کسری از جمعیت است که باید در یک جمعیت با اختلاط همگن، مصون باشند تا عدد تولید مثل مؤثر به یک کاهش یابد، که به طور متعارف به صورت 1 منهای معکوس عدد پایه تولید مثل (1 - 1/R0) بیان می‌شود.

Scope

این مدخل به تعریف آستانه، استخراج آن از عدد پایه تولید مثل، پوشش واکسیناسیون بحرانی مرتبط نزدیک، و مفروضات و محدودیت‌های فرمول ساده می‌پردازد. این آستانه را به عنوان یک موضوع روش‌شناختی و مفهومی در اپیدمیولوژی بیماری‌های عفونی در نظر می‌گیرد، نه به عنوان هدفی که برای هر برنامه خاصی اعمال شود.

Core questions

• چه کسری از جمعیت باید مصون باشند تا انتقال کاهش یابد؟
• آستانه چگونه به عدد پایه تولید مثل عامل بیماری‌زا بستگی دارد؟
• چرا پوشش واکسیناسیون بحرانی ممکن است از آستانه ایمنی جمعی فراتر رود؟
• کدام مفروضات فرمول ساده در جمعیت‌های واقعی و ناهمگن شکست می‌خورند؟

Key concepts

• عدد پایه تولید مثل (R0)
• عدد تولید مثل مؤثر
• پوشش واکسیناسیون بحرانی
• محافظت غیرمستقیم
• فرض اختلاط همگن
• ناهمگنی و خوشه‌بندی
• تنظیم واکسن ناقص

Key theories

آستانه از عدد پایه تولید مثل

هنگامی که کسری برابر با 1 - 1/R0 از یک جمعیت با اختلاط همگن مصون باشند، عدد تولید مثل مؤثر به یک کاهش می‌یابد و انتقال دیگر نمی‌تواند پایدار بماند؛ هرچه R0 بالاتر باشد، کسر ایمنی مورد نیاز بیشتر است.

Mechanisms

در یک مدل ساده که افراد به صورت تصادفی با هم مخلوط می‌شوند، یک اپیدمی زمانی رشد می‌کند که میانگین تعداد موارد ثانویه به ازای هر عفونت از یک بیشتر شود. ایمن‌سازی کسری از جمعیت، تعداد تماس‌های مستعدی را که هر مورد می‌تواند آلوده کند، کاهش می‌دهد. هنگامی که کسر ایمن به 1 - 1/R0 می‌رسد، عدد تولید مثل مؤثر برابر با یک می‌شود و انتقال در نقطه اوج قرار می‌گیرد؛ بالاتر از آن، انتقال کاهش می‌یابد. از آنجا که واکسن‌ها ناقص هستند، پوشش مورد نیاز برای رسیدن به این کسر ایمن (پوشش واکسیناسیون بحرانی) برابر با آستانه تقسیم بر اثربخشی واکسن است و بنابراین از خود آستانه فراتر می‌رود. فرمول ساده مفروضات اختلاط همگن و ایمنی یکنواخت را در نظر می‌گیرد؛ جمعیت‌های واقعی دارای ساختار سنی، ناهمگنی تماس و خوشه‌بندی استعداد هستند که می‌تواند باعث شیوع‌های محلی شود حتی زمانی که ایمنی در سطح جمعیت بالاتر از آستانه باشد.

Clinical relevance

این آستانه توضیح می‌دهد که چرا برخی بیماری‌های بسیار قابل انتقال، مانند سرخک، برای کنترل نیاز به پوشش بسیار بالایی دارند و چرا مناطق با پوشش پایین می‌توانند شیوع‌ها را با وجود ایمنی ملی بالا حفظ کنند. این یک مفهوم مرجع برای تفسیر خطر شیوع و اهداف برنامه است؛ پویایی جمعیت را توصیف می‌کند و مبنایی برای تصمیمات ایمن‌سازی فردی نیست.

Epidemiology

آستانه‌های تخمینی با قابلیت انتقال مقیاس‌بندی می‌شوند: عوامل بیماری‌زا با اعداد پایه تولید مثل بالا، مانند سرخک، کسرهای ایمنی را نشان می‌دهند که معمولاً در محدوده تقریباً 90 درصد یا بیشتر ذکر می‌شوند، در حالی که عفونت‌های کمتر قابل انتقال، آستانه‌های پایین‌تری را نشان می‌دهند. از آنجا که R0 خود با محیط و ساختار جمعیت متفاوت است، آستانه‌های منتشر شده تقریبی و وابسته به زمینه هستند.

History

مشاهده اینکه اپیدمی‌های سرخک زمانی که سهم کافی از کودکان آلوده شده بودند، فروکش می‌کردند، به کارهای اوایل قرن بیستم بازمی‌گردد و اصطلاح ایمنی جمعی در آن دوره وارد اپیدمیولوژی شد. ارتباط کمی بین آستانه و عدد پایه تولید مثل در ادبیات دینامیک انتقال، به ویژه توسط اندرسون و می در دهه 1980، رسمی شد و بررسی‌های فاین تاریخچه، نظریه و هشدارهای عملی این مفهوم را تثبیت کرد.

Debates

آیا یک آستانه واحد در سطح جمعیت معنی‌دار است؟

از آنجا که جمعیت‌های واقعی به صورت ناهمگن مخلوط می‌شوند و ایمنی خوشه‌بندی شده است، منتقدان استدلال می‌کنند که آستانه ساده 1 - 1/R0 می‌تواند گمراه‌کننده باشد: شیوع‌ها ممکن است در خوشه‌های با واکسیناسیون ناکافی زیر هدف ظاهری رخ دهند، و آستانه مربوطه بر اساس زیرگروه و ساختار تماس متفاوت است.

Key figures

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

Seminal works

• anderson-may-1985
• fine-1993

Frequently asked questions

چرا آستانه ایمنی جمعی برای سرخک بالاتر از بسیاری از بیماری‌های دیگر است؟

سرخک به شدت قابل انتقال است، بنابراین عدد پایه تولید مثل آن بالا است؛ از آنجا که آستانه 1 منهای معکوس آن عدد است، یک عدد تولید مثل بالاتر به کسر ایمنی بزرگتری برای قطع انتقال نیاز دارد.

چرا پوشش واکسیناسیون مورد نیاز معمولاً بالاتر از خود آستانه است؟

واکسن‌ها به طور کامل محافظت‌کننده نیستند، بنابراین همه افراد واکسینه شده مصون نمی‌شوند؛ پوشش مورد نیاز برابر با آستانه کسر ایمن تقسیم بر اثربخشی واکسن است که آن را بزرگتر از آستانه می‌کند.