ساختار جمعیت میزبان و ایمنی جمعی

ایمنی جمعی به محافظت غیرمستقیمی اشاره دارد که زمانی ایجاد می‌شود که بخش کافی از یک جمعیت در برابر ویروس ایمن باشند، به طوری که افراد مستعد محافظت می‌شوند زیرا زنجیره‌های انتقال نمی‌توانند پایدار بمانند. میزان ایمنی مورد نیاز و اثربخشی آن در محافظت، به قابلیت انتقال ویروس و ساختار جمعیت میزبان، از جمله نحوه توزیع تماس‌ها در سنین و گروه‌ها بستگی دارد.

Definition

ایمنی جمعی کاهش خطر عفونت در میان اعضای مستعد یک جمعیت است که زمانی حاصل می‌شود که نسبت کافی از جمعیت ایمن باشند و انتقال پایدار را قطع کنند؛ آستانه ایمنی جمعی، کسری از جمعیت ایمن است که در آن عدد تکثیر مؤثر به یک کاهش می‌یابد.

Scope

این موضوع مفهوم و آستانه ایمنی جمعی، رابطه آن با عدد تکثیر پایه، و تأثیر ساختار جمعیت میزبان، الگوهای تماس، و ناهمگونی بر انتقال و بر ایمنی مورد نیاز برای توقف آن را پوشش می‌دهد. این موارد را به عنوان مفاهیم اپیدمیولوژیک در سطح جمعیت توضیح می‌دهد و به تصمیمات ایمن‌سازی فردی یا توصیه‌های برنامه خاص نمی‌پردازد.

Core questions

• ایمنی جمعی چیست و چگونه از افراد مستعد محافظت می‌کند؟
• آستانه ایمنی جمعی چه ارتباطی با R₀ دارد؟
• ساختار جمعیت میزبان چگونه بر انتقال و ایمنی مورد نیاز تأثیر می‌گذارد؟
• چرا فرمول‌های آستانه ساده می‌توانند پیچیدگی جمعیت‌های واقعی را دست‌کم بگیرند؟
• تفاوت بین ایمنی جمعیت و محافظت فردی چیست؟

Key concepts

• ایمنی جمعی
• آستانه ایمنی جمعی
• نسبت بحرانی ایمن (1 - 1/R0)
• محافظت غیرمستقیم
• ساختار جمعیت میزبان و الگوهای تماس
• ناهمگونی در استعداد ابتلا و انتقال
• ساختار سنی و اختلاط همسان

Mechanisms

هنگامی که یک فرد ایمن نمی‌تواند آلوده شود، زنجیره‌های انتقالی که از طریق آن فرد عبور می‌کردند، شکسته می‌شوند، بنابراین یک کسر ایمن به اندازه کافی بالا، عدد تکثیر مؤثر را به زیر یک کاهش می‌دهد و حتی از کسانی که مستعد باقی می‌مانند محافظت می‌کند. در یک مدل همگن ساده، نسبت آستانه ایمنی تقریباً یک منهای معکوس R₀ است، بنابراین ویروس‌های با قابلیت انتقال بیشتر به ایمنی بالاتری نیاز دارند. با این حال، جمعیت‌های واقعی ساختارمند هستند: تماس‌ها در گروه‌های سنی، خانوارها و شبکه‌های اجتماعی متمرکز هستند، و استعداد ابتلا و عفونت‌زایی بین افراد متفاوت است. این ناهمگونی به این معنی است که آستانه‌های اختلاط یکنواخت تقریبی هستند، ایمنی توزیع شده به طور ناهمگون ممکن است نقاط آسیب‌پذیری را باقی بگذارد، و رابطه بین ایمنی جمعیت و محافظت ظریف‌تر از آن است که یک عدد واحد نشان می‌دهد.

Clinical relevance

مفهوم ایمنی جمعی توضیح می‌دهد که چرا ایمنی در سطح جمعیت می‌تواند از افرادی که خود ایمن نیستند محافظت کند و منطق پشت ایمن‌سازی جمعیت را به عنوان راهی برای قطع انتقال ویروسی فراهم می‌کند. این مدخل ایمنی جمعی را به عنوان یک مفهوم اپیدمیولوژیک ارائه می‌دهد؛ این راهنمایی در مورد اینکه آیا یا چگونه هر فردی باید ایمن شود، یا هدفی برای هیچ برنامه خاصی نیست.

Epidemiology

مطالعات کلاسیک و مروری بر ایمنی جمعی نشان می‌دهند که چگونه آستانه‌های مشتق شده از R₀ به تفسیر ایمن‌سازی در برابر ویروس‌هایی مانند سرخک کمک کرده‌اند، در حالی که تأکید می‌کنند که محافظت در دنیای واقعی به نحوه توزیع ایمنی در یک جمعیت ساختارمند بستگی دارد. ناهمگونی در تماس و استعداد ابتلا می‌تواند آستانه مؤثر را تغییر دهد و یک موضوع تکراری در بحث‌های انتقادی این مفهوم است.

History

اصطلاح ایمنی جمعی در اوایل قرن بیستم وارد اپیدمیولوژی شد و با بلوغ چارچوب عدد تکثیر، مبنای کمی پیدا کرد. بررسی فاین در سال ۱۹۹۳ تاریخچه، نظریه و عمل آن را ردیابی کرد، و یک «راهنمای مختصر» در سال ۲۰۱۱ سوءتفاهم‌های رایج را بازبینی کرد، که هر دو تأکید می‌کنند که آستانه ساده یک ایده‌آل‌سازی است که ساختار واقعی جمعیت آن را پیچیده می‌کند.

Debates

یک آستانه ایمنی جمعی واحد چقدر معنی‌دار است؟

فرمول‌های آستانه اختلاط همگن را فرض می‌کنند، اما ناهمگونی در الگوهای تماس، استعداد ابتلا و دوام ایمنی به این معنی است که آستانه مؤثر می‌تواند با تخمین ساده متفاوت باشد و ممکن است با یک هدف ثابت و قابل دستیابی مطابقت نداشته باشد.

Key figures

• Paul Fine
• Roy Anderson
• Robert May

Seminal works

• fine-1993
• fine-2011

Frequently asked questions

آستانه ایمنی جمعی چه ارتباطی با R₀ دارد؟

در یک مدل ساده با اختلاط یکنواخت، نسبت آستانه ایمنی تقریباً 1 - 1/R₀ است، بنابراین یک ویروس با قابلیت انتقال بیشتر (R₀ بالاتر) به کسر ایمن بزرگ‌تری برای قطع انتقال پایدار نیاز دارد.

آیا ایمنی جمعی تضمین می‌کند که افراد مستعد محافظت می‌شوند؟

این امر با نامحتمل ساختن انتقال پایدار، محافظت غیرمستقیم را فراهم می‌کند، اما محافظت یک اثر در سطح جمعیت است که به نحوه توزیع ایمنی بستگی دارد؛ ایمنی ناهمگون می‌تواند زیرگروه‌های آسیب‌پذیر را حتی زمانی که پوشش کلی بالا است، باقی بگذارد.