Limiar de Imunidade de Rebanho

O limiar de imunidade de rebanho é a proporção de uma população que deve estar imune para que a transmissão de um patógeno diminua em vez de crescer. Acima desse limiar, cada pessoa infectada transmite o patógeno para menos de uma outra pessoa em média, de modo que as cadeias de transmissão se extinguem e até mesmo indivíduos suscetíveis recebem proteção indireta.

Definition

O limiar de imunidade de rebanho é a fração mínima de uma população que deve estar imune, em uma população com mistura homogênea, para que o número reprodutivo efetivo caia para um, convencionalmente expresso como 1 menos o recíproco do número reprodutivo básico (1 - 1/R0).

Scope

Esta entrada abrange a definição do limiar, sua derivação a partir do número reprodutivo básico, a cobertura vacinal crítica intimamente relacionada, e as suposições e limitações da fórmula simples. Trata o limiar como um tópico metodológico e conceitual na epidemiologia de doenças infecciosas, não como um objetivo a ser aplicado a qualquer programa específico.

Core questions

• Que fração de uma população deve estar imune para que a transmissão diminua?
• Como o limiar depende do número reprodutivo básico do patógeno?
• Por que a cobertura vacinal crítica pode exceder o limiar de imunidade de rebanho?
• Quais suposições da fórmula simples falham em populações reais e heterogêneas?

Key concepts

• Número reprodutivo básico (R0)
• Número reprodutivo efetivo
• Cobertura vacinal crítica
• Proteção indireta
• Suposição de mistura homogênea
• Heterogeneidade e agrupamento
• Ajuste para vacina imperfeita

Key theories

Limiar a partir do número reprodutivo básico

Quando uma fração igual a 1 - 1/R0 de uma população com mistura homogênea está imune, o número reprodutivo efetivo cai para um e a transmissão não pode mais ser sustentada; quanto maior o R0, maior a fração imune necessária.

Mechanisms

Em um modelo simples onde os indivíduos se misturam aleatoriamente, uma epidemia cresce quando o número médio de casos secundários por infecção excede um. Imunizar uma fração da população reduz o número de contatos suscetíveis que cada caso pode infectar. Quando a fração imune atinge 1 - 1/R0, o número reprodutivo efetivo é igual a um e a transmissão está no ponto de inflexão; acima disso, a transmissão diminui. Como as vacinas são imperfeitas, a cobertura necessária para atingir essa fração imune (cobertura vacinal crítica) é o limiar dividido pela eficácia da vacina, e, portanto, excede o próprio limiar. A fórmula simples assume mistura homogênea e imunidade uniforme; populações reais possuem estrutura etária, heterogeneidade de contato e agrupamento de suscetibilidade, o que pode tornar surtos locais possíveis mesmo quando a imunidade em toda a população está acima do limiar.

Clinical relevance

O limiar explica por que algumas doenças altamente transmissíveis, como o sarampo, exigem cobertura muito alta para serem controladas, e por que bolsões de baixa cobertura podem sustentar surtos apesar da alta imunidade nacional. É um conceito de referência para interpretar o risco de surtos e os objetivos do programa; descreve a dinâmica populacional e não é uma base para decisões individuais de imunização.

Epidemiology

Os limiares estimados escalam com a transmissibilidade: patógenos com altos números reprodutivos básicos, como o sarampo, implicam frações imunes comumente citadas na faixa de aproximadamente 90% ou mais, enquanto infecções menos transmissíveis implicam limiares mais baixos. Como o próprio R0 varia com o cenário e a estrutura populacional, os limiares publicados são aproximados e dependentes do contexto.

History

A observação de que as epidemias de sarampo diminuíam quando uma parcela suficiente de crianças havia sido infectada remonta a trabalhos do início do século XX, e o termo imunidade de rebanho entrou na epidemiologia nesse período. A ligação quantitativa entre o limiar e o número reprodutivo básico foi formalizada na literatura de dinâmica de transmissão, notavelmente por Anderson e May na década de 1980, e as revisões de Fine consolidaram a história, a teoria e as ressalvas práticas do conceito.

Debates

Um único limiar populacional é significativo?

Como as populações reais se misturam heterogeneamente e a imunidade é agrupada, os críticos argumentam que o limiar simples de 1 - 1/R0 pode ser enganoso: surtos podem ocorrer abaixo do alvo aparente em agrupamentos sub-vacinados, e o limiar relevante varia por subgrupo e estrutura de contato.

Key figures

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

Seminal works

• anderson-may-1985
• fine-1993

Frequently asked questions

Por que o limiar de imunidade de rebanho é maior para o sarampo do que para muitas outras doenças?

O sarampo é extremamente transmissível, então seu número reprodutivo básico é alto; como o limiar é 1 menos o recíproco desse número, um número reprodutivo mais alto exige uma fração imune maior para interromper a transmissão.

Por que a cobertura vacinal necessária é geralmente maior do que o próprio limiar?

As vacinas não são perfeitamente protetoras, então nem todos os vacinados se tornam imunes; a cobertura necessária é igual ao limiar da fração imune dividido pela eficácia da vacina, o que a torna maior do que o limiar.