ภูมิคุ้มกันหมู่และการป้องกันในชุมชน

ภูมิคุ้มกันหมู่ หรือที่เรียกว่าภูมิคุ้มกันในชุมชนหรือประชากร คือการป้องกันทางอ้อมที่บุคคลที่อ่อนแอจะได้รับเมื่อสัดส่วนที่สูงพอของประชากรโดยรอบมีภูมิคุ้มกันต่อเชื้อโรคติดต่อ เมื่อภูมิคุ้มกันแพร่หลาย ห่วงโซ่การแพร่เชื้อจะหยุดชะงัก และแม้แต่ผู้ที่ไม่มีภูมิคุ้มกันเองก็มีโอกาสน้อยลงที่จะสัมผัสกับเชื้อ

Definition

ภูมิคุ้มกันหมู่คือการลดความเสี่ยงของการติดเชื้อสำหรับสมาชิกที่อ่อนแอของประชากรที่เกิดขึ้นเมื่อสัดส่วนที่มากพอของประชากรนั้นมีภูมิคุ้มกัน เพื่อให้การแพร่เชื้อที่มีประสิทธิภาพของเชื้อโรคถูกยับยั้ง

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมตรรกะทางชีววิทยาประชากรของภูมิคุ้มกันหมู่: ความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนการแพร่พันธุ์และสัดส่วนของประชากรที่ต้องมีภูมิคุ้มกัน ความแตกต่างระหว่างการป้องกันโดยตรงและโดยอ้อม และข้อสมมติฐานและข้อจำกัดของการคำนวณเกณฑ์ เป็นข้อมูลอ้างอิงเชิงแนวคิดและระบาดวิทยา ไม่ใช่แนวทางสำหรับการกำหนดเป้าหมายของโครงการ

Core questions

• จำนวนการแพร่พันธุ์พื้นฐานกำหนดสัดส่วนของประชากรที่ต้องมีภูมิคุ้มกันเพื่อหยุดการแพร่เชื้อที่ยั่งยืนได้อย่างไร?
• ผลกระทบโดยตรงและโดยอ้อม (ภูมิคุ้มกันหมู่) ของการฉีดวัคซีนแตกต่างกันอย่างไร?
• เหตุใดเงื่อนไขในโลกแห่งความเป็นจริง เช่น การผสมผสานที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันและภูมิคุ้มกันที่ลดลง จึงทำให้เกณฑ์คงที่ซับซ้อนขึ้น?

Key concepts

• การป้องกันโดยตรงเทียบกับการป้องกันทางอ้อม
• จำนวนการแพร่พันธุ์พื้นฐาน (R0)
• จำนวนการแพร่พันธุ์ที่มีประสิทธิภาพ
• สัดส่วนการฉีดวัคซีนวิกฤต / เกณฑ์ภูมิคุ้มกันหมู่
• การผสมผสานที่เป็นเนื้อเดียวกันเทียบกับการผสมผสานที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน
• ภูมิคุ้มกันที่ลดลงและการกระตุ้น

Key theories

เกณฑ์การฉีดวัคซีนวิกฤต

ภายใต้ข้อสมมติฐานที่ง่ายขึ้นของการผสมผสานที่เป็นเนื้อเดียวกันและภูมิคุ้มกันตลอดชีวิต การแพร่เชื้อที่ยั่งยืนจะหยุดลงเมื่อสัดส่วนของผู้มีภูมิคุ้มกันเกิน 1 ลบด้วยส่วนกลับของจำนวนการแพร่พันธุ์พื้นฐาน ดังนั้นเชื้อโรคที่มีความสามารถในการแพร่เชื้อสูงจึงต้องการสัดส่วนของผู้มีภูมิคุ้มกันที่สูงขึ้น

Mechanisms

ผู้ติดเชื้อแต่ละรายจะแพร่เชื้อไปยังผู้อื่นจำนวนหนึ่ง ซึ่งขึ้นอยู่กับความสามารถในการแพร่เชื้อของเชื้อโรค และจำนวนผู้สัมผัสที่อ่อนแอ เมื่อบุคคลที่มีภูมิคุ้มกันสะสมในประชากร สัดส่วนของผู้สัมผัสที่อ่อนแอจะลดลง และจำนวนการแพร่พันธุ์ที่มีประสิทธิภาพจะลดลง เมื่อสัดส่วนของผู้มีภูมิคุ้มกันเกินเกณฑ์วิกฤตที่บ่งชี้โดยจำนวนการแพร่พันธุ์พื้นฐาน แต่ละกรณีโดยเฉลี่ยจะสร้างกรณีทุติยภูมิน้อยกว่าหนึ่งกรณี และการแพร่เชื้อไม่สามารถคงอยู่ได้ การประมาณค่าเกณฑ์สมมติว่ามีการผสมผสานที่เป็นเนื้อเดียวกันและภูมิคุ้มกันที่คงทน การรวมกลุ่มของบุคคลที่อ่อนแอและภูมิคุ้มกันที่ลดลงอาจทำให้เกิดการระบาดในท้องถิ่นได้ แม้ว่าภูมิคุ้มกันโดยรวมจะดูสูงก็ตาม

Clinical relevance

ภูมิคุ้มกันหมู่อธิบายว่าทำไมการครอบคลุมในชุมชนที่สูงจึงสามารถปกป้องผู้ที่ไม่สามารถรับวัคซีนได้ เช่น บุคคลที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องบางราย และทำไมการครอบคลุมที่ลดลงในกลุ่มย่อยอาจนำไปสู่การระบาดได้ แนวคิดนี้ถูกนำเสนอในฐานะแนวคิดระดับประชากรเพื่อช่วยในการตีความระบาดวิทยาของการสร้างภูมิคุ้มกัน ไม่ใช่เป็นกฎสำหรับการตัดสินใจฉีดวัคซีนของแต่ละบุคคล

Epidemiology

ในทางปฏิบัติ การป้องกันทางอ้อมได้ถูกสังเกตเห็นในโครงการวัคซีนหลายโครงการ ในขณะที่ประสบการณ์กับไข้หวัดใหญ่และ SARS-CoV-2 ได้เน้นย้ำว่าประสิทธิภาพที่ผันแปร ภูมิคุ้มกันที่ลดลง และความสามารถในการแพร่เชื้อที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้ภูมิคุ้มกันประชากรที่คงทนทำได้ยากและรักษาไว้ได้ยาก

Evidence & guidelines

วรรณกรรมทางทฤษฎีและบทวิจารณ์เกี่ยวกับจำนวนการแพร่พันธุ์และการป้องกันทางอ้อมเป็นพื้นฐานของหัวข้อนี้ ความแข็งแกร่งของหลักฐานสำหรับผลกระทบทางอ้อมแตกต่างกันไปตามเชื้อโรค และควรอ่านทีละโรคมากกว่าที่จะเป็นตัวเลขสากลเพียงตัวเดียว

History

คำว่าภูมิคุ้มกันหมู่เกิดขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 จากการสังเกตว่าโรคระบาดเพิ่มขึ้นและลดลงในประชากรสัตว์และมนุษย์อย่างไร และแนวคิดนี้ต่อมาได้ถูกกำหนดในเชิงปริมาณผ่านคณิตศาสตร์ของจำนวนการแพร่พันธุ์ของโรคระบาด โรคระบาดในศตวรรษที่ 21 รวมถึงการระบาดใหญ่ของ COVID-19 ได้กระตุ้นให้มีการตรวจสอบใหม่ว่าภูมิคุ้มกันหมู่ในโลกแห่งความเป็นจริงมีความแข็งแกร่งเพียงใด

Debates

การฉีดวัคซีนจำนวนมากสามารถสร้างภูมิคุ้มกันหมู่ต่อไวรัสทางเดินหายใจที่แพร่เชื้อได้สูงอย่างน่าเชื่อถือหรือไม่?

สำหรับเชื้อโรคที่มีจำนวนการแพร่พันธุ์สูง ประสิทธิภาพของวัคซีนที่ไม่สมบูรณ์ต่อการแพร่เชื้อ ภูมิคุ้มกันที่ลดลง และการเปลี่ยนแปลงของแอนติเจน สามารถผลักดันสัดส่วนของผู้มีภูมิคุ้มกันที่ต้องการให้เกินกว่าที่ทำได้ ทำให้จุดสิ้นสุดของภูมิคุ้มกันหมู่ที่มั่นคงไม่แน่นอน

Key figures

• Paul Fine
• Roy M. Anderson
• Michael Osterholm

Seminal works

• fine-2011
• anderson-2020

Frequently asked questions

จำนวนการแพร่พันธุ์ที่สูงขึ้นต้องการการครอบคลุมที่สูงขึ้นสำหรับภูมิคุ้มกันหมู่หรือไม่?

ใช่ ยิ่งเชื้อโรคแพร่เชื้อได้มากเท่าใด สัดส่วนของผู้มีภูมิคุ้มกันที่ต้องการเพื่อขัดขวางการแพร่เชื้อที่ยั่งยืนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมโรคติดต่อร้ายแรง เช่น หัด จึงต้องการการครอบคลุมที่สูงมาก

ทำไมการระบาดจึงยังคงเกิดขึ้นได้เมื่อการครอบคลุมโดยเฉลี่ยดูสูง?

การคำนวณภูมิคุ้มกันหมู่สมมติว่าผู้คนผสมผสานกันอย่างสม่ำเสมอ เมื่อบุคคลที่ไม่ได้รับวัคซีนรวมกลุ่มกัน หรือเมื่อภูมิคุ้มกันลดลง กระเป๋าของความอ่อนแอในท้องถิ่นสามารถทำให้เกิดการระบาดได้แม้ว่าค่าเฉลี่ยโดยรวมจะสูงก็ตาม