โครงสร้างประชากรผู้รับและภูมิคุ้มกันหมู่

ภูมิคุ้มกันหมู่หมายถึงการป้องกันทางอ้อมที่เกิดขึ้นเมื่อประชากรส่วนใหญ่มีภูมิคุ้มกันต่อไวรัสเพียงพอ ทำให้บุคคลที่อ่อนแอได้รับการปกป้องเนื่องจากห่วงโซ่การแพร่เชื้อไม่สามารถคงอยู่ได้ ปริมาณภูมิคุ้มกันที่จำเป็นและประสิทธิภาพในการป้องกันขึ้นอยู่กับการแพร่เชื้อของไวรัสและโครงสร้างของประชากรผู้รับ รวมถึงการกระจายตัวของการสัมผัสระหว่างช่วงอายุและกลุ่มต่างๆ

Definition

ภูมิคุ้มกันหมู่คือการลดความเสี่ยงของการติดเชื้อในกลุ่มสมาชิกที่อ่อนแอของประชากร ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสัดส่วนที่เพียงพอของประชากรมีภูมิคุ้มกัน ทำให้การแพร่เชื้ออย่างต่อเนื่องหยุดชะงัก เกณฑ์ภูมิคุ้มกันหมู่คือสัดส่วนของผู้มีภูมิคุ้มกันที่ทำให้จำนวนการแพร่พันธุ์ที่มีประสิทธิภาพลดลงเหลือหนึ่ง

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมแนวคิดและเกณฑ์ของภูมิคุ้มกันหมู่ ความสัมพันธ์กับจำนวนการแพร่พันธุ์พื้นฐาน และอิทธิพลของโครงสร้างประชากรผู้รับ รูปแบบการสัมผัส และความหลากหลายต่อการแพร่เชื้อและภูมิคุ้มกันที่จำเป็นในการหยุดยั้งการแพร่เชื้อ โดยอธิบายสิ่งเหล่านี้ในฐานะแนวคิดทางระบาดวิทยาในระดับประชากร และไม่ได้กล่าวถึงการตัดสินใจฉีดวัคซีนของแต่ละบุคคลหรือคำแนะนำโครงการเฉพาะเจาะจง

Core questions

• ภูมิคุ้มกันหมู่คืออะไร และปกป้องบุคคลที่อ่อนแอได้อย่างไร?
• เกณฑ์ภูมิคุ้มกันหมู่มีความสัมพันธ์กับ R₀ อย่างไร?
• โครงสร้างประชากรผู้รับส่งผลต่อการแพร่เชื้อและภูมิคุ้มกันที่จำเป็นอย่างไร?
• เหตุใดสูตรเกณฑ์ที่เรียบง่ายจึงอาจประเมินความซับซ้อนของประชากรจริงต่ำไป?
• ความแตกต่างระหว่างภูมิคุ้มกันของประชากรและการป้องกันของแต่ละบุคคลคืออะไร?

Key concepts

• ภูมิคุ้มกันหมู่
• เกณฑ์ภูมิคุ้มกันหมู่
• สัดส่วนวิกฤตของผู้มีภูมิคุ้มกัน (1 - 1/R0)
• การป้องกันทางอ้อม
• โครงสร้างประชากรผู้รับและรูปแบบการสัมผัส
• ความหลากหลายในความอ่อนแอและการแพร่เชื้อ
• โครงสร้างอายุและการผสมแบบคละกลุ่ม

Mechanisms

เมื่อบุคคลที่มีภูมิคุ้มกันไม่สามารถติดเชื้อได้ ห่วงโซ่การแพร่เชื้อที่จะผ่านบุคคลนั้นจะถูกทำลาย ดังนั้นสัดส่วนของผู้มีภูมิคุ้มกันที่สูงพอจะลดจำนวนการแพร่พันธุ์ที่มีประสิทธิภาพให้ต่ำกว่าหนึ่งและปกป้องแม้กระทั่งผู้ที่ยังคงอ่อนแอ ในแบบจำลองที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างง่าย สัดส่วนภูมิคุ้มกันที่เป็นเกณฑ์จะอยู่ที่ประมาณหนึ่งลบด้วยส่วนกลับของ R₀ ดังนั้นไวรัสที่แพร่เชื้อได้ง่ายกว่าจึงต้องการภูมิคุ้มกันที่สูงกว่า อย่างไรก็ตาม ประชากรจริงมีโครงสร้าง: การสัมผัสจะกระจุกตัวอยู่ในกลุ่มอายุ ครัวเรือน และเครือข่ายทางสังคม และความอ่อนแอและการแพร่เชื้อจะแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคล ความหลากหลายนี้หมายความว่าเกณฑ์การผสมแบบสม่ำเสมอเป็นเพียงการประมาณการ ภูมิคุ้มกันที่กระจายไม่สม่ำเสมออาจทำให้เกิดช่องโหว่ และความสัมพันธ์ระหว่างภูมิคุ้มกันของประชากรกับการป้องกันมีความละเอียดอ่อนมากกว่าที่ตัวเลขเดียวจะบ่งบอกได้

Clinical relevance

แนวคิดภูมิคุ้มกันหมู่อธิบายว่าทำไมภูมิคุ้มกันระดับประชากรจึงสามารถปกป้องบุคคลที่ไม่มีภูมิคุ้มกันได้ และเป็นเหตุผลเบื้องหลังการสร้างภูมิคุ้มกันในประชากรเพื่อหยุดยั้งการแพร่เชื้อไวรัส บทความนี้เสนอภูมิคุ้มกันหมู่ในฐานะแนวคิดทางระบาดวิทยา ไม่ใช่แนวทางเกี่ยวกับว่าบุคคลใดควรได้รับการฉีดวัคซีนอย่างไร หรือเป็นเป้าหมายสำหรับโครงการใดโครงการหนึ่งโดยเฉพาะ

Epidemiology

การศึกษาแบบคลาสสิกและบทวิจารณ์เกี่ยวกับภูมิคุ้มกันหมู่แสดงให้เห็นว่าเกณฑ์ที่ได้จาก R₀ ได้ให้ข้อมูลในการตีความการสร้างภูมิคุ้มกันต่อไวรัส เช่น โรคหัด ในขณะที่เน้นย้ำว่าการป้องกันในโลกแห่งความเป็นจริงขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของภูมิคุ้มกันในประชากรที่มีโครงสร้าง ความหลากหลายในการสัมผัสและความอ่อนแอสามารถเปลี่ยนเกณฑ์ที่มีประสิทธิภาพได้ และเป็นประเด็นที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ในการอภิปรายเชิงวิพากษ์เกี่ยวกับแนวคิดนี้

History

คำว่าภูมิคุ้มกันหมู่เข้าสู่ระบาดวิทยาในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 และได้รับการวางรากฐานเชิงปริมาณเมื่อกรอบการทำงานของจำนวนการแพร่พันธุ์พัฒนาขึ้น บทวิจารณ์ของ Fine ในปี 1993 ได้ติดตามประวัติ ทฤษฎี และการปฏิบัติ และ 'คู่มือฉบับย่อ' ในปี 2011 ได้ทบทวนความเข้าใจผิดที่พบบ่อย โดยทั้งสองเน้นย้ำว่าเกณฑ์ที่เรียบง่ายเป็นอุดมคติที่โครงสร้างประชากรจริงทำให้ซับซ้อนขึ้น

Debates

เกณฑ์ภูมิคุ้มกันหมู่เดียวมีความหมายเพียงใด?

สูตรเกณฑ์สมมติว่ามีการผสมแบบเป็นเนื้อเดียวกัน แต่ความหลากหลายในรูปแบบการสัมผัส ความอ่อนแอ และความคงทนของภูมิคุ้มกันหมายความว่าเกณฑ์ที่มีประสิทธิภาพอาจแตกต่างจากการประมาณการแบบง่าย และอาจไม่สอดคล้องกับเป้าหมายที่กำหนดและสามารถทำได้

Key figures

• Paul Fine
• Roy Anderson
• Robert May

Seminal works

• fine-1993
• fine-2011

Frequently asked questions

เกณฑ์ภูมิคุ้มกันหมู่มีความสัมพันธ์กับ R₀ อย่างไร?

ในแบบจำลองอย่างง่ายที่มีการผสมแบบสม่ำเสมอ สัดส่วนภูมิคุ้มกันที่เป็นเกณฑ์จะอยู่ที่ประมาณ 1 - 1/R₀ ดังนั้นไวรัสที่แพร่เชื้อได้ง่ายกว่า (R₀ สูงกว่า) จึงต้องการสัดส่วนของผู้มีภูมิคุ้มกันที่มากขึ้นเพื่อหยุดยั้งการแพร่เชื้ออย่างต่อเนื่อง

ภูมิคุ้มกันหมู่รับประกันว่าบุคคลที่อ่อนแอจะได้รับการปกป้องหรือไม่?

ภูมิคุ้มกันหมู่ให้การป้องกันทางอ้อมโดยทำให้การแพร่เชื้ออย่างต่อเนื่องไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ แต่การป้องกันเป็นผลกระทบระดับประชากรที่ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของภูมิคุ้มกัน ภูมิคุ้มกันที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้กลุ่มย่อยที่อ่อนแอเหลืออยู่ได้ แม้ว่าความครอบคลุมโดยรวมจะสูงก็ตาม