Фото носит иллюстративный характер. Из открытых источников.
Фото носит иллюстративный характер. Из открытых источников.

Иммунологические характеристики определят переход COVID-19 в группу эндемичных заболеваний, а вакцинация будет способствовать ускорению этого процесса. Об этом говорится в исследовании американских ученых из университетов Атланты и Пенсильвании, опубликованном в журнале Science.

 

От эпидемического к эндемическому

 

За год после своего появления SARS-CoV-2 получил настолько широкое распространение, что надежды на его исчезновение уже весьма призрачны. Однако есть несколько других коронавирусов человека, которые являются эндемичными и вызывают множественные повторные сезонные инфекции, от тяжелого протекания которых защищает сформировавшийся иммунитет. Американские исследователи, изучая иммунитет, приобретенный от известных родственников нового коронавируса, разработали модель для анализа траектории SARS-CoV-2 до уровня эндемичности. Модель учитывает возрастной профиль заболевания и оценивает влияние вакцинации. Динамика перехода от эпидемического к эндемическому характеру связана со смещением возрастного распределения первичных инфекций на более молодые группы и зависит от скорости распространения вируса. Более длительный стерилизующий иммунитет замедлит переход к эндемичности. Вакцинация же, со своей стороны, может ускорить этот процесс.

 

Анализ иммунологических и эпидемиологических данных по эндемическим коронавирусам человека (HCoV) показывает, что иммунитет, блокирующий инфекцию, быстро ослабевает, однако иммунитет, снижающий частоту заболеваемости, сохраняется долгое время. В целом «доброкачественная» природа таких HCoV позволяет предположить, что после достижения вирусом эндемической фазы и первичного заражения им в детстве SARS-CoV-2 имеет все шансы стать не более опасным, чем простуда. Вирус эволюционирует, и если, продолжая циркулировать в человеческой популяции, он будет изменять уровень иммунитета и устойчивости к заражению в сторону повышения, а тяжесть протекания заболевания в сторону снижения, переход от стадии эпидемии в лагерь эндемиков станет неизбежным.

 

Вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, имеет высокое базовое репродуктивное число (R0) и передается во время бессимптомной фазы инфекции; и то и другое затрудняет контроль. Однако есть 6 других коронавирусов с известными цепочками передачи от человека к человеку, 4 из которых могут дать ключ к разгадке будущих сценариев текущей пандемии. Четыре эндемических коронавируса циркулируют по всему миру; они вызывают лишь легкие симптомы и не являются серьезным бременем для общественного здравоохранения. Два других коронавируса, SARS-CoV-1 и MERS-CoV, появились в последние десятилетия и отличаются более высокими коэффициентом летальности (CFR) и коэффициентом летальности от инфекций (IFR), чем COVID-19, но вызванные ими эпидемии были локализованы, и эти вирусы пока еще не распространялись настолько широко.

 

Ученые исходили из того, что все HCoV вызывают иммунитет со схожими характеристиками, а текущая острая проблема общественного здравоохранения является следствием возникновения эпидемии в иммунологически наивной популяции, в которой более старшие возрастные группы, не имевшие предшествующих контактов, оказались наиболее уязвимыми к тяжелому течению заболевания. Оценив иммунологические и эпидемиологические параметры для эндемичных HCoV, можно строить гипотезы потенциальных изменений (касающихся как передачи возбудителя, так и степени тяжести заболевания) для эндемического перехода вируса со схожими характеристиками (SARS-CoV-2) , но такая модель обязательно должна рассматривать как минимум 3 отдельных показателя иммунной эффективности.

 

Модель дает благоприятный прогноз

 

Согласно данным литературы по моделированию вакцин, иммунитет может обеспечивать защиту тремя способами. В своей наиболее устойчивой форме стерилизующий иммунитет может предотвратить репликацию патогена, тем самым делая хозяина невосприимчивым к повторному заражению, — это иммунная эффективность в отношении восприимчивости (IES). Даже если иммунитет не предотвращает повторное инфицирование, он все же может ослабить патологию, вызванную повторным заражением (IEP), и/или снизить трансмиссивность или инфекционность (IEI). Действительно, экспериментальные исследования повторного контакта с эндемическими вирусами HCoV доказывают, что 3 вида иммунной эффективности ослабевают с разной скоростью. Повторное заражение возможно в течение одного года (относительно короткий показатель IES); однако при повторном заражении симптомы легкие (высокая IEP) и вирус выводится быстрее (средняя IEI).

 

Модель показывает, что частота вирусных атак зависит от сочетания высокой переносимости первичных инфекций (т. е. высокого R0), ослабления стерилизующего иммунитета и значительной передачи повторных инфекций среди пожилых людей.

 

В начале эпидемии возрастное распределение случаев в популяции вполне равномерное (рис. 1A). Однако как только демографические характеристики инфекции достигают стабильного состояния, становится очевидным, что первичные случаи почти полностью возникают среди младенцев и детей раннего возраста (в отношении COVID-19 у них низкий CFR и одновременно низкий IFR). Согласно прогнозам, реинфекции у пожилых людей будут обычным явлением во время эндемической фазы и будут способствовать передаче инфекции, но риску тяжелого течения заболевания эта категория подвергаться не будет, так как некоторый иммунитет уже был приобретен после инфекции, перенесенной в детстве.

 

Со всеми четырьмя эндемичными штаммами HCoV первое знакомство происходит в раннем детстве, анализ данных позволяет оценить средний возраст первичного инфицирования в 3,4–5,1 года. Для того чтобы большинство людей заразились в столь юном возрасте, частота заражения должна превышать передачу только от первичных случаев инфекций. Почти все люди обязательно сталкиваются с этими коронавирусами до достижения 15 - летнего возраста. Отсутствие определяемых титров IgM (острый ответ) у любого человека старше 15 лет предполагает, что повторное инфицирование взрослых вызывает ответную реакцию (это в свою очередь указывает на то, что хотя иммунитет, специфичный к HCoV, может ослабевать, полностью он не исчезает).

 

Время, необходимое для завершения сдвига IFR по мере развития эндемичности, зависит как от передачи (R0), так и от потери иммунитета (ослабления стерилизующего иммунитета и трансмиссивности повторных инфекций), как показано на рис. 1B. Переход от эпидемической к эндемической динамике связан со сдвигом возрастного распределения первичных инфекций в более низкие возрастные группы (рис. 1А). Этот переход может занять от нескольких лет до десятилетий, в зависимости от того, как быстро распространяется патоген. Скорость распространения R0 определяется комбинацией вирусных свойств и частотой социальных контактов и, следовательно, может быть снижена путем социального дистанцирования.

 

Верхняя панель на рис. 1A показывает эффект снижения R0 до 2 (R0 = 2 соответствует слабым мерам социального дистанцирования), тогда как средняя и нижняя панели показывают динамику для более высокого R0 (динамика SARS-CoV-2 при отсутствии мер контроля). Если передача ничем не ограничена, модель прогнозирует высокий уровень заболеваемости и высокий уровень смертности в первые годы после появления вируса. А более длительный стерилизующий иммунитет замедляет переход к эндемичности (рис. 1B), ведь для создания защитного иммунитета требуется более одного инфицирования.

 

Рисунок 1. Временной масштаб перехода от эпидемической к эндемической динамике для коронавирусов (зависит от R0 и скорости ослабления иммунитета).
24рис.1 масшта перехода коронавируса

Замедление эпидемии за счет мер социального дистанцирования, которые снижают R0 до уровня, близкого к 1, сглаживает кривую. Задерживание инфицирования и предотвращение большинства смертей на раннем этапе предоставляет время для разработки эффективной вакцины. Если иммунитет к IES и IEP, вызванный вакциной, аналогичен иммунитету, вызванному инфекциями HCoV, вакцинация поспособствует более быстрому переходу в эндемичный режим. А после достижения эндемического состояния массовая иммунизация может больше и не потребоваться.

 

На рис. 2 показано, как резко падает общий IFR для SARS-CoV-2, в конечном итоге даже ниже, чем у сезонного гриппа (~ 0,001), после достижения эндемичного устойчивого состояния.

 

Рисунок 2. Коэффициент смертности от инфекций (IFR)тдля SARS-CoV-2 послеттого, как он станет эндемичным.рис 2 коэф. смертности


Недостаточно прав для комментирования

При копировании или цитировании текстов активная гиперссылка обязательна. Все материалы защищены законом Республики Беларусь «Об авторском праве и смежных правах».