Immunità di gregge: caratteristiche generali

Definizione di immunità di gregge

L‘Immunità di gregge è un concetto epidemiologico che descrive il raggiungimento della resistenza ad un patogeno. L’immunità è raggiunta tramite programmi di vaccinazione o esposizione naturale all’agente eziologico di una percentuale della popolazione maggiore al 65% (valore soglia). Una volta a contatto con il virus la popolazione risulta immunizzata e di conseguenza sarà protetta anche la restante parte. Se la percentuale della popolazione immunizzata è pari al valore soglia, allora la trasmissione del virus può essere controllata. L’immunità di gregge è l’obiettivo da raggiungere quando si vuole controllare a lungo termine malattie infettive. Il fine ultimo è quello di eliminare il virus inibendone la circolazione. Ad esempio nel 1980 grazie alla campagna vaccinale contro il Vaiolo, l’OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità) dichiarò l’eradicazione del virus Variola dal mondo.

Pandemie, Epidemie ed Endemie

La diffusione di un nuovo agente eziologico è spesso difficilmente controllabile quando all’inizio non si conosce bene il nuovo patogeno e quindi è facile che nasca un focolaio infettivo e che il virus colpisca una piccola percentuale di popolazione limitata ad una regione circoscritta: si parla di endemia. Dopo lo scoppio di un focolaio, si inizia a studiare il patogeno e in base alle sue caratteristiche ci possono essere due risposte: il controllo dei casi se tramite provvedimenti di Sanità pubblica si riesce a contenere il numero di casi endemici e la percentuale di persone infette diminuisce nel tempo fino a una possibile scomparsa; o lo sviluppo di un’epidemia se invece non si riesce a controllare l’endemia, la zona endemica diventa epidemica, ovvero interessa un numero di individui e una regione più ampia. Se i casi aumentano a dismisura si ha una pandemia, l’agente eziologico infetta la maggior parte della popolazione mondiale.

In caso di endemie, epidemie o pandemie causate da un patogeno sconosciuto o anche conosciuto, ci sono obiettivi ben precisi da raggiungere che hanno come scopo la tutela della salute pubblica:

CONTROLLO: Il primo passo contro il nuovo patogeno è quello di riuscire a controllare la diffusione, studiando i parametri epidemiologici e la struttura molecolare del patogeno stesso.
ELIMINAZIONE: Il secondo passo è quello di provare ad eliminare l’agente eziologico, limitandone la circolazione tramite interventi atti a limitare il contagio.
ERADICAZIONE: Il terzo passo è l‘eradicazione ossia l’eliminazione globale del virus. Sono obiettivi raggiungibili, ma alle volte non è possibile eradicare un agente eziologico, infatti attualmente è stato eradicato soltanto il Vaiolo nel 1980. Mentre il controllo e l’eliminazione sono quasi sempre possibili.

Storia

L’interesse per l’immunità di gregge nasce nel XX secolo a Greenwich, dove alcuni scienziati facevano esperimenti sulla difterite e su come i topi potevano essere protetti dall’infezione batterica. Dopo questi esperimenti si arriva all’intuizione dell’importanza dell’immunità di gregge. Inizialmente si parlava di immunità come un concetto che riguardava i singoli individui e solo successivamente all’intuizione di Greenwich si iniziò a parlare di immunità di gregge, quindi di un’immunità che riguarda l’intera popolazione per poter controllare al meglio l’evoluzione epidemica o pandemica di un focolaio. La conferma dell’intuizione si ebbe quando nel 1927 i due epidemiologi William Kermack e Anderson McKendrick proposero modelli matematici per lo studio della propagazione delle malattie infettive.

Significati del termine “Immunità di gregge”

Alcuni autori usano il termine per definire una parte di individui immuni rispetto all’intera popolazione; altri si riferiscono a una percentuale del 65% di individui che devono essere immuni per il raggiungimento della protezione dell’intera popolazione; altri all’immunità da raggiungere per poter proteggere una popolazione da una nuova malattia infettiva. Il fine è il raggiungimento della protezione dal virus della maggior parte della popolazione. In tutte le definizioni fa da background il concetto che la presenza di individui immuni in una popolazione riesca a proteggere anche gli individui più suscettibili, in questo modo la diffusione del virus potrà essere controllata.

Come si raggiunge l’immunità di gregge? Definizione di R0, R, Rt

Il raggiungimento dell’ immunità di gregge in una popolazione è definito sulla base di parametri matematici e statistici ben precisi ed universali. La popolazione viene suddivisa in popolazione immune (protetta) e popolazione suscettibile (non protetta).

R0, numero di riproduzione di base

R0 è il parametro che rappresenta il Numero di Riproduzione di base: numero di casi secondari in una popolazione al 100% suscettibile. Ad esempio se R0=4 significa che un individuo infetta 4 individui suscettibili in una popolazione composta esclusivamente da individui suscettibili (Figura 1).

R0=4, un individuo infetto ne infetta altri 4 suscettibili - Immunità di gregge — *Figura 1 – R0=4, un individuo infetto ne infetta altri 4 suscettibili*

Quando il valore di R0 è minore di 1 significa che 1 individuo può, al massimo, infettare 1 solo altro individuo suscettibile ed in questo caso è possibile eliminare l’agente eziologico dalla circolazione. Mentre se R0 è maggiore di 1 ancora non è possibile controllare l’infezione, se invece R0 è uguale a 1 l’infezione persiste nella popolazione.

R, Numero riproduttivo effettivo

Solitamente è raro che un’intera popolazione sia suscettibile al virus quindi è stato introdotto un secondo parametro: il valore R.

R rappresenta il Numero Riproduttivo Effettivo, ovvero il numero di casi secondari causati da una persona infetta in una popolazione fatta da persone suscettibili e non. R>1 significa che i casi sono in aumento e che si svilupperà un’epidemia; R=1 la malattia è endemica; R<1 ci sarà un declino nel numero di casi.

Il valore di R è calcolato con la seguente formula R=R0⋅x. La formula è il prodotto tra Numero Riproduttivo di base (persone suscettibili infette) e la variabile x, che rappresenta la frazione effettivamente suscettibile a uno specifico agente eziologico.

Ad esempio per l’Influenza R0=12 e solo la metà della popolazione è effettivamente suscettibile quindi Rt=12⋅(1\2)=12⋅0.5=6. Questo significa che un singolo caso di influenza produrrà 6 casi secondari di influenza.

Rt, Numero riproduttivo effettivo a un tempo definito

Rt è Il numero di riproduzione effettivo a un tempo definito e rappresenta il numero effettivo di casi secondari in un determinato periodo di tempo in cui ci sono individui suscettibili e non. Quando Rt>1 si sta sviluppando un’epidemia; Rt=1 la malattia è endemica; Rt<1 la malattia potrebbe smettere di circolare.

A questo proposito sarà possibile raggiungere l’immunità di gregge, quindi un’immunità duratura nel tempo, grazie alla vaccinazione: gli individui vaccinati proteggeranno anche gli individui suscettibili (non vaccinati). In una popolazione è statisticamente definito che maggiore è il numero di persone immuni e minore è il numero di persone suscettibili che possono contrarre più facilmente la malattia. L’immunità di gregge ha un valore di soglia R=1 per cui la malattia infettiva sarà stabile nella popolazione. Inoltre per raggiungere l’Immunità di gregge il 65% della popolazione deve essere vaccinata e quindi diventare immune. Infatti in una popolazione in cui un’alta percentuale di persone risulta essere immune la malattia in ogni caso risulterà essere controllata e risulteranno essere protetti anche individui suscettibili.

Immunità di gregge e SarS-CoV-2

L’obiettivo quindi dell’immunizzazione di un’intera popolazione è l’eradicazione del virus, ma il virus deve avere caratteristiche precise, elencate nella seguente lista, per poter essere considerato eradicabile.

Immunità duratura nel tempo: la vaccinazione o la guarigione dalla malattia (per individui suscettibili e che non possono vaccinarsi per seri motivi di salute, quindi saranno protetti dalla restante popolazione che si è vaccinata) deve dare una resistenza al virus che sia duratura nel tempo, senza necessità di richiami. Questo non è possibile per il Sars-Cov-2 perché il virus muta continuamente e per rimanere protetti c’è la necessità di creare nuovi vaccini sulla base delle mutazioni del genoma virale.
L‘uomo deve essere l’unico ospite: per il Sars-CoV-2 si sa bene che ci sono anche altri animali ospiti.
Il genoma del virus deve essere stabile: il Sars-CoV-2 muta continuamente andando incontro a nuovi riarrangiamenti, riuscendo a infettare l’uomo dopo pochi mesi dalla vaccinazione, per questo sono state messe a punto più dosi.
interventi di Sanità Pubblica: per il Sars-CoV-2 che è un virus a trasmissione orale l’utilizzo delle mascherine è un metodo efficiente ed efficace per proteggersi dal virus.

Il Sars-CoV-2 non ha tutte le caratteristiche per essere eradicato, ovvero per scomparire dal mondo nell’arco di qualche decennio come è avvenuto per il vaiolo; ma può essere continuamente controllato e probabilmente eliminato.

Immunità di gregge