Odporność zbiorowa, zwana także odpornością stadną (ang. herd immunity), to forma ochrony społeczeństwa przed zakażeniami. Występuje, gdy znaczna część populacji staje się odporna na infekcję, zapewniając tym samym ochronę osób słabszych i narażonych na zachorowanie. W celu wytworzenia odporności zbiorowej stosuje się przede wszystkim szczepienia ochronne.
1. Historia odkrycia odporności zbiorowej
Termin “odporność zbiorowa” znany był już pod koniec XIX wieku. Jednak dopiero w drugiej połowie XX wieku zaczęto prowadzić badania nad rozwojem odporności stadnej. Istotnych informacji w badaniach nad odpornością zbiorową dostarczyła popularyzacja obowiązkowych szczepień. Kamieniem milowym było odkrycie w latach 70. przez Smitha i Dietza, że jeśli populacje zaszczepione i niezaszczepione zostaną ze sobą wymieszane w sposób wystarczający do przeniesienia infekcji, to częstość zakażeń spada. Wystarczy, że odsetek osób zaszczepionych jest równy lub większy w stosunku do ilości osób bez podanej immunizacji. [3]
Próg odporności zbiorowej zależy od zakaźności patogenu. Im łatwiej się przenosi, tym wyższy odsetek uodpornionych jest potrzebny.
Chronieni pośrednio są ci, którzy nie mogą być zaszczepieni: niemowlęta, osoby z niedoborem odporności i z przeciwwskazaniami.
2. Cechy odporności zbiorowej
Odporność zbiorowa to odsetek osób w danej populacji z odpowiednio wykształconą odpornością. Termin ten oznacza również stan, w którym układ odpornościowy organizmu jednostki w specyficzny sposób reaguje na określony immunogen. Immunogen to białka, które mogą spowodować indukcję swoistej odpowiedzi odpornościowej. Inni badacze używają odporności zbiorowej w odniesieniu do określonego progowego odsetka osób odpornych, który powinien prowadzić do spadku częstości występowania infekcji. Jeszcze inni stosują go w odniesieniu do wzorca odporności, który powinien chronić populację przed inwazją nowej infekcji. [1,3]
3. Szczepionki
Szczepionka jest preparatem biologicznym, który imituje wirusy i prowadzi do rozwoju odporności analogicznej do tej, którą uzyskuje organizm w czasie pierwszego kontaktu z prawdziwym patogenem. Preparat zawierający fragmenty wirusa jest podawany domięśniowo. Dochodzi do połączenia antygenów wirusa z komórkami dendrytycznymi. Następnie drogami limfatycznymi wędruje on do lokalnych węzłów chłonnych (najczęściej są to węzły pachowe). Węzły chłonne blokują dalsze rozprzestrzenianie się elementów szczepionki i są miejscem stymulacji limfocytów B do produkcji przeciwciał. W przypadku kolejnego zakażenia organizm nie traci czasu na wytworzenie nowych przeciwciał. [5]
3.1. Immunizacja czynna
Podanie szczepionki prowadzi do rozwoju immunizacji i powoduje uruchomienie mechanizmów odpornościowych organizmu, zmniejszając prawdopodobieństwo przeniesienia zakażenia z człowieka na człowieka. Siła wywołania odporności stadnej na daną szczepionkę różni się geograficzne w zależności od zasięgu i możliwości zdrowotnych danej populacji, a także od siły przenoszenia wirusa. Efekt wywołany szczepionką zależy także od poziomu odporności stadnej w danym czasie. Zmienia się on w sposób nieliniowy. Oznacza to, że efekt stadny w danej populacji uzyskany w przypadku jednorazowych i zależnych od sytuacji (tzw. impulsowych, losowych) szczepień jest znacznie wyższy niż w przypadku rutynowego podawania szczepionek. Badania z 1983 roku pokazały, że trzy dawki szczepionki przeciwko polio podane impulsowo zdołały wyeliminować w 65% wirusa polio w badanej populacji, w przeciwieństwie do drugiej grupy, gdzie szczepienia były wykonywane rutynowo przez cały rok. Tam wirusem zaraziło się blisko 90% osób, mimo podanej immunizacji. [1,2]
Chociaż szczepienia rutynowe wydają się bardziej opłacalne dla społeczeństwa, to w praktyce najczęściej stwarzają problemy. Jeżeli prawdopodobieństwo zaszczepienia osób o największym ryzyku jest najmniejsze – np. dlatego, że państwo zmaga się ze złymi warunkami społeczno-ekonomicznymi – potrzebne są dodatkowe zasoby, aby zapewnić wystarczający zasięg szczepionek wśród społeczności znajdujących się w niekorzystnej sytuacji. Nielosowa dystrybucja szczepionki może być nieskuteczna nawet w populacji jednorodnej behawioralnie, jeśli skutkuje skupiskami nieszczepionych osób. Grupy takie są podatne na epidemie. Mogą one powstawać z powodu segregacji społecznej. Przykładem są rodzice, którzy decydują się nie szczepić swoich dzieci. Może to skutkować powstaniem grup populacyjnych, w których poziom szczepień jest znacznie niższy od progu odporności zbiorowej. Ten sam efekt można zaobserwować w społecznościach religijnych, które uchylają się od szczepień. Mimo, że stanowią jedynie niewielką część populacji, to fakt, że często selektywnie mieszają się z innymi członkami tej samej społeczności, oznacza, że są w grupie zwiększonego ryzyka infekcji. [3]
Okresowe epidemie takich chorób jak odra, świnka, różyczka, krztusiec, ospa wietrzna i polio u dzieci wynikają ze wzrostu krytycznej liczby podatnych na zachorowanie osób w populacji. Epidemie mogą zostać opóźnione lub można ich uniknąć, utrzymując liczbę podatnych osobników poniżej tej krytycznej gęstości (tj. utrzymując odsetek osób odpornych powyżej pewnego progu). Jeśli wystarczająca część populacji jest odporna, to wirus nie może się rozprzestrzeniać. Jednakże im mniej biorców szczepionki wykształci po niej odporność, tym wyższy próg poziomu szczepień wymagany jest do ochrony populacji. Podobnie słabnąca odporność wywołana szczepionką wymaga częstszych szczepień przypominających. [1,3,4]
Selektywne szczepienie grup istotnych w transmisji wirusa może spowolnić transmisję choroby w populacjach ogólnych lub zmniejszyć częstość występowania zakażeń wśród segmentów populacji, które mogą być narażone na ryzyko poważnych konsekwencji zdrowotnych. Na przykład selektywne szczepienia dzieci w wieku szkolnym przeciwko grypie były w Japonii stosowane w latach 90. XX wieku i wykazano, że zmniejszają one zachorowalność i śmiertelność wśród osób starszych. [3]
3.2. Efekt stadny
Efekt stadny wywołany immunizacją powoduje przerwanie transmisji patogenu wywołującego zakażenie. Zmniejsza to ryzyko zachorowania, a w przypadku rozwoju infekcji – jej łagodniejszy przebieg. Badania naukowe potwierdzają, że w grupie zaszczepionej zawsze nastąpi zmniejszenie zachorowalności, jeśli występuje efekt stadny. Pojawia się on jednak tylko wtedy, gdy w transmisji uczestniczą osoby zakażone patogenem i kiedy immunizacja wywołuje pewną ochronę przed infekcją oraz jej przenoszeniem. Zatem szczepienie przeciwko tężcowi lub wściekliźnie (nawet jeśli jest podawane rutynowo) nie będzie wywoływało odpowiedzi stadnej. [1]