Approfondimenti,Notizie,Rubriche

Herd Immunity: l’immunità di gregge

31 Gen , 2016  

 

a cura della Dr.ssa Emma Pistelli

Red apple among green onesL’immunità di gregge è un tema molto dibattuto in questi giorni. Si legge sempre che è necessario vaccinare il 95% della popolazione per tutelare anche quanti non possono essere vaccinati per motivi di salute.

In realtà questo argomento non si può trattare con faciloneria. La traduzione della Dottoressa Emma Pistelli ci introduce all’argomento: in un articolo che esalta l’herd immunity, vengono riconosciuti anche i suoi limiti e sono indicate le soglie per contrastare le malattie infettive. Queste sono variabili, mutano seconda delle malattie e del grado di sviluppo dei paesi. Non esistono numeri magici.

L’articolo di cui proponiamo alcuni estratti, cerca di chiarire il concetto dell’”herd immunity”, che in italiano è traducibile come “immunità di gregge”

 

Herd Immunity: History, Theory, Practice
Paul E. M. Fine


L’immunità di gregge riguarda la protezione delle popolazioni dall’ammalarsi da certe malattie infettive, grazie alla presenza, all’interno di quelle popolazioni, di soggetti immuni.
L’immunità di gregge è un tema frequentemente discusso nella letteratura medica  e che recentemente è tornato in auge, perché è considerata una tappa obbligata e una conseguenza dei programmi di vaccinazione, tesi, in varie parti del mondo, a eradicare(A)  o a eliminare questa o quella malattia infettiva. In realtà, tra i vari autori non c’è concordanza su molti punti. Ad esempio, molti hanno opinioni molto divergenti su quale sia, da un punto di vista quantitativo, la soglia richiesta nell’immunità di gregge per ottenere l’eradicazione del morbillo. Questa soglia, a seconda degli autori, varia dal 70% al 95%. E in epidemiologia, non trovarsi d’accordo sui numeri è un problema, soprattutto quando ci sono percentuali tanto diverse. Diversi autori si basano su un articolo pubblicato nel 1971 da Fox, intitolato: “Herd immunity: basic concept and relevance to public health immunization practices” (15)(B) . In questo articolo, l’immunità di gregge è definita come “la resistenza di un gruppo all’attacco di una malattia, verso cui una grande proporzione dei membri di quel gruppo è immune, riducendo così la possibilità che un individuo malato entri in contatto con un individuo suscettibile”.(16). Già questa definizione dà adito a diverse interpretazioni. Interpretazioni di tipo quantitativo, intendendo l’immunità di gregge come una resistenza parziale, che si riflette in una riduzione della frequenza della malattia, perché il numero dei possibili contagianti e degli individui suscettibili si riduce. Ma anche interpretazioni di tipo qualitativo, che considerano l’immunità di gregge come una resistenza totale, con una soglia o una percentuale di soggetti immuni, al di sopra della quale l’infezione non è più presente. Ad esempio, in una popolazione può essere presente un’immunità di gregge di tipo parziale (e quindi quantitativa) senza avere l’altra (totale e qualitativa). Ciò che rileva, è che queste definizioni non sono adatte alle situazioni in cui l’immunità indotta dal vaccino sia trasferita o direttamente, come accade per gli anticorpi materni contro il tetano, o indirettamente, come accade nel caso di diffusione secondaria dei vaccini orali anti-polio tra i membri di una popolazione oppure nelle situazioni in cui i vaccini conferiscono livelli diversi di protezione contro l’infezione, la malattia o la trasmissione, come sembra accadere nella pertosse, nella difterite e forse nella malaria. L’intento dell’articolo che stiamo commentando  è fare una “review” di quanto è stato pubblicato sull’argomento nella letteratura medica e di confrontare le ipotesi e le teorie con gli effetti pratici, valutandone le reciproche corrispondenze. Prima di addentrarci nella sostanza della discussione, diamo qualche notizia storica. La prima volta che, in un articolo è stato usato il termine “herd immunity” è stato nel 1926. L’articolo era intitolato “”The spread of bacterial  infection: the problem of herd immunity”  (38) (C)  e gli autori erano Tapley e Wilson, che avevano osservato il contagio di un batterio, il Bacillus enteritidis, all’interno di una comunità di topi da laboratorio. La loro conclusione fu: “Supponendo che una determinata popolazione abbia una resistenza totale contro un agente batterico, in che modo questa resistenza si distribuisce agli individui a rischio, per proteggerli dalla malattia, di cui il batterio è l’agente eziologico?” Wilson ricorda che la prima volta che sentì il termine “herd immunity” fu in una conversazione con Greenwood e quest’ultimo usò questo termine nel suo libro, del 1936, Epidemics and Crowd Diseases (40). Sebbene questi autori non facessero distinzione tra la protezione diretta e indiretta derivata dall’immunità indotta dai vaccini, tuttavia, in seguito, altri autori utilizzarono il termine per indicare la protezione indiretta estesa a persone non immuni, grazie alla presenza ed alla vicinanza con persone immuni. Che la presenza di individui immuni potesse garantire una protezione indiretta era cosa nota già nel diciannovesimo secolo. Nel 1840, Farr dichiarava: “il vaiolo potrebbe essere disturbato ed anche arrestato dalla vaccinazione, che abbia protetto parte della popolazione…” (41). Osservazioni, secondo le quali le epidemie si esaurivano prima del contagio di tutti I soggetti suscettibili, fecero nascere un’importante controversia in ambito epidemiologico. Questa controversia era tra coloro che ritenevano che l’epidemia finiva a causa delle modificazioni subite dall’agente infettivo (cioè, a causa dei passaggi seriali, si riduceva la virulenza) (42) e coloro che affermavano che ciò era il riflesso delle dinamiche tra i vari segmenti della popolazione in cui c’erano individui immuni, individui suscettibili e individui infettati (43). Ogni argomento era supportato da numeri ed osservazioni (44). All’epoca prevalse la seconda spiegazione; la sua semplice formulazione matematica, il “mass action principle” (D) , che è diventato un caposaldo della teoria epidemiologica, fornì uno degli argomenti più semplici per spiegare la protezione ottenuta con l’ “herd immunity”. Il concetto dell’ “herd immunity” è spesso invocato quando si parla dell’eradicazione delle malattie, nei programmi di vaccinazione. E’ interessante che sia Jenner (45) sia Pasteur (46), figure centrali degli esordi della pratica vaccinale, riconobbero le potenzialità dei vaccini nell’eradicazione di specifiche malattie, ma mai considerarono gli effetti sul resto della comunità non vaccinata. L’articolo poi indaga le teorie epidemiologiche, che sono alla base del concetto dell’immunità di gregge. Evitando di addentrarci in ambiti troppo specialistici, riferirei invece delle relazioni tra la teoria e l’esperienza, in relazione a determinate malattie, prevenibili con i vaccini.

INFEZIONE HERD IMMUNITY %
Difterite 85
Influenza ?
Malaria 80-99
Morbillo 83-94
Parotite 75.86
Pertosse 92-94
Polio 80-86
Rosolia 83-85
Vaiolo 80-85
Tetano
Tubercolosi ?
TABELLA 1.(modificata) valori dell’immunità di gregge nei paesi  sviluppati per malattie potenzialmente prevenibili con i vaccini. Da Anderson e May (8), McDonald (54), e Benenson (135). Si deve sottolineare che i valori riportati sono indicativi, e non riflettono adeguatamente la diversità tra le popolazioni. Forniscono comunque l’ordine delle grandezze comparabili.

Vaiolo

L’eliminazione del vaiolo è alla base del recente interesse per l’immunità di gregge. Nel 1959, in occasione dell’assemblea mondiale sulla salute, l’OMS emise la seguente risoluzione: “l’eradicazione del vaiolo, in una determinata area endemica, può essere ottenuta vaccinando o rivaccinando l’80% della popolazione, nell’arco di un periodo di quattro o cinque anni, come è stato dimostrato in numerosi paesi”. Va tenuto presente che, in presenza di epidemia erano attuate misure di profilassi, come la quarantena, oltre che alla vaccinazione, per cui non è abbastanza chiaro a quali misure sia dovuta la scomparsa della malattia. Arita ed altri, raccolsero dati, dalla fine degli anni sessanta agli inizi degli anni settanta del novecento, sulla densità demografica e sulla copertura vaccinale nei paesi dell’Africa e dell’Asia. Nonostante i problemi legati alla non uniformità tra distribuzione della popolazione e le vaccinazioni, oltre alla scarsa accuratezza delle statistiche delle vaccinazioni, questi dati dimostrano che il vaiolo scomparve in quei paesi dove la densità della popolazione degli individui suscettibili (cioè non vaccinati) era al di sotto di 10 persone per chilometro quadrato, il che corrisponde ad una copertura dell’80%, in quelle popolazioni con una densità inferiore a 50 persone per chilometro quadrato. L’infezione rimaneva attiva in regioni più densamente popolate, in particolare in Nigeria (54 persone per km2), Pakistan  (83 persons per km2 , India (175 persons per km2). La scomparsa del vaiolo, nonostante la presenza di molti individui non vaccinati, è stata evidenziata da molti rapporti che, come ricordava Farr, risalgono a più di un secolo fa. Il che, anche se basato solo sull’osservazione e sull’esperienza, mette in discussione, nel caso del vaiolo, le soglie per ottenere l’immunità di gregge, almeno quelle proposte dalle più eleganti teorie moderne sull’ “herd immunity”. Se per eliminare il vaiolo da paesi densamente popolati dell’africa e dell’Asia,  sia stato o non sia stato sufficiente, è, oggi, un punto poco rilevante. Se è una guida la presenza di dieci individui non immuni e quindi suscettibili per chilometro quadrato, allora nel Bangladesh sarebbe stato indispensabile avere una copertura vaccinale del 98%, ma questa copertura era impensabile e irrealizzabile. Comunque, dal 1970 si è visto che il virus del vaiolo poteva essere eliminato individuando i casi attivi, comprendendo le direzioni di diffusione e di contagio, per poi interromperle con misure come la quarantena e la “vaccinazione ad anello” (E) , invece che affidarsi all’immunità di gregge, ottenuta con la vaccinazione di massa  (69). Per l’eradicazione di questa malattia, a conti fatti, si è capito che non bastava tener conto delle statistiche delle vaccinazioni e delle previsioni sui vantaggi dell’immunità di gregge. Sappiamo, per le molte esperienze fatte, che i dati non sono affidabili e che non aveva utilità disporre di una copertura ottenuta con i vaccini. Le statistiche sulla copertura elevata non dicono che importanti segmenti della popolazione furono vaccinati in modo incompleto, permettendo così la trasmissione dell’infezione per molto tempo e per grandi distanze.(67, 68). La scomparsa del vaiolo, prima dell’attuazione del programma con campagne intensive, è avvenuto grazie all’immunità di gregge ed alla protezione indiretta di individui suscettibili non vaccinati. L’esperienza con il vaiolo dimostra, in pratica,  sia la validità sia i limiti dell’immunità di gregge. Soprattutto, si sono dimostrati vincenti, più che l’immunità di gregge, la patologia in sé, che ne permetteva l’immediato riconoscimento, e la scarsa contagiosità della malattia. (vedi tabella 1).

Morbillo

Nessuna malattia è stata più studiata del morbillo, in relazione all’immunità di gregge. (3, 4, 6, 7, 27, 28, 43, 51,55, 57, 61, 70).  E questo è accaduto per due ragioni: 1) Il morbillo è stato a lungo oggetto di modelli teorici, a causa della sua frequenza e dall’affidabilità dei dati disponibili e, fin dal 1967, si è discussa la possibilità di eliminare questa malattia a livello internazionale e nazionale, soprattutto utilizzando l’immunità di gregge (57, 71-74). La tabella 5 mostra la soglia stimata per l’immunità di gregge del morbillo con indicazione degli autori e degli studi su cui ciascuna soglia è basata.

Soglie di immunità di gregge per il morbillo secondo la letteratura. H% è la percentuale di soglia richiesta

H (%)

 

Studi Referenze

 

55

 

Basata sull’analisi di Hedrich (75) per la città di Baltimore, Maryland, in cui i dati indicano che le epidemie iniziarono con un tasso di bambini, di età inferiore ai 15 anni e immuni inferiore al 55%. Analisi respinta, perchè non comprendeva tutti I dati disponibili (57)

 

70

 

Modello compartimentale, forse con l’inclusione di parametri inappropriati (23)

 

(6)

 

76

 

Modello di azione di massa compartimentale che tiene conto delle stagioni e dell’età, con dati provenienti da Inghilterra e Germania Occidentale

 

(7)

 

85

 

Simulazione stocastica della situazione nell’Africa Occidentale, si prevedeva l’eliminazione del morbillo se, ogni anno, si vaccinava l’85% della popolazione non immune.

 

 

(136)

 

Il confronto della teoria con l’esperienza è complicata dalla natura di dati sufficientemente affidabili. L’eliminazione del morbillo è stata dichiarata da numerosi paesi, come Canada, Cecoslovacchia, Svezia e dagli Stati Uniti e, in tempi più recenti dai paesi europei che fanno parte dell’OMS. Ogni paese applica una strategia differente, in termini di numero e cadenza delle dosi vaccinali, strategia che si è modificata nel tempo. L’esperienza statunitense è esemplare per la sua complessità, a causa delle dimensioni della popolazione e dell’aggressività con cui si è perseguito l’obiettivo. Considerando che l’eradicazione globale è ancora impraticabile e, di conseguenza, esiste il problema d’importare dall’estero la malattia, gli USA hanno definito l’obiettivo dell’eliminazione in modo pragmatico, come livello d’immunità della popolazione, visto che la trasmissione del virus del morbillo non è persistente nel tempo e che, dopo ogni importazione, non si hanno più di due generazioni di trasmissione. E’ difficile descrivere il profilo immunitario di una nazione come gli USA a causa di svariati fattori: ci sono pochi casi documentati rispetto alla realtà; prima del 1982, non era registrata l’età; esistono variazioni dell’efficacia dei vaccini stimata; la presenza di controversie sull’interpretazione delle varie analisi sierologiche (78), ed infine, l’eterogeneità della popolazione. E’ evidente che, con l’introduzione del vaccino nel 1963, il morbillo è sceso dal 99% , tenendo anche conto di un suo incremento, iniziato nel 1989. Anche se, negli anni recenti, approssimativamente il 98% dei bambini negli USA è stato vaccinato, e sapendo che solo il 95% delle vaccinazioni immunizza i riceventi, si ipotizza che la popolazione, effettivamente immunizzata, sia inferiore al 90%. Già questi dati indicano che la presenza di soggetti immunizzati determina un certo grado di protezione nei non immunizzati, realizzando quindi una sorta di immunità di gregge. Comunque, nonostante un certo declino, la trasmissione del morbillo, negli USA, ancora persiste. Le analisi dei dati di sorveglianza hanno suggerito che la trasmissione persiste soprattutto nelle popolazioni urbane, dove maggiormente si concentrano i poveri, mentre, nel resto del paese, ci sono solo casi sporadici. Per cui, si può pensare che i livelli di immunità attuali siano sufficienti a inibire la trasmissione del virus nella gran parte della nazione, ma non nelle aree urbane. Per cui, nel 1989 l’ Advisory Committee sulla pratica vaccinale ha raccomandato che tutti i bambini americani ricevessero due dosi di vaccino anti-morbillo, all’età di 15 mesi ed al momento d’iniziare la scuola. (79). Si spera così di aumentare la copertura totale e di ridurre il numero dei fallimenti vaccinali dal 5% a meno dell’1%. Ci sono stati focolai sporadici di morbillo anche tra la popolazione vaccinata e questo ha messo in discussione il concetto d’immunità di gregge. Il fatto che la protezione indiretta non si realizzi in alcune comunità, sembra sia dovuto, forse, ad un’accidentale aggregazione di fallimenti vaccinali o ad un’intensità d’esposizione eccezionalmente elevata. Ciò detto, l’esperienza suggerisce che le stime fatte sui vaccini eseguiti e le soglie dell’immunità di gregge siano troppo basse, perchè non tengono conto dell’estrema eterogeneità della popolazione.

Pertosse

La pertosse è una malattia ubiquitaria tra i bambini. Nel passato era responsabile di una considerevole morbilità e mortalità ed in molti paesi, fin dagli anni quaranta del novecento, è stata oggetto di pratiche di vaccinazione. Questi programmi hanno avuto successo nel ridurre l’intensità della malattia ed è probabile che l’immunità di gregge, intesa come protezione indiretta, abbia avuto un ruolo nel determinare questi risultati. Per esempio, la protezione esercitata dai bambini più grandi e vaccinati, ha probabilmente ridotto il rischio  d’infezione nei bambini più piccoli, che sono esposti a rischi maggiori di complicazioni. D’altra parte, non si è mai preso in considerazione l’eradicazione completa dell’agente infettivo, la Bordetella pertussis (82). C’è una spiegazione per questo. Si ritiene che il tasso di riproduzione della B. pertussis sia, nei paesi sviluppati e negli ultimi decenni, intorno a 15, il che è simile al morbillo e implica una soglia d’immunità di gregge del 93%. Poiché la trasmissione dipende dall’età, si ritiene che possa scendere all’88%, senza che si riduca l’immunità. Dato che queste stime dell’immunità di gregge sono più alte della gran parte delle stime dell’efficacia protettiva di un programma completo di vaccinazione contro la pertosse, sembra che l’eradicazione di questa infezione non possa essere garantita dalla sola vaccinazione praticata nell’infanzia.

L’immunità per la pertosse è molto difficile da ottenere, sia nei singoli individui sia nella popolazione. Tuttora, non ci sono dati sierologici o immunologici correlabili ad un’immunità protettiva; la storia della malattia non è utilizzabile come indicatore per valutare un’infezione passata e, quindi, l’immunità naturale. Non c’è neppure accordo sulla reale affidabilità dei vaccini impiegati contro la pertosse. (85, 87). Inoltre, ci sono evidenze che il vaccino contro la pertosse dia protezione più contro la malattia che contro le infezioni di B. pertussis, e che gli adulti potrebbero partecipare alla trasmissione della malattia senza nessuna sintomatologia evidente (37, 84, 85, 87). Premesso questo, non siamo in grado di prevedere, in modo preciso, le soglie dell’immunità di gregge per questa malattia.

NOTE:

Le indicazioni bibliografiche fanno riferimento alla versione originale dell’articolo, consultabile a parte.

(A) Anche se le parole “eliminazione” e “eradicazione” sono state usate spesso con lo stesso significato da alcuni autori del passato, il termine “eradicazione” implica la riduzione sia dell’infezione sia della malattia a zero, mentre con “eliminazione” s’intende l’eradicazione o la riduzione dell’incidenza di una malattia in una certa area geografica a livelli sufficientemente bassi od anche la riduzione della malattia a zero senza la rimozione totale dell’agente infettivo (1). Quindi, ad esempio, la World health Assembly raccomandò “l’eliminazione del tetano neonatale a partire dal 1995 e l’eradicazione globale della poliomielite a partire dal 2000”
(B) Immunità di gregge: concetti base e rilevanza per le pratiche vaccinali”
(C) “la Diffusione dell’Infezione batterica: il problema dell’immunità di gregge”
(D) Traducibile in “principio dell’azione di massa”
(E)  Ring vaccination: Da medicinenet.com: la vaccinazione ad anello fu usata per controllare il vaiolo, fino all’ultimo caso registrato nel 1977. Quando era diagnosticata un’infezione, s’identificavano tutti coloro che erano stati esposti al contagio e quindi questi soggetti erano vaccinati. Quindi si identificava un secondo anello di ipotetici contagiati, che erano a loro volta vaccinati

Herd Immunity: History, Theory, Practice
Paul E. M. Fine

, , , ,


Torna su