Inmunidad colectiva al COVID-19: ¿dónde estamos?
Arnaud Fontanet y Simon Cauchemez
Nature Reviews Immunology (2020)
Detalles de métricas
La inmunidad colectiva es un concepto clave para el control de epidemias. Afirma que solo una parte de la población necesita ser inmune (superando una infección natural o mediante la vacunación) a un agente infeccioso para que deje de generar grandes brotes. Una pregunta clave en la actual pandemia de COVID-19 es cómo y cuándo se puede lograr la inmunidad colectiva y a qué costo.
La inmunidad colectiva se logra cuando una persona infectada en una población genera menos de un caso secundario en promedio, que corresponde al número de reproducción efectiva R (es decir, el número promedio de personas infectadas por un caso) que cae por debajo de 1 en ausencia de intervenciones . En una población en la que los individuos se mezclan de manera homogénea y son igualmente susceptibles y contagiosos, R = (1 − pC)(1 − pI)R0 (ecuación 1), donde pC es la reducción relativa en las tasas de transmisión debido a intervenciones no farmacéuticas; pI es la proporción de individuos inmunes; y R0 es el número de reproducción en ausencia de medidas de control en una población completamente susceptible. R0 puede variar entre poblaciones y con el tiempo, dependiendo de la naturaleza y el número de contactos entre individuos y factores ambientales potenciales. En ausencia de medidas de control (pC = 0), la condición para la inmunidad de grupo (R <1, donde R = (1 − pI)R0 se logra por lo tanto cuando la proporción de individuos inmunes alcanza pI = 1 – 1/R0. Para el SARS-CoV-2, la mayoría de las estimaciones de R0 están en el rango de 2,5 a 4, sin un patrón geográfico claro. Para R0 = 3, según lo estimado para Francia1, se espera que el umbral de inmunidad colectiva para el SARS-CoV-2 requiera un 67% de inmunidad de la población. También se deduce de la ecuación 1 que, en ausencia de inmunidad colectiva, la intensidad de las medidas de distanciamiento social necesarias para controlar la transmisión disminuye a medida que aumenta la inmunidad de la población. Por ejemplo, para contener la propagación para R0 = 3, las tasas de transmisión deben reducirse en un 67% si la población es completamente susceptible, pero solo en un 50% si un tercio de la población ya es inmune.
Hay situaciones en las que se puede lograr la inmunidad colectiva antes de que la inmunidad de la población alcance pI = 1 − 1/R0. Por ejemplo, si algunas personas tienen más probabilidades de infectarse y transmitir porque tienen más contactos, es probable que estos superpropagadores se infecten primero. Como resultado, la población de individuos susceptibles se agota rápidamente de estos superpropagadores y el ritmo de transmisión se ralentiza. Sin embargo, sigue siendo difícil cuantificar el impacto de este fenómeno en el contexto de COVID-19. Para R0 = 3, Britton et al.2 demostraron que, si tenemos en cuenta los patrones de contacto específicos de la edad (por ejemplo, los individuos> 80 años tienen sustancialmente menos contactos que los de 20 a 40 años), el umbral de inmunidad colectiva cae de 66,7% a 62,5%. Si asumimos además que el número de contactos varía sustancialmente entre individuos dentro del mismo grupo de edad, la inmunidad colectiva podría lograrse con solo el 50% de inmunidad de la población. Sin embargo, en este escenario, la desviación de la fórmula pI = 1 − 1/R0 solo se espera si siempre es el mismo conjunto de individuos los que son potenciales superpropagadores. Si la superpropagación es impulsada por eventos y no por individuos, o si las medidas de control reducen o modifican el conjunto de superpropagadores potenciales, puede haber un impacto limitado en la inmunidad de la manada. Otro factor que puede influir en un umbral de inmunidad colectiva más bajo para COVID-19 es el papel de los niños en la transmisión viral. Los informes preliminares encuentran que los niños, en particular los menores de 10 años, pueden ser menos susceptibles y contagiosos que los adultos3, en cuyo caso pueden omitirse parcialmente del cálculo de la inmunidad colectiva.
La inmunidad de la población se estima típicamente mediante encuestas transversales de muestras representativas utilizando pruebas serológicas que miden la inmunidad humoral. Las encuestas realizadas en países afectados al principio de la epidemia de COVID-19, como España e Italia, sugieren que la prevalencia de anticuerpos a nivel nacional varía entre el 1 y el 10%, con picos de alrededor del 10-15% en las zonas urbanas muy afectadas4. Curiosamente, esto es consistente con predicciones anteriores hechas por modelos matemáticos, utilizando recuentos de muertes reportados en estadísticas nacionales y estimaciones de la tasa de mortalidad por infección, es decir, la probabilidad de muerte dada la infección1,5. Algunos han argumentado que la inmunidad humoral no captura el espectro completo de la inmunidad protectora del SARS-CoV-2 y que la primera ola epidémica ha resultado en niveles más altos de inmunidad en la población que los medidos a través de encuestas transversales de anticuerpos. De hecho, se ha documentado la reactividad de las células T en ausencia de inmunidad humoral detectable entre los contactos de los pacientes6, aunque se desconocen la naturaleza protectora y la duración de la respuesta observada. Otra incógnita es si la inmunidad preexistente a los coronavirus del resfriado común puede proporcionar algún nivel de protección cruzada. Varios estudios informaron células T con reactividad cruzada en el 20-50% de los individuos sin experiencia previa con SARS-CoV-27. Sin embargo, queda por determinar si estas células T pueden prevenir la infección por SARS-CoV-2 o proteger contra enfermedades graves7. Los informes preliminares de encuestas en niños no muestran correlación entre infecciones pasadas por coronavirus estacionales y susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-28. Claramente, no se evidenció inmunidad esterilizante mediante protección cruzada durante el brote de SARS-CoV-2 en el portaaviones Charles de Gaulle, donde el 70% de los marineros adultos jóvenes se infectaron antes de que la epidemia se detuviera9.
Teniendo en cuenta estas consideraciones, hay poca evidencia que sugiera que la propagación del SARS-CoV-2 podría detenerse naturalmente antes de que al menos el 50% de la población se haya vuelto inmune. Otra pregunta es qué se necesitaría para lograr el 50% de inmunidad de la población, dado que actualmente no sabemos cuánto tiempo dura la inmunidad adquirida de forma natural al SARS-CoV-2 (la inmunidad a los coronavirus estacionales suele ser relativamente corta), particularmente entre aquellos que tenían formas leves de la enfermedad, y si pueden ser necesarias varias rondas de reinfección antes de lograr una inmunidad sólida. La reinfección solo se ha documentado de manera concluyente en un número muy limitado de casos hasta ahora y no está claro si se trata de un fenómeno raro o puede llegar a ser una ocurrencia común. Asimismo, se desconoce cómo una infección previa afectaría el curso de la enfermedad en una reinfección y si algún nivel de inmunidad preexistente afectaría la diseminación y transmisibilidad viral.
Con las pandemias de gripe, la inmunidad colectiva generalmente se logra después de dos o tres oleadas epidémicas, cada una interrumpida por la estacionalidad típica del virus de la gripe y, más raramente, por intervenciones, con la ayuda de la protección cruzada a través de la inmunidad a los virus de la gripe encontrados anteriormente y las vacunas cuando están disponibles10 . Para COVID-19, que tiene una tasa de letalidad por infección estimada de 0.3 a 1.3% 1,5, el costo de alcanzar la inmunidad colectiva a través de la infección natural sería muy alto, especialmente en ausencia de un mejor manejo de los pacientes y sin una protección óptima de las personas en riesgo de complicaciones graves. Suponiendo un umbral optimista de inmunidad colectiva del 50%, para países como Francia y EE. UU., Esto se traduciría en 100.000–450.000 y 500.000–2.100.000 muertes, respectivamente. Los hombres, las personas mayores y las personas con comorbilidades se ven afectados de manera desproporcionada, con tasas de letalidad por infección del 3,3% para los mayores de 60 años y una mayor mortalidad en personas con diabetes, enfermedad cardíaca, enfermedad respiratoria crónica u obesidad. El impacto esperado sería sustancialmente menor en poblaciones más jóvenes.
Una vacuna eficaz presenta la forma más segura de alcanzar la inmunidad colectiva. En agosto de 2020, seis vacunas anti-SARS-CoV-2 han alcanzado los ensayos de fase III, por lo que es concebible que algunas estén disponibles a principios de 2021, aunque su seguridad y eficacia aún no se han establecido. Dado que la producción y entrega de una vacuna será inicialmente limitada, será importante priorizar las poblaciones altamente expuestas y aquellas en riesgo de morbilidad severa. Las vacunas son especialmente adecuadas para crear inmunidad colectiva porque su asignación puede dirigirse específicamente a poblaciones muy expuestas, como los trabajadores de la salud o las personas que tienen contacto frecuente con los clientes. Además, las muertes se pueden prevenir si se apunta primero a poblaciones muy vulnerables, aunque se espera que las vacunas no sean tan eficaces en las personas mayores. Por lo tanto, las vacunas pueden tener un impacto significativamente mayor en la reducción de la circulación viral que la inmunidad adquirida naturalmente, especialmente si resulta que la inmunidad protectora adquirida naturalmente requiere refuerzos a través de reinfecciones (si es necesario, las vacunas pueden reforzarse de forma rutinaria). Además, dado que hay un número cada vez mayor de informes de complicaciones a largo plazo incluso después del COVID-19 leve, es probable que las vacunas brinden una opción más segura para las personas que no están clasificadas en riesgo.
Para los países del hemisferio norte, las próximas temporadas de otoño e invierno serán desafiantes con la probable intensificación de la circulación viral, como se ha observado recientemente con el regreso de la estación fría en el hemisferio sur. En esta etapa, solo las intervenciones no farmacéuticas, como el distanciamiento social, el aislamiento del paciente, las mascarillas y la higiene de las manos, han demostrado ser eficaces para controlar la circulación del virus y, por lo tanto, deben aplicarse estrictamente. Los medicamentos antivirales potenciales que reducen la carga viral y por lo tanto disminuyen la transmisión, o las terapias que previenen complicaciones y muertes, pueden volverse importantes para el control de la epidemia en los próximos meses. Esto es hasta que las vacunas estén disponibles, lo que nos permitirá alcanzar la inmunidad colectiva de la manera más segura posible.
Referencias
- 1.Salje, H. et al. Estimating the burden of SARS-CoV-2 in France. Science 369, 208–211 (2020).
- 2.Britton, T., Ball, F. & Trapman, P. A mathematical model reveals the influence of population heterogeneity on herd immunity to SARS-CoV-2. Science 369, 846–849 (2020).
- 3.Goldstein, E., Lipsitch, M. & Cevik, M. On the effect of age on the transmission of SARS-CoV-2 in households, schools and the community. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2020.07.19.20157362 (2020).
- 4.Byambasuren, O. et al. Estimating the seroprevalence of SARS-CoV-2 infections: systematic review. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2020.07.13.20153163 (2020).
- 5.Flaxman, S. et al. Estimating the effects of non-pharmaceutical interventions on COVID-19 in Europe. Nature 584, 257–261 (2020).
- 6.Sekine, T. et al. Robust T cell immunity in convalescent individuals with asymptomatic or mild COVID-19. Cell https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.08.017 (2020).
- 7.Sette, A. & Crotty, S. Pre-existing immunity to SARS-CoV-2: the knowns and unknowns. Nat. Rev. Immunol. 20, 457–458 (2020).
- 8.Sermet-Gaudelus, I. et al. Prior infection by seasonal coronaviruses does not prevent SARS-CoV-2 infection and associated multisystem inflammatory syndrome in children. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2020.06.29.20142596 (2020).
- 9.Service de santé des armées. Investigation de l’épidémie de COVID-19 au sein du Groupe Aéronaval. Service de santé des armées https://www.defense.gouv.fr/content/download/583466/9938746/file/20200405_929_ARM_SSA_CESPA_rapport_epidemie_covid19_Gan_VEXP.pdf (2020).
- 10.Miller, M. A., Viboud, C., Balinska, M. & Simonsen, S. The signature features of influenza pandemics — implications for policy. N. Engl. J. Med. 360, 2595–2598 (2009).
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