A imunidade de rebanho é atingida quando uma pessoa infectada numa população gera menos (transmite) que um caso secundário em média o que corresponde a um número de reprodução efetivo R ( número de pessoas infectadas a partir de um caso) menor do que 1 , na ausência de intervenções.
Numa população na qual individuos se misturam homogeneamente e são igualmente susceptiveis e contagiosos utiliza-se a equação R = (1 − pC)(1 − pI) R0 , onde pC é a redução relativa na transmissão por intervenções não farmacêuticas; pI é a proporção de individuos imunes; e R0 é o numero de reprodução na ausência de medidas de controle. R0 pode variar através da população com o tempo, dependendo da natureza e numero de contatos entre os individuos e fatores ambientais. Na ausência de medidas de controle (pC = 0), a condição para imunidade de rebanho (R < 1, onde R = (1 − pI)R0) é portanto atingida qundo a proporção de individuos imunes atinge pI = 1 – 1/R0.
Para o SARS-CoV-2, se estima que o R0 esteja entre 2.5–4, sem padrão geográfico. Para R0 = 3, como na França1, o limite para a imunidade de rebanho é portanto esperada requerer 67% de imunidade na população. Tambem segue a equação que , na ausência da imunidade de rebanho, a intensidade das medidas de distanciamento social necessárias para controlar a transmissão diminui enquanto a imunidade na população cresce. Por exemplo, para conter uma transmissão de R0 = 3, esta precisa ser reduzida por 67% se a população é totalmente susceptivel, mas por 50% se um terço da população já está contaminada.
Existem situações onde a imunidade de rebanho podem ser atingidas antes da população atingir pI = 1 − 1/R0.Exemplo : se alguns individuos saõ mais prováveis de serem infectados e transmitir porque têm mais contatos, estes super transmissores irão sendo infectados primeiro. Como resultado, a população susceptivel se "livra" desses super-spreaders e a transmissão cai. Entretanto , permanece dificil quantificar o impacto deste fenômeno no contexto do COVID-19.
Para R0 = 3,pesquisadores têm mostrado que se olharmos para padrões de contato por idade (por exemplo, individuos >80 anos tem menos contato do que aqueles com 20–40 anos), o nivel de imunidade de rebanho cai para 66.7% a 62.5%.Se assumirmos que o numero de contatos varia substancialmente entre individuos a imuidade de rebanho pode ser atingida com 50% da população imune. Este cenário , entretanto , parte da fórmula pI = 1 − 1/R0 só seria observado se o mesmo perfil de individuos fossem super transmissores.
Outro fator que pode afetar a imunidade de rebanho é o papel das crianças na transmissão. Relatos iniciais mostraram que as crianças,especialmente as menores do que 10 anos,podem ser menos susceptíveis e contagiosas que adultos.Então esse grupo etário terai pouca importância na formação da imunidade de rebanho.
A imunidade da população tem sido mensurada através de inquéritos sorológicos pesquisando a imunidade humoral (anticorpos). Pesquisas em países afetados pela primeira onda da pandemia como a Espanha e Itália mostraram prevalência de anticorpos que variou entre 1 e 10%, com picos de 10–15% em áreas urbanas.
Alguns especialistas augumentam que a imunidade humoral não reflete o amplo espectro da imunidade protetora contra o SARS-CoV-2. Estudos mostram a imunidade mediada pelas células T tem sido documentada em pacientes com ausência de resposta humoral.
Outro fator desconhecido é se uma imunidade pré existente a outros coronavírus poderia desencadear algum tipo de reação cruzada.
Levando em conta as considerações acima , é pouco provável que a disseminação do SARS-CoV-2 possa parar naturalmente antes que no minimo 50% da população tenha se tornado imune.Outra questão é se uma vez atingida estes 50% , e não conhecendo o tempo que esta imunidade permanece , seria necessário novas exposições ao vírus até se atingir uma imunidade robusta.
Nas pandemia de influenza, a imunidade de rebanho é geralmente atingida após 2 ou 3 ondas epidêmicas (sazonais) e com a ajuda da imunização. Para o COVID-19, com indice de fatalidade de 0.3–1.3%, o custo para se atingir imunidade de rebanho natural seria muito alto na ausência de medidas terapêuticas eficazes. Assumindo uma otimista imunidade de 50% para países como França e USA, o numero de mortes seria , respectivamente de 100,000–450,000 e 500,000–2,100,000 de pessoas.
Uma vacina efetiva é o modo mais seguro para se atingir a imunidade protetora
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