Wydawało się, że druga fala pandemii koronawirusa nie dosięgnie Manaus – ponaddwumilionowego miasta w sercu brazylijskiej Amazonii. Pierwsza była szokiem, ponieważ rozwijała się cztery razy szybciej niż w podobnym wielkością Londynie. Od maja do sierpnia blisko dwie trzecie mieszkańców przeszło COViD-19, za to z końcem lata liczba zgonów wśród zakażonych koronawirusem spadła niemal do zera.

Epidemiolodzy byli przekonani, że Manaus to pierwsze miejsce na świecie, którego mieszkańcy osiągnęli odporność populacyjną na COVID-19. Optymizm był jednak przedwczesny. Druga fala była jeszcze gorsza niż wiosenna. W maju 2020 r. pandemia zabierała codziennie 80 ofiar, a w połowie stycznia 2021 r. już ponad 100. Na nieszczęście dla mieszkańców Manaus pojawiła się tam mutacja koronawirusa, która łatwiej zakaża i, co gorsza, mogą na nią nie działać przeciwciała wytworzone w odpowiedzi na pierwszą wersję SARS-CoV-2.

Odporność zbiorowiskowa lub populacyjna występuje, gdy wirus przestaje się rozprzestrzeniać, gdyż trafia na osoby, które są na niego odporne. Kiedy odpowiednio duża część populacji zachoruje i wyzdrowieje, epidemia powinna wygasnąć – jak ognisko, do którego nikt nie dorzuca drewna. Nie każdy jednak musi mieć przeciwciała, by uniknąć zachorowania, dlatego zamiast o odporności lepiej jest mówić o ochronie zbiorowiskowej.

– Nigdy jeszcze nie udało się osiągnąć odporności populacyjnej przez naturalne zachorowanie. Mówimy o niej wyłącznie w stosunku do tych chorób, przeciwko którym są szczepienia. Z ochrony populacyjnej natomiast korzystają osoby, które z różnych powodów nie miały podanej szczepionki lub ich układ odpornościowy nie zareagował na nią właściwie – mówi mikrobiolog dr hab. Tomasz Dzieciątkowski z Katedry i Zakładu Mikrobiologii Lekarskiej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego.

Tacy ludzie korzystają z tego, że mają wokół siebie osoby z przeciwciałami. Ci drudzy stanowią naturalną barierę, która chroni pierwszych przed patogenem.

Przeciwciał ciągle za mało, by osiągnąć odporność stadną

Na początku walki z COVID-19 niektóre państwa liczyły na naturalnie uzyskaną odporność, nie wprowadzając lockdownu – tak jak w Szwecji, gdzie pozwolono infekcji swobodnie się rozprzestrzeniać. Skutki były jednak tragiczne. Pod koniec czerwca 2020 r. Szwecja wyprzedziła Włochy pod względem liczby zgonów z powodu COVID-19 na milion mieszkańców. Wyniki masowych testów nie pozostawiały złudzeń – Szwedom daleko było do odporności stadnej, gdyż w najbardziej dotkniętych przez pandemię rejonach zaledwie 20 proc. mieszkańców miało przeciwciała przeciw koronawirusowi.

W tym samym czasie takie badania prowadzono też w innych krajach. Wyniki były podobne. W ogniskach pandemii, takich jak austriackie Ischgl czy włoskie Bergamo, przeciwciała na SARS-CoV-2 miało odpowiednio 42 proc. i 57 proc. osób. Jednak także i w tych przypadkach nie wystarczyło to, by powstała odporność populacyjna. W innych krajach odsetki były jeszcze niższe: w Hiszpanii maksymalnie 14 proc., w Wielkiej Brytanii 5 proc. (w najciężej dotkniętym przez pandemię Londynie – 17 proc.), w Niemczech 6 proc.

Nadal nie wiadomo, jak długo utrzymuje się odporność po przechorowaniu COVID-19. – Można mieć nadzieję, że będzie podobnie jak w przypadku lepiej już poznanych koronawirusów. Odporność na te wywołujące przeziębienia trwa 10–14 miesięcy, dla MERS 2–2,5 roku, dla SARS1 niemal trzy lata. Istnieje więc pewna szansa, że w przypadku SARS2 odporność będzie się utrzymywać przez dwa lata – mówi dr Dzieciątkowski.

Kto się zaszczepi przeciw COVID-19

Według Światowej Organizacji Zdrowia pandemia COVID-19 przestanie się szerzyć, gdy zaszczepione zostanie 65–70 proc. populacji. Część badań – choć nie wszystkie, bo wyniki nie są jednoznaczne – wskazuje, że naturalna odporność po przechorowaniu COVID-19 szybko słabnie, jednak ta uzyskana w wyniku szczepienia może być trwalsza. Dobrze udokumentowane wnioski na temat odporności populacyjnej będzie można stawiać dopiero za 10 lat.

W przypadku szczepień ważna jest nie tylko immunologia, ale i logistyka. Szczepionki są na razie rekomendowane jedynie dla osób powyżej 16 roku życia, co oznacza że na razie znaczna część populacji pozostaje bez ochrony (w Polsce to blisko 18 proc.). Pozostałe osoby musiałyby się szczepić solidarnie zakładając, że mają szczepionkę dostępną od ręki.

To, ile osób w populacji należy zaszczepić, zanim zadziała odporność populacyjna czyli tzw. próg odporności, epidemiolodzy potrafią obliczyć. Zależy on m.in. od tego, ile osób może zarazić jeden chory w jednostce czasu w całkowicie nieuodpornionej populacji (współczynnik R0). Im bardziej wirus zakaźny, tym większa część mieszkańców danego regionu musi się uodpornić, by zadziałała odporność zbiorcza. Np. odra, która jest niezwykle zakaźna, ma R0 na poziomie 12–18. W jej przypadku odporność stadna zadziała, gdy 92–94 proc. populacji będzie miała przeciwciała chroniące przed wirusem.

Jednak w czasie trwania epidemii liczba zakażanych przez jednego chorego zmienia się, ponieważ wokół niego pojawiają się i tacy, którzy już zachorowali i wytworzyli przeciwciała. Dlatego do wyliczeń wykorzystuje się też współczynnik Re, który oznacza liczbę osób nieuodpornionych zarażanych przez jednego chorego w jednostce czasu w populacji częściowo nieuodpornionej.

Z tego powodu stan odporności zbiorowej nie jest trwały. – Nawet gdy odporność populacyjną udało się osiągnąć, nadal istnieje możliwość, że będą powstawać ogniska choroby, tam gdzie procent zaszczepionych był niski. Np. sześć lat temu w Hiszpanii pojawiło się ognisko błonicy wśród niezaszczepionych dzieci. Jedno z nich zmarło. W 2019 r. w wielu krajach Europy także w Polsce, w Rumunii i na Ukrainie zdarzały się zachorowania na odrę – mówi dr Dzieciątkowski.

Jak wyglądają progi odporności stadnej na świecie

Dr. Kin-on Kwok z Chińskiego Uniwersytetu w Hongkongu na podstawie liczby dziennych przypadków zakażenia SARS-CoV-2 z marca 2020 obliczył progi odporności zbiorowej dla 30 państw. Różnice były ponaddziesięciokrotne.

Na jednym biegunie znalazły się kraje, w których współczynnik Re był większy od 4, a wśród nich znalazły się Słowenia (odporność stadna przy 84,3 proc. ozdrowieńców w populacji), Hiszpania (80,7 proc). Jeśli Re wynosi od 2 do 4, tak jak dla Czech, Szwecji, Włoch, progi mieszczą się w granicach 59–72 proc.

Największymi wygranymi w tej analizie były kraje, w których współczynnik Re wynosił 1–2. Dla Belgii próg wyniósł 42,9 proc., dla Japonii 32 proc. Zaskakująco niski wynik miał Kuwejt – tylko 5,66 proc.Wynikało to z wprowadzenia tam drastycznych metod, m.in. godziny policyjnej i wstrzymania lotów z innych krajów. – Jeśli jednak Kuwejt zrezygnowałby z tych obostrzeń, próg odporności stadnej oczywiście błyskawicznie by wzrósł – komentował swoje wyniki dr Kwok.

Jego pracę przyjęto krytycznie. Zarzucano mu, że obliczenia nie odzwierciedlają rzeczywistości, bo nie uwzględniają zmian w zachowaniu i zachowań całkiem irracjonalnych. A te są bardzo ważne – współczynnik zakażeń zmniejsza się, gdy ludzie zaczynają zachowywać dystans, i rośnie, gdy przestają przestrzegać bezpiecznych w pandemii reguł.

Takie modele zakładają, że osoby, które utrzymują najwięcej kontaktów, jako pierwsze zakażą się koronawirusem i szybko przekażą go innym, ale też najszybciej osiągną odporność na COVID-19. Później liczba zakażeń stopniowo spada. Tyle że nie musi to być regułą. Zwłaszcza wtedy, gdy do gry weszły nowe, bardziej zakaźne wersje wirusa SARS-CoV-2, podnosząc progi odporności.

– Na razie musimy zachować pokorę. Nikt tak naprawdę nie wie, jak sytuacja się rozwinie – przyznaje dr Anthony Fauci, główny epidemiolog USA.

Kiedy Polska osiągnie odporność stadną?

Analiza dr. Kwoka nie brała pod uwagę naszego kraju. Wiadomo jednak, jak moglibyśmy osiągnąć odporność populacyjną, uzyskaną w sposób naturalny, bez szczepień przeciwko COVID-19. W tym celu musiałoby zachorować 23–26 mln Polaków – wynika z obliczeń prof. Sylwii Kołtan z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu.

Koszty społeczne takiej strategii byłyby ogromne. Jeśli tak jak do tej pory 20 proc. chorych będzie wymagało hospitalizacji, do szpitali trafiłoby 5 mln pacjentów, a zmarłoby ok. 250 tys. z nich. Ponadto nawet wśród młodych ludzi część chorych wraca do zdrowia bardzo powoli, długo cierpiąc na różnego typu dolegliwości. Zatem powikłania zdrowotne, w tym bardzo poważne i trwałe, trudno w tej chwili oszacować.

Pozostaje nam więc tylko szczepionka. Niestety, powolne tempo jej podawania nie daje powodów do optymizmu. Kraje, które radzą sobie z tym lepiej, prawdopodobnie przekroczyły już próg odporności zbiorowiskowej. Jako pierwszy na świecie osiągnął to Izrael. Dane wskazują, że szczepionka – w tym przypadku Comirnaty firmy Pfizer – chroni nie tylko przed zachorowaniem, ale też przed roznoszeniem wirusa. Dlatego Izraelczycy wrócili już do względnie normalnego funkcjonowania.