Што е имунитет на стадо?¶
Епидемиите минуваат низ популации со тоа што ги инфицираат на подлежните (susceptible). Притоа, тие ги менуваат деталите за популацијата, оставајќи трага од минувањето на епидемијата во променетата биологија на заразените. Во вистинска епидемија, ова ги вклучува и човечките трошоци за инфекции и смртни случаи што се случуваат. Но, тоа исто така вклучува и други, поепидемиолошки, траги од таквата промена во процентот на население што останува подложно на последователна инфекција.
Имунитет¶
Под имунитет подразбираме да се направи поединец непропустлив за идна (повторна) инфекција од оваа болест. Имунитетот се дава на поединец на три главни начина.
(1) Наједноставниот начин за стекнување на имунитет е да се има прележалено болеста и порано. Бидејќи изложеноста на (и веројатно поразен) патоген на болеста, имунолошкиот систем складира информации за потребниот одговор. Ако е повторно изложен на патогенот, имунолошкиот систем е во состојба да реагира побрзо (антитела) со тоа што е осетлив на патогенот. Ова значи дека имунолошкиот одговор започнува побрзо по изложувањето, со помалку патогени за кои може да се бори и често значи дека поединецот никогаш не станува симптоматски. Ова не е исто како да се каже дека имунитетот не може да се инфицира повторно. Тие се повторно инфицирани, но ја поразуваат таа инфекција далеку поефикасно отколку „нормалната“ индивидуа.
(2) За некои болести, инфекцијата им дава имунитет на предродените деца на сите мајки кои се заразени. Ова е паметен дел од еволуцијата што значи дека децата родени среде епидемија често се имуни на болеста на која била изложена нивната мајка.
(3) Широката употреба на вакцини во современиот свет за сериозни болести е последниот начин за давање имунитет. Вакцината во суштина само го претчувствува имунитетниот систем на лицето на ист начин како што би направила инфекција што се случила претходно, менувајќи ја нивната индивидуална подложност без неповолност да ги прави болни.
Имунитет на стадо?¶
Ако имунитетот е неспособност на поединецот да се разболи од болест, тогаш имунитетот на стадo е соодветниот имот за население што не може да претрпи епидемија на болеста. Поточно, кај популацијата на стадо-имуни, секоја епидемија на болеста ќе има тенденција да изумира брзо без да зарази голем дел од популацијата.
За да го разбереме имунитетот на стадото, треба да се вратиме на првичните поими/параметри што ги имавме за тоа како расте и опстојува епидемијата кај популацијата. Видовме дека контактните дрва го фаќаат бројот на репродукција на случајот \(R_{0}\) на тековната епидемија. Исто така, видовме дека доколку \(R_{0} \ge 1\) продолжи епидемијата, бидејќи следната генерација на случаи е барем со иста големина како и претходната. Ако, сепак, \(R_{0}\) падне и остане под 1, тогаш големината на следната генерација е помала од претходната, и ако овој тренд продолжи, болеста ќе изумре.
Имунитетот на стадото се јавува кога \(R_{0} \ll 1\), така што секоја епидемија никогаш не започнува. Што е уште поважно, тоа значи дека ако епидемијата повторно започне преку повторното воведување на болеста, таа нема да започне повторно. Ова не значи дека никој никогаш не се инфицира во популацијата со колективен имунитет: совршено е можно луѓето да стапат во контакт со заразени лица од надвор и самите да се заразат доколку не се лично имуни. Но, болеста не се шири од нив во остатокот од популацијата.
Како се случи ова? Кога разговаравме за \(R_{0}\), видовме дека врз него влијаат три работи: времетраењето на инфективноста, веројатноста за пренесување на болеста по контакт и стапката на контакти помеѓу заразени и подложни лица. Првите две се својства на болеста, додека вторите се својства на околината во која се наоѓа. Имуно-популациско стадо е онаа во која бројот на контакти помеѓу чувствителни и заразени лица е пренизок за да се одржи епидемија, бидејќи има премалку подложни подрачја наоколу. Во суштина имунитетот на стадото ја распарчува топологијата на контактната мрежа за да се намали вредноста на \(R_{0}\) под критичниот праг од 1.
Зошто е толку значен \(R_{0}\)?¶
Важноста на \(R_{0}\) или \(\mathcal{R}\) е тоа што укажува на тоа дали и колку брзо болеста може да се прошири преку подложна популација. Ако \(R_{0} \ll 1\), тогаш очекуваме помалку од еден секундарен случај на основно. Ова значи дека секоја „генерација“ на болеста ќе биде помала од онаа што ја заразила, а болеста ќе згасне. Ако \(R_{0}=1\), тогаш болеста ќе се одржи во која било големина на популација првично била заразена. Природата никогаш не е толку прецизна за да не претстави со вакво заболување, се разбира. Како и да е, \(R_{0}=1\) е прагот со кој болестите стануваат епидемии. Ако е \(R_{0}>1\), болеста ќе избувне и ќе зарази се повеќе луѓе.
Колку точно зависи од тоа колку е голем \(R_{0}\). За сипаници, \(R_{0} \ge 15\) - петнаесет нови инфекции за секој случај - што објаснува како мали сипаници се шират толку брзо кај невакцинирани популации/деца. Различни соеви на грип имаат различни опсези на \(R_{0}\): за „шпанскиот грип“ од 1918 година се проценува дека дека \(1.2 \le R_{0} \le 3.0\) во заедницата (иако значително повеќе во затворени средини). Ако ова звучи како благ број, оваа епидемија уби многу повеќе луѓе отколку во Првата светска војна.
Во една типична епидемија, бројот на заразени расте многу брзо. Ако \(R_{0}=2\), тогаш една личност инфицира уште две други, кои секоја заразува по две други, кои секоја… и така натаму - така што секоја генерација е двојно поголема од последната). Ако ја нацртате големината на епидемијата според времето на графиконот, таа ќе нацрта експоненцијална крива.