A difícil matemática da imunidade coletiva ao coronavírus

A imunidade do rebanho varia de uma localidade para outra, e muitos fatores afetam seus cálculos





É difícil calcular o momento em que a doença termina de se espalhar na população



Embora muitos aspectos do coronavírus pandêmico atual permaneçam desconhecidos, uma coisa nós sabemos - ele vai acabar quando a disseminação do vírus começar a diminuir e, eventualmente, quase parar devido ao fato de que um número suficiente de pessoas desenvolverá um ele imunidade. Seja pelo surgimento de uma vacina ou pela disseminação da doença - com isso, a população terá “ imunidade de rebanho ”.



“Assim que o nível de imunidade ultrapassar um certo limite, a epidemia diminuirá, porque não será possível encontrar pessoas novas em número suficiente para se infectar”, disse Natalie Dean, da Universidade da Flórida.



Determinar esse limite para o coronavírus é extremamente importante - no entanto, existem muitas nuances no cálculo da porcentagem exata de pessoas que devem adquirir imunidade para que a imunidade de rebanho apareça, o que protege as pessoas que ainda não estiveram doentes.



À primeira vista, tudo é simples. A única coisa que você precisa saber é quantas pessoas uma pessoa infectada infecta em média. Este valor é denominado R 0 . Depois disso, ele só precisa ser substituído por uma fórmula simples para o cálculo do limiar de imunidade do rebanho: 1 - 1 / R 0 .



Por exemplo, para um coronavírus, o valor de R 0 é 2,5, ou seja, em média, cada paciente infecta duas pessoas e meia (esta é uma estimativa comum). Nesse caso, o limite para coronavírus é 0,6 ou 60%. Ou seja, a disseminação do vírus vai se acelerar até que 60% da população adquira imunidade.





Se R 0 = 2



Depois disso, o vírus continuará a se espalhar, mas em uma taxa decrescente, e então irá parar de se espalhar completamente. Assim como o carro não para imediatamente depois que você tira o pé do acelerador, o vírus não desaparece depois que a imunidade coletiva é alcançada.



“Você pode imaginar que depois que 60% da população estiver infectada, o número de infecções começará a cair. No entanto, até que a doença comece a desaparecer, outros 20% podem ser infectados ”, disse Joel Miller, da La Trobe University, na Austrália.



Esses 60% também denotam o limite após o qual o novo aparecimento de infecção - quando, digamos, um passageiro doente deixa o navio e vai para um porto saudável, onde já existe imunidade de rebanho - desaparecerá rapidamente.





Se um número suficiente de pessoas tiver imunidade, o vírus não terá para onde se espalhar.



"Isso não significa que você não pode acender um incêndio, mas esse surto simplesmente desaparecerá rapidamente", disse Keith Langwig, do Instituto Politécnico da Virgínia e da Universidade Estadual.



No entanto, as coisas ficam ainda mais complicadas. O limite de imunidade de rebanho depende de quantas pessoas um paciente realmente infecta - e esse número pode variar de uma localidade para outra. O paciente médio que vive em um prédio de apartamentos infectará muito mais pessoas do que o paciente médio nas áreas rurais. Então, se R 0para o coronavírus, a média global será de 2,5; em escalas menores, variará significativamente. Isso significa que em alguns lugares o limiar de imunidade do rebanho será muito superior a 60% e, em alguns, será menor.



“Acho que a faixa de valores R 0 para o coronavírus é muito mais ampla do que as pessoas pensam”, disse Mark Lipsich, da Universidade de Harvard, que assessora autoridades de saúde em Massachusetts e no exterior. Segundo ele, em algumas cidades chega a ser o dobro da média dos Estados Unidos.



Assim como R 0 acaba sendo uma variável, não um coeficiente constante, o método de aquisição de imunidade por diferentes pessoas varia - e isso afeta muito o cálculo do limiar de sua imunidade de rebanho.



Os pesquisadores geralmente pensam na imunidade do rebanho no contexto da vacinação. Muitas dessas campanhas pressupõem que todos têm a mesma chance de contrair e espalhar a doença. No entanto, com a propagação natural da infecção, nem sempre é esse o caso. As diferenças no comportamento social tornam algumas pessoas mais suscetíveis à infecção do que outras. As diferenças biológicas também desempenham um papel na probabilidade de infecção.



“Todos nascemos diferentes e, à medida que acumulamos experiências diferentes ao longo da vida, essas diferenças se acumulam”, disse Gabriela Gomez, da Universidade de Strathclyde, na Escócia. "Isso afeta o quão bem cada pessoa pode lutar contra o vírus."





Gabriela Gomez, da University of Strathclyde, na Escócia



Os epidemiologistas referem-se a essas variações como “heterogeneidade de suscetibilidade”, referindo-se às diferenças que tornam as pessoas mais ou menos propensas a contrair a doença.



No entanto, para campanhas de vacinação, essas são sutilezas muito complexas. “A distribuição de uma vacina para uma população geralmente não leva em consideração quantos contatos as pessoas têm ou quão suscetíveis elas são - nós simplesmente não sabemos disso”, disse Virginia Pitzer, da Escola de Saúde Pública de Yale. Em vez disso, as autoridades preferem o maximalismo e, de fato, vacinam a todos.



No entanto, uma vez que não há garantia de que uma nova vacina aparecerá em um futuro próximo na atual pandemia, a heterogeneidade da suscetibilidade afeta seriamente o limiar de imunidade do rebanho.



Às vezes, aumenta esse limite. Isso é possível em lares de idosos, onde o residente médio é mais suscetível ao coronavírus do que o residente médio do país.



Mas em uma escala maior, a uniformidade tende a diminuir o limite de imunidade do rebanho. No início, o vírus infecta pessoas mais suscetíveis e se espalha mais rapidamente. Mas, para continuar a fazer isso, ele precisa procurar pessoas menos suscetíveis a ele. Como resultado, torna-se mais difícil para o vírus se espalhar, a epidemia está crescendo mais lentamente do que se poderia esperar com base em sua taxa de crescimento inicial.



“A primeira pessoa provavelmente infectará as pessoas mais suscetíveis ao vírus, e as menos suscetíveis permanecerão na segunda metade da epidemia - no final, a infecção será tratada mais rápido do que você pensa”, disse Lipsic.



Avaliando uniformidade



Portanto, quanto mais baixo é o limite de imunidade do rebanho se o vírus está se espalhando por toda parte, como na atual pandemia?



De acordo com os modelos padrão, cerca de 60% da população dos Estados Unidos precisará ser vacinada contra o coronavírus ou ficará doente para retardar e, eventualmente, interromper a propagação da doença. No entanto, muitos especialistas que entrevistei suspeitam que o limite para imunidade adquirida naturalmente é menor.



“Acho que vai ficar entre 40 e 50%”, disse Piczer.



Lipsich concorda: "Se me pedissem para dar um palpite, optaria por 50%."



Tudo isso são apenas suposições dos dados, já que é muito difícil quantificar o que exatamente torna uma pessoa mais suscetível à doença e outra menos. Muitas das características que podem vir à sua mente - por exemplo, o grau de distanciamento social - podem mudar de semana para semana.



“Toda essa tarefa de homogeneidade só funciona se a pessoa tiver fontes de longo prazo dessa homogeneidade”, disse Lipsic.



A uniformidade pode ser difícil de avaliar, no entanto, é um dos fatores importantes na determinação do limite de imunidade do rebanho. Langwig acredita que a comunidade epidemiológica não fez o suficiente para fazer uma estimativa precisa.



“Somos um pouco negligentes quanto à imunidade do rebanho”, disse ela. “Essa variabilidade é importante e precisamos ser mais cuidadosos ao avaliar o limite de imunidade do rebanho”.



Vários trabalhos recentes tentaram fazer isso. Em junho, a Science publicou um estudo usando uma porcentagem bastante modesta de homogeneidade e estimando um limiar de CM de coronavírus de 43% para a maioria da população. No entanto, um dos coautores do estudo, Tom Britton, da Stockholm University, acredita que esse modelo não leva em conta todas as fontes de homogeneidade.



“Acredito que a diferença será maior e o valor da imunidade de rebanho exigida será inferior a 43%”, disse Britton.



Outro novo estudousa uma abordagem diferente para avaliar a diferença na suscetibilidade ao coronavírus e reduz ainda mais a barreira da imunidade coletiva. O artigo tem 10 autores, incluindo Gomez e Langwig, e eles estimam o limite de imunidade de rebanho adquirido naturalmente em 20%. Se sim, então naquelas partes do mundo onde a situação com a doença era pior, já se aproximam desse valor.



“Concluímos que as regiões mais afetadas, como Madri, já podem estar próximas da imunidade coletiva”, disse Gomez. Uma primeira versão do trabalho foi publicada em maio, e os autores agora estão trabalhando em uma versão atualizada, que é esperada em breve. Ele vai mostrar as estimativas de imunidade de rebanho para Espanha, Portugal, Bélgica e Inglaterra.



No entanto, muitos especialistas consideram esses novos estudos - nem todos ainda revisados ​​por pares - como não confiáveis.



Em um tópico de maio no Twitter, Dean enfatizou que não há certeza sobre muitos aspectos básicos da doença - de diferentes valores de R 0 em diferentes condições às consequências do relaxamento do distanciamento social. Portanto, não faz sentido confiar nos números exatos do valor limite da imunidade do rebanho. Esse limite pode ter um significado quando a maioria das pessoas usa máscaras e evita lugares lotados, e outro, mais alto quando as pessoas estão relaxando.



Outros epidemiologistas também são céticos quanto aos valores baixos. Jeffrey Shaman, da Universidade de Columbia, afirma que o limite de imunidade de 20% do rebanho “não é compatível com infecções virais respiratórias. Não serve para gripe. Então, por que deveria ser diferente para diferentes vírus respiratórios? Eu não entendi".



Miller acrescenta: "Acho que o limite de imunidade do rebanho para imunidade adquirida naturalmente será inferior a 60%, mas não vejo evidências claras de que em qualquer lugar perto desse limite."



No final, a única maneira de realmente se livrar da pandemia do coronavírus é atingir grandes taxas de imunidade de rebanho em todos os lugares, não apenas no pequeno número de lugares onde a maioria das pessoas está infectada. Mas isso provavelmente só será possível após a ampla distribuição da vacina.



Nesse ínterim, para evitar a propagação do vírus e a diminuição máxima do valor de R 0, você deve observar o distanciamento social, usar máscaras, fazer exames e rastrear contatos em todos os lugares, independentemente de como você avalia o limiar de imunidade do rebanho.



“Não acho que teria feito nada diferente se soubesse que o valor da imunidade do rebanho difere daquele com o qual concordo, na faixa de 40 a 60%”, disse Lipsic.



O xamã também pensa que a incerteza em torno do limite de imunidade do rebanho, juntamente com as consequências de julgá-lo mal, nos deixa com apenas uma saída: fazer todo o possível para prevenir novas infecções até que façamos uma vacina que nos permita alcançar com segurança imunidade do rebanho.



“A questão é: Nova York será capaz de resistir a outro surto? - ele disse. "Não sei, mas não vamos brincar com esse fogo."



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