A complicada matemática da imunidade ao rebanho para o COVID-19

Não é fácil descobrir quando uma doença vai parar de se espalhar pela população.

A imunidade do rebanho difere de um lugar para outro, e muitos fatores influenciam como ela é calculada.

Embora muito sobre a pandemia de COVID-19 permaneça incerto, sabemos como provavelmente terminará: quando a propagação do vírus começar a diminuir (e eventualmente cessar totalmente) porque um número suficiente de pessoas desenvolveu imunidade a ele. Nesse ponto, seja provocado por uma vacina ou por pessoas que contraíram a doença, a população desenvolveu “imunidade coletiva”.

“Assim que o nível de imunidade ultrapassar um determinado limite, a epidemia começará a morrer porque não há gente nova o suficiente para infectar”, disse Natalie Dean, da Universidade da Flórida.

Embora a determinação desse limite para COVID-19 seja crítica, muitas nuances estão envolvidas no cálculo exatamente de quanto da população precisa ser imune para que a imunidade de rebanho tenha efeito e proteja as pessoas que não estão imunes.

A princípio, parece bastante simples. A única coisa que você precisa saber é quantas pessoas, em média, são infectadas por cada pessoa infectada. Este valor é denominado R0 (pronuncia-se “R nada”). Depois de ter isso, você pode inseri-lo em uma fórmula simples para calcular o limite de imunidade do rebanho: 1 – 1 / R0.

Digamos que o R0 para COVID-19 seja 2,5, o que significa que cada pessoa infectada infecta, em média, duas pessoas e meia (uma estimativa comum). Nesse caso, o limite de imunidade de rebanho para COVID-19 é de 0,6, ou 60%. Isso significa que o vírus se espalhará em um ritmo acelerado até que, em média, em diferentes lugares, 60% da população fique imune.

Lucy Reading-Ikkanda / Quanta Magazine

Nesse ponto, o vírus ainda se espalhará, mas em uma taxa de desaceleração até parar completamente. Assim como um carro não para no momento em que você tira o pé do acelerador, o vírus não desaparecerá no momento em que a imunidade coletiva for atingida.

“Você pode imaginar que, uma vez que 60% da população esteja infectada, o número de infecções comece a cair. Mas pode ser que outros 20% sejam infectados enquanto a doença está começando a morrer”, disse Joel Miller, da La Trobe University, na Austrália.

Esses 60% é também o limite além do qual novas introduções do vírus – digamos, um passageiro infectado que desembarca de um navio de cruzeiro em um porto saudável com imunidade de rebanho – irão rapidamente se extinguir.

Lucy Reading-Ikkanda / Quanta Magazine

“Isso não significa que você não será capaz de iniciar um incêndio, mas o surto vai morrer”, disse Kate Langwig, do Virginia Polytechnic Institute and State University.

No entanto, as coisas ficam complicadas rapidamente. O limite de imunidade do rebanho depende de quantas pessoas cada pessoa infectada realmente infecta – um número que pode variar conforme a localização. A pessoa infectada média em um prédio de apartamentos pode infectar muito mais pessoas do que a pessoa infectada média em um ambiente rural. Portanto, embora um R0 de 2,5 para COVID-19 possa ser um número razoável para o mundo todo, é quase certo que variará consideravelmente em um nível mais local, com uma média muito mais alta em alguns lugares e mais baixa em outros. Isso significa que o limite de imunidade do rebanho também será superior a 60% em alguns lugares e inferior em outros.

“Acho que o intervalo de R0 consistente com os dados do COVID-19 é maior do que a maioria das pessoas acredita”, disse Marc Lipsitch, da Universidade de Harvard, que tem aconselhado autoridades de saúde em Massachusetts e no exterior. Ele citou dados que indicam que pode ser duas vezes mais alto em alguns ambientes urbanos do que a média geral dos EUA.

E assim como R0 acaba sendo uma variável, e não um número estático, a maneira como as pessoas adquirem sua imunidade também varia, com implicações importantes para o cálculo do limite de imunidade do rebanho.

Normalmente, os pesquisadores só pensam na imunidade de rebanho no contexto das campanhas de vacinas, muitas das quais assumem que todos têm a mesma probabilidade de contrair e espalhar uma doença. Mas em uma infecção de propagação natural, esse não é necessariamente o caso. As diferenças nos comportamentos sociais levam algumas pessoas a ter mais exposição a uma doença do que outras. As diferenças biológicas também desempenham um papel na probabilidade de as pessoas serem infectadas.

“Nascemos diferentes e essas diferenças se acumulam à medida que vivemos experiências diferentes”, disse Gabriela Gomes, da University of Strathclyde, na Escócia. “Isso afeta a capacidade das pessoas de lutar contra um vírus”.

Os epidemiologistas referem-se a essas variações como “heterogeneidade de suscetibilidade”, ou seja, as diferenças que fazem com que algumas pessoas tenham maior ou menor probabilidade de se infectar.

Mas isso é nuance demais para as campanhas de vacinação. “As vacinas geralmente não são distribuídas em uma população com relação a quantos contatos as pessoas têm ou quão suscetíveis eles são, porque não sabemos disso”, disse Virginia Pitzer, da Escola de Saúde Pública de Yale. Em vez disso, as autoridades de saúde adotam uma abordagem maximalista e, em essência, vacinam todos.

No entanto, em uma pandemia em andamento sem garantia de que uma vacina estará disponível em breve, a heterogeneidade de suscetibilidade tem implicações reais para o limite de imunidade de rebanho da doença.

Em alguns casos, isso tornará o limite mais alto. Isso pode ser verdade em lugares como casas de repouso, onde a pessoa média pode ser mais suscetível ao COVID-19 do que a pessoa média na população em geral.

Mas, em uma escala maior, a heterogeneidade normalmente reduz o limite de imunidade do rebanho. No início, o vírus infecta as pessoas mais suscetíveis e se espalha rapidamente. Mas, para continuar se espalhando, o vírus precisa passar para as pessoas menos suscetíveis. Isso torna mais difícil a propagação do vírus, de modo que a epidemia cresce mais lentamente do que você poderia imaginar com base em sua taxa inicial de crescimento.

“A primeira pessoa provavelmente infectará as pessoas mais suscetíveis para começar, deixando as pessoas menos suscetíveis à segunda metade da epidemia, o que significa que a infecção pode ser eliminada mais cedo do que você esperava”, Lipsitch disse.

Estimando Heterogeneidade

Então, quanto mais baixo é o limite de imunidade do rebanho quando você está falando sobre um vírus se espalhando na natureza, como a atual pandemia?

De acordo com os modelos padrão, cerca de 60% da população dos EUA precisaria ser vacinada contra COVID-19 ou se recuperar dele para retardar e, em última análise, interromper a propagação da doença. Mas muitos especialistas com quem conversei suspeitam que o limite de imunidade coletiva para imunidade adquirida naturalmente é mais baixo do que isso.

“Meu palpite é que é potencialmente entre 40 e 50%”, disse Pitzer.

Lipsitch concorda: “Se eu tivesse que fazer um palpite, provavelmente colocaria cerca de 50%.”

Essas são, em sua maioria, estimativas fundamentadas, porque é muito difícil quantificar o que torna uma pessoa mais suscetível do que outra. Muitas das características que você pode pensar em atribuir a alguém – por exemplo, quanto distanciamento social essa pessoa está fazendo – podem mudar de semana para semana.

“Todo o problema da heterogeneidade só funciona se as fontes da heterogeneidade forem propriedades de longo prazo de uma pessoa. Se estiver em um bar, não é por si só sustentado o suficiente para ser uma fonte de heterogeneidade”, disse Lipsitch.

A heterogeneidade pode ser difícil de estimar, mas também é um fator importante para determinar qual é realmente o limite de imunidade do rebanho. Langwig acredita que a comunidade epidemiológica não fez o suficiente para tentar acertar.

“Temos sido um pouco negligentes ao pensar sobre a imunidade do rebanho”, disse ela. “Essa variabilidade realmente importa, e precisamos ter cuidado para ser mais precisos sobre o que é o limite de imunidade do rebanho”.

Alguns jornais recentes tentaram. Em junho, a revista Science publicou um estudo que incorporou um grau modesto de heterogeneidade e estimou o limite de imunidade de rebanho para COVID-19 em 43% em populações amplas. Mas um dos co-autores do estudo, Tom Britton, da Universidade de Estocolmo, acredita que há fontes adicionais de heterogeneidade que seu modelo não leva em consideração.

“Se qualquer coisa, eu acho que a diferença é maior, então, na verdade, o nível de imunidade do rebanho é provavelmente um pouco menor que 43%”, disse Britton.

Outro novo estudo adota uma abordagem diferente para estimar as diferenças na suscetibilidade ao COVID-19 e coloca o limiar de imunidade do rebanho ainda mais baixo. Os 10 autores do artigo, que incluem Gomes e Langwig, estimam que o limiar para imunidade de rebanho adquirida naturalmente ao COVID-19 pode ser tão baixo quanto 20% da população. Se for esse o caso, os lugares mais atingidos no mundo podem estar próximos.

“Estamos chegando à conclusão de que as regiões mais afetadas, como Madri, podem estar perto de atingir a imunidade coletiva”, disse Gomes. Uma versão inicial do artigo foi postada em maio, e os autores estão atualmente trabalhando em uma versão atualizada, a qual esperam postar em breve. Esta versão incluirá estimativas de imunidade de rebanho para Espanha, Portugal, Bélgica e Inglaterra.

Muitos especialistas, no entanto, consideram esses novos estudos – nem todos foram revisados por pares ainda – como não confiáveis.

Em um tópico do Twitter em maio, Dean enfatizou que há muita incerteza em torno dos aspectos básicos da doença – desde os diferentes valores de R0 em diferentes configurações aos efeitos do relaxamento do distanciamento social – para colocar muita confiança nos limites exatos de imunidade do rebanho. O limite pode ser um número, desde que muitas pessoas estejam usando máscaras e evitando grandes reuniões, e outro número muito mais alto se e quando as pessoas baixarem a guarda.

Outros epidemiologistas também são céticos em relação aos números baixos. Jeffrey Shaman, da Universidade de Columbia, disse que 20% da imunidade coletiva “não é consistente com outros vírus respiratórios. Não é consistente com a gripe. Então, por que ele se comportaria de maneira diferente para um vírus respiratório e outro” Eu não entendo isso. ”

Miller acrescentou: “Acho que o limite de imunidade do rebanho [para imunidade adquirida naturalmente] é inferior a 60%, mas não vejo evidências claras de que algum [lugar] esteja perto disso.”

Em última análise, a única maneira de escapar realmente da pandemia COVID-19 é alcançar imunidade coletiva em grande escala – em todos os lugares, não apenas em um pequeno número de lugares onde as infecções foram mais altas. E isso provavelmente só acontecerá quando a vacina estiver em uso generalizado.

Enquanto isso, para evitar a propagação do vírus e diminuir o valor de R0 tanto quanto possível, distanciamento, máscaras, testes e rastreamento de contato estão na ordem do dia em todos os lugares, independentemente de onde você colocar o limite de imunidade do rebanho.


Publicado em 01/01/2021 17h59

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