COVID-19: Isang Pagsusuri ng Herd Immunity at Proteksyon sa Bakuna

Herd immunity for Covid-19 is said to be achieved when 67% of the populasyon is immune sa virus through infection and/or vaccination, whilst the pathogen remains well-characterized (unmutated) throughout transmission in the population that is well-characterized. In the case of SARS CoV-2 infection, achievement of herd immunity is challenging due to the emergence of new variants of concern (VoC), that lead to VoC’s becoming unresponsive to the antibodies generated against the parent strain. The data shows that Israel may have achieved herd immunity as it has reached a figure of 67.7% of population that is immune while UK’s immune ang populasyon ay 53.9% at ang sa USA ay 50.5%. Despite a higher infection rate in Brazil initially, herd immunity has still not been reached. This suggests that the population should adhere to social distancing, washing hands and wearing of masks and the unlock guidelines and ease of restrictions should be carefully thought of to prevent any further catastrophic event from Covid-19. 

In order to reach the “normal” scenario the world was in pre-Covid-19, herd immunity needs to be developed within the population that will allow people to move out and roam freely as before. Herd immunity can either be reached by people getting naturally infected by the virus or by vaccinating a certain percentage of people. Let’s look at how vaccination and infection together can lead to herd immunity and lead us back to the life without masks and social distancing that we were living earlier. 

Kawalan ng kaligtasan^{1, 2} ay tumutukoy sa isang pagtatantya kung gaano karaming mga tao ang kailangang mabakunahan o mahawaan upang matiyak na ang virus ay hindi na naililipat sa mga tao. Nangangahulugan ito na wala nang mga indibidwal na madaling kapitan na makakakuha ng impeksyon at magpapalaganap pa ng mga ito. Bagaman ang herd immunity (P_I, ang proporsyon ng populasyon na immune) ay maaaring kalkulahin batay sa isang simpleng mathematical formula^{1, 2}, P_I = 1-1/R_o, kung saan R_o (“R-naught”) signifies the number of secondary cases caused by the infection, also referred to as the basic reproduction number when infection happens in immunologically naïve populasyon (population that has not been infected or vaccinated by the virus). In case of SARS CoV-2, R_o ay tinatayang nasa 3, na nangangahulugan na ang bawat tao ay makakahawa ng average na 3 tao^{3, 4}. Sa pagpapalit nito sa formula sa itaas nakakakuha tayo ng P_I figure na 0.67 na nangangahulugan na kung 67% ng populasyon ay nahawahan at/o nabakunahan, kung gayon ang herd immunity ay sinasabing umabot na.  

Nangangahulugan ba iyon na ang mga bansang tulad ng Israel ay nakamit ang herd immunity bilang 67.7% (58.2% na ganap na nabakunahan at 9.5% na nahawahan) ng populasyon sa Israel⁵ ay immune habang ang mga bansa tulad ng UK at USA ay makakamit ang herd immunity kapag mayroon silang 67% ng kanilang populasyon ay nahawahan at/o nabakunahan, na kasalukuyang nasa 53.9% (47.3% na ganap na nabakunahan plus 6.6% na nahawahan) sa ang UK⁶, at 50.5% (40.5% ganap na nabakunahan at 10% na nahawahan) sa USA⁷?  

Mahirap sagutin ang tanong na ito dahil ang pagkalkula ng herd immunity (P_I) ay batay sa mga pagpapalagay na ang pathogen ay isang mahusay na katangian at ito ay nakakahawa sa isang mahusay na nailalarawan na populasyon. Sa kasamaang palad, pareho ay hindi totoo sa kasong ito dahil ito ay isang novel virus at ang populasyon na nahawaan ay napaka heterogenous. Ito ay mas kumplikado sa pamamagitan ng katotohanan na may mga bagong variant ng SARS CoV-2 virus na lumalabas sa populasyon na maaaring o hindi tumugon sa bakuna sa parehong paraan tulad ng orihinal na strain ng virus laban sa kung saan ang bakuna ay idinisenyo. Bukod dito, ang mga bagong variant ng virus ay hindi pareho na nakakaapekto sa lahat ng mga bansa. Habang ang UK ay nakararami sa B.1.1.7 na variant, India, Singapore at iba pang mga bansa ang may B1.617 na variant, ang Brazil ay may B.1.351, P.1 at ang P.2 na variant habang ang Middle East ay may B.1.351 na variant sa karagdagan sa iba. Nangangahulugan ba iyon na mas maraming tao ang nahawahan ng mga bagong variant anuman ang pagbabakuna laban sa orihinal na strain na tumutulak sa R_o sa mas mataas na bilang? AR_o ng 5 ay nangangahulugan na 80% ng populasyon ay dapat na immune upang maiwasan ang karagdagang impeksyon. Gayunpaman, ang mga bansang ito (Israel, UK at USA) ay nagsimulang i-unlock at alisin ang mga paghihigpit batay sa katotohanan na hindi bababa sa 50% ng kanilang populasyon ang ganap na nabakunahan. Masyado bang maaga sa mga kaso ng UK at USA bilang P_I hindi pa umabot ng 67% base sa simpleng kalkulasyon na may mga pagpapalagay na nabanggit sa itaas? Maaari pa ring ipagmalaki ng Israel ang pagsasabing naabot na nito ang bilang na ito. Gayunpaman, nagkaroon ng pagtaas sa bilang ng mga kaso sa UK ngayong linggo ng 23.3% (kumpara sa nakaraang linggo) na may kasabay na pagtaas ng dami ng namamatay.⁶, habang sa USA, nagkaroon ng pagbaba sa bilang ng mga kaso ng 22% ngayong linggo⁷ (kumpara sa nakaraang linggo). Matutukoy ng data sa susunod na ilang buwan kung tama o hindi ang desisyon ng mga bansang ito na i-unlock at alisin ang mga paghihigpit? 

Sa lahat ng mga salik na ito na nauugnay sa pagiging kumplikado ng virus (iba't ibang mga strain) kasama ang heterogeneity ng populasyon, imposibleng mahulaan ang tamang P_I numero. Nararapat na banggitin dito ang tungkol sa mga rate ng impeksyon sa Brazil, isa sa mga pinakanaapektuhang bansa sa mga unang yugto ng impeksyon sa COVID-19. Sa kabila ng mataas na porsyento ng tinantyang seroprevalence (76%)¹¹ sa Manaus at 70% sa Peru¹², kapwa nasasaksihan ang isang mabangis na pangalawang alon. Bagama't maaaring bahagyang maiugnay ito sa kadalian ng mga paghihigpit at mga halalan na ginanap, maraming iba pang mga kadahilanan ang maaaring maging responsable para sa pareho. Ang isa ay maaaring ang labis na pagtatantya ng seroprevalence na naobserbahang 52.5% noong Hunyo 2020. Pangalawa ay maaaring ang pagdating ng bago at mas maraming naililipat na mga strain (P.1, P.2, B.1.351, B.1.1.7), bawat isa ay may sariling natatanging hanay ng mga mutasyon na nagdudulot ng mataas na kalubhaan ng sakit. Pangatlo, ang pagkakaroon ng mga mutasyon na ito ay maaari ring humantong sa pag-iwas sa immune response na nabuo laban sa orihinal na strain¹².  

Ang isa pang tanong ay tungkol sa bisa ng kasalukuyang magagamit na mga bakuna sa mga tuntunin ng proteksyon na maiaalok nila. Tinatantya sa isang average na ang pagiging epektibo ng bakuna sa mga tuntunin ng proteksyon laban sa pagkamatay ay 72%⁸ na nangangahulugan na mayroong 28% na posibilidad na mamatay ang isang indibidwal kahit na ganap na nabakunahan (pagkatapos kunin ang mga kinakailangang dosis ng bakuna). Mas partikular, ang Pfizer-BioNTech BNT162b2 ay 85% na epektibo pagkatapos ng isang dosis habang ang bakunang Oxford-AstraZeneca ChAdOx1-S ay 80% na epektibo pagkatapos ng isang solong dosis⁹. Ang parehong mga bakunang ito ay epektibo rin laban sa B.1.1.7 strain⁹. Ang isa pang mahalagang punto na dapat tandaan dito ay ang pagbabakuna ay hindi nangangahulugan na hindi ka mahahawaan ng pathogen, nangangahulugan ito na ikaw ay mapoprotektahan tulad ng nabanggit sa itaas at magkakaroon ng banayad o walang sintomas ng sakit. Higit pa rito, wala pang ebidensya na ang immunity na ibinibigay ng impeksyon at/o mga bakuna laban sa SARS CoV-2 ay pangmatagalan o hindi?¹⁰ Nangangahulugan ito na kailangang magkaroon ng wastong pagsubaybay sa lugar at ang programa ng pagbabakuna ay maaaring kailanganing palawigin kung ito ang mangyari. 

Bilang karagdagan sa pagkamit ng dami ng mga tao ang kaligtasan sa sakit sa pamamagitan ng populasyon sa pamamagitan ng impeksyon at sa bisa ng buong pagbabakuna, ang ilang partikular na indibidwal ay malamang na maapektuhan at magdusa ng morbidity o kahit na pagkamatay na nauugnay sa COVID-19. Ang mga naturang tao ay maaaring makilala gamit ang Electronic Health Records (EHRs) at magkaloob ng naaangkop na pangangalagang pang-iwas gaya ng inilarawan¹³. 

Sa buod, ang paghula sa herd immunity para sa SARS CoV-2 ay isang hindi masusukat na hamon dahil sa likas na katangian ng mga mutasyon na nakuha ng virus na ginagawa itong mas madaling naililipat kasama ng heterogenous na populasyon na nahawaan. Inaasahan na hanggang R_o ay nagiging mas malapit sa o mas mababa sa 1 (na nangangahulugan na makamit ang isang herd immunity na 100%), ang populasyon ay dapat na patuloy na sumunod sa mga hakbang ng social distancing, paghuhugas ng kamay hangga't maaari at pagsusuot ng mga maskara sa publiko upang maiwasan ang pagkakaroon ng sakit. Nangangahulugan ito na dapat mag-isip nang mabuti ang mga bansa bago magpasyang bawasan ang mga paghihigpit bago makamit ang 100% herd immunity (sa mas ligtas na panig) upang maiwasan ang mas maraming sakuna na mga kaganapan na dulot ng COVID-19.  

***

Mga sanggunian 

1. McDermott A. Pangunahing Konsepto: Ang herd immunity ay isang mahalagang—at kadalasang hindi nauunawaan—ang kababalaghan sa pampublikong kalusugan. Proc. Natl. Acad. Sci. 118 (21), (2021). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2107692118 

2. Kadkhoda K. Herd Immunity to COVID-19: Alluring and Elusive, American Journal of Clinical Pathology, 155 (4), 471-472, (2021). DOI: https://doi.org/10.1093/ajcp/aqaa272 

3. Liu Y, Gayle AA, Wilder-Smith A, Rocklöv J. Mas mataas ang reproductive number ng COVID-19 kumpara sa SARS coronavirus. J Travel Med. 2020 Mar 13;27(2): taaa021. DOI: https://doi.org/10.1093/jtm/taaa021 . PMID: 32052846; PMCID: PMC7074654.  

4. Billah MA, Miah, M M, Khan M N. Reproductive number ng coronavirus: Isang sistematikong pagsusuri at meta-analysis batay sa pandaigdigang antas ng ebidensya. PLoS One 15, (2020). Na-publish: Nobyembre 11, 2020. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0242128 

5. Ministri ng Kalusugan ng Gobyerno ng Israel. Press release – Alisin ng Israel ang Lahat ng Mga Paghihigpit sa Coronavirus. Petsa ng Pag-publish 23.05.2021. Available online sa https://www.gov.il/en/departments/news/23052021-02 

6. Gov.UK – Coronavirus (COVID-19) sa UK. Available online sa https://coronavirus.data.gov.uk 

7. CDC Tagasubaybay ng Data ng COVID – Mga Pagbabakuna sa COVID-19 sa United States. Available online sa  https://covid.cdc.gov/covid-data-tracker/#vaccinations 

8. Jablonska K, Aballea S, Toumi M. Ang totoong buhay na epekto ng pagbabakuna sa COVID-19 mortality sa Europe at Israel medRxiv (2021). DOI:https://doi.org/10.1101/2021.05.26.21257844 

9. Ang pagiging epektibo ng mga bakunang Pfizer-BioNTech at Oxford-AstraZeneca sa mga sintomas na nauugnay sa covid-19, pagpasok sa ospital, at pagkamatay sa mga matatanda sa England: pagsubok sa negatibong case-control study BMJ, 373, (2021). DOI: https://doi.org/10.1136/bmj.n1088 

10. Pennington TH. Herd immunity: maaari ba nitong wakasan ang pandemya ng COVID-19? Hinaharap na Microbiology, 16 (6), (2021). DOI: https://doi.org/10.2217/fmb-2020-0293 

11. Buss LF, Prete CA, Abraham CM M et al. Tatlong-kapat na rate ng pag-atake ng SARS-CoV-2 sa Brazilian Amazon sa panahon ng isang hindi mapigilang epidemya. Agham. 371, 288-292, (2020). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe9728 

12. Sabino E., Buss L., et al. 2021. Muling pagkabuhay ng COVID-19 sa Manaus, Brazil, sa kabila ng mataas na seroprevalence. (2021). DOI:https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00183-5 

13. Estiri H., Strasser ZH, Klann JG et al. Paghula sa pagkamatay ng COVID-19 gamit ang mga elektronikong rekord ng medikal. npj Digit. Med. 4, 15 (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41746-021-00383-x 

***