L’immunità di gregge (nota anche come effetto gregge, immunità comunitaria, immunità di popolazione o immunità di massa) è una forma di protezione indiretta dalle malattie infettive, che può verificarsi con alcune malattie quando una percentuale sufficiente di una popolazione è diventata immune a un’infezione, sia tramite vaccinazione che attraverso infezioni precedenti, riducendo così la probabilità di infezione per gli individui che non hanno immunità. Gli individui immuni sono improbabili portatori della malattia, interrompendo le catene di infezione, il che arresta o rallenta la diffusione della malattia. Maggiore è la proporzione di individui immuni in una comunità, minore è la probabilità che individui non immuni entrino in contatto con un individuo infettivo.
Le persone possono diventare immuni recuperando da un’infezione precedente o tramite vaccinazione. Alcuni individui non possono diventare immuni a causa di condizioni mediche, come un’immunodeficienza o una immunosoppressione, e per questo gruppo l’immunità di gregge è un metodo di protezione cruciale. Una volta raggiunta la soglia di immunità di gregge, la malattia scompare gradualmente da una popolazione. Questa eliminazione, se realizzata a livello mondiale, può portare alla riduzione permanente del numero di infezioni a zero, definita eradicazione. L’immunità di gregge creata tramite vaccinazione ha contribuito alla definitiva eradicazione del vaiolo nel 1977 e ha contribuito alla riduzione di altre malattie. L’immunità di gregge si applica solo alle malattie contagiose, il che significa che esse vengono trasmesse da un individuo all’altro. Il tetano, ad esempio, è infettivo ma non contagioso, quindi l’immunità di gregge non si applica.
L’immunità di gregge è stata riconosciuta come un fenomeno naturale negli anni ’30 quando è stato osservato che dopo che un numero significativo di bambini era diventato immune al morbillo, il numero di nuove infezioni era temporaneamente diminuito, incluso tra i non vaccinati. La vaccinazione di massa per indurre l’immunità di gregge è diventata comune e si è rivelata efficace nel prevenire la diffusione di molte malattie infettive. L’opposizione alla vaccinazione ha rappresentato una sfida per l’immunità di gregge, consentendo la persistenza o il ritorno di malattie prevenibili in popolazioni con tassi di vaccinazione inadeguati.
La soglia esatta di immunità di gregge (HIT) varia a seconda del numero base di riproduzione della malattia. Un esempio di malattia con una soglia alta è il morbillo, con una HIT che supera il 95%.
Effetti dell’immunità di gregge
1. Protezione di coloro che non hanno immunità
Alcuni individui non possono sviluppare immunità dopo la vaccinazione o, per motivi medici, non possono essere vaccinati. I neonati sono troppo giovani per ricevere molti vaccini, sia per motivi di sicurezza sia perché l’immunità passiva rende il vaccino inefficace. Gli individui immunodeficienti a causa di HIV/AIDS, linfoma, leucemia, cancro del midollo osseo, milza compromessa, chemioterapia o radioterapia possono aver perso qualsiasi immunità precedentemente acquisita e i vaccini potrebbero non essere utili per loro a causa della loro immunodeficienza.
Una parte di quelli vaccinati potrebbe non sviluppare immunità a lungo termine. Le controindicazioni vaccinali possono impedire a determinati individui di essere vaccinati. Oltre a non essere immuni, gli individui in uno di questi gruppi possono avere un rischio maggiore di sviluppare complicazioni da infezione a causa del loro stato medico, ma potrebbero comunque essere protetti se una percentuale sufficientemente alta della popolazione è immune.
Alti livelli di immunità in un gruppo di età possono creare immunità di gregge per altri gruppi di età. Vaccinare gli adulti contro la pertosse riduce l’incidenza della pertosse anche nei neonati troppo giovani per essere vaccinati, che sono i più a rischio di complicazioni dalla malattia. Questo è particolarmente importante per i familiari più stretti, che rappresentano la maggior parte delle trasmissioni ai neonati. Allo stesso modo, la vaccinazione dei bambini contro il pneumococco riduce l’incidenza della malattia pneumococcica tra i fratelli più giovani non vaccinati. Vaccinare i bambini contro il pneumococco e il rotavirus ha avuto l’effetto di ridurre i ricoveri ospedalieri attribuibili a pneumococco e rotavirus per bambini più grandi e adulti, che normalmente non ricevono questi vaccini. L’influenza è più severa negli anziani rispetto ai gruppi di età più giovani, ma i vaccini anti-influenzali sono poco efficaci in questa demografia a causa del declino del sistema immunitario con l’età. Tuttavia, la prioritizzazione dei bambini in età scolastica per la vaccinazione contro l’influenza stagionale, che è più efficace rispetto alla vaccinazione degli anziani, ha dimostrato di creare un certo grado di protezione per gli anziani.
Per le infezioni sessualmente trasmissibili (IST), alti livelli di immunità in un sesso inducono immunità di gregge per entrambi i sessi. I vaccini contro le IST destinate a un sesso determinano un significativo calo delle IST in entrambi i sessi se l’adesione al vaccino nel sesso target è elevata. Tuttavia, l’immunità di gregge derivante dalla vaccinazione femminile non si estende agli uomini omosessuali. Se l’adesione al vaccino tra il sesso target è bassa, allora l’altro sesso potrebbe dover essere immunizzato affinché il sesso target possa essere sufficientemente protetto. Comportamenti ad alto rischio rendono difficile l’eliminazione delle IST, poiché sebbene la maggior parte delle infezioni si verifichi tra individui a rischio moderato, la maggior parte delle trasmissioni avviene per mezzo di individui che engagiano in comportamenti ad alto rischio. Per queste ragioni, in alcune popolazioni può essere necessario immunizzare persone ad alto rischio o individui di entrambi i sessi per stabilire l’immunità di gregge.
2. Pressione evolutiva e sostituzione dei sierotipi
L’immunità di gregge stessa agisce come una pressione evolutiva sui patogeni, influenzando l’evoluzione virale incoraggiando la produzione di nuove varianti, chiamate mutanti di fuga, che sono in grado di eludere l’immunità di gregge e infettare gli individui precedentemente immuni. L’evoluzione di nuovi sierotipi è nota come sostituzione di sierotipo o spostamento di sierotipo, poiché la prevalenza di un sierotipo specifico diminuisce a causa di alti livelli di immunità, consentendo ad altri sierotipi di sostituirlo.
A livello molecolare, i virus sfuggono all’immunità di gregge attraverso una deriva antigenica, che si verifica quando le mutazioni si accumulano nella parte del genoma virale che codifica per l’antigene di superficie del virus, tipicamente una proteina del capsidi virale, producendo un cambiamento nell’epitopo virale. In alternativa, il riassortimento di segmenti geniali virali distinti, o spostamento antigenico, che è più comune quando ci sono più ceppi in circolazione, può anche produrre nuovi sierotipi. Quando si verifica uno di questi eventi, le cellule T della memoria non riconoscono più il virus, quindi le persone non sono immuni al ceppo dominante circolante. Sia per l’influenza che per il norovirus, le epidemie inducono temporaneamente l’immunità di gregge fino a quando non emerge un nuovo ceppo dominante, causando ondate successive di epidemie. Poiché questa evoluzione rappresenta una sfida all’immunità di gregge, anticorpi ampiamente neutralizzanti e vaccini “universali” che possono fornire protezione oltre un sierotipo specifico sono in fase di sviluppo.
I vaccini iniziali contro Streptococcus pneumoniae hanno significativamente ridotto il trasporto nasofaringeo di sierotipi vaccinali (VT), inclusi i tipi resistenti agli antibiotici, solo per essere completamente compensati dall’aumento del trasporto di sierotipi non vaccinati (NVT). Tuttavia, questo non ha comportato un aumento proporzionato nell’incidenza della malattia poiché i NVT erano meno invasivi rispetto ai VT. Da allora, sono stati introdotti vaccini pneumococcici che forniscono protezione dai sierotipi emergenti e hanno controbilanciato con successo la loro emergenza. Resta comunque la possibilità di future sostituzioni, quindi ulteriori strategie per affrontare questo includono l’espansione della copertura VT e lo sviluppo di vaccini che utilizzano celle intere uccise, che hanno più antigeni di superficie, o proteine presenti in più sierotipi.
3. Eradicazione delle malattie
Se l’immunità di gregge è stata stabilita e mantenuta in una popolazione per un sufficiente periodo di tempo, la malattia è inevitabilmente eliminata – non si verificano più trasmissioni endemiche. Se l’eliminazione viene raggiunta a livello mondiale e il numero di casi è permanentemente ridotto a zero, allora una malattia può essere dichiarata eradicata. L’eradicazione può quindi essere considerata il valore finale o il risultato finale delle iniziative di salute pubblica per controllare la diffusione delle malattie infettive.
I benefici dell’eradicazione includono la cessazione di tutta la morbidità e mortalità causata dalla malattia, risparmi finanziari per individui, fornitori di assistenza sanitaria e governi e la possibilità di utilizzare risorse destinate al controllo della malattia per altri scopi. Ad oggi, due malattie sono state eradicate grazie all’immunità di gregge e alla vaccinazione: la peste bovina e il vaiolo. Le attuali iniziative di eradicazione che si basano sull’immunità di gregge sono in corso per la poliomielite, anche se i disordini civili e la sfiducia nella medicina moderna hanno reso ciò difficile. La vaccinazione obbligatoria potrebbe essere vantaggiosa per gli sforzi di eradicazione se non abbastanza persone scelgono di vaccinarsi.
Meccanismo dell’immunità di gregge
Gli individui immuni a una malattia agiscono come una barriera nella diffusione della malattia, rallentando o prevenendo la trasmissione della malattia ad altri. L’immunità di un individuo può essere acquisita tramite un’infezione naturale o attraverso mezzi artificiali, come la vaccinazione. Quando una proporzione critica della popolazione diventa immune, chiamata soglia di immunità di gregge (HIT) o livello di immunità di gregge (HIL), la malattia può smettere di persistere nella popolazione, cessando di essere endemica.
Il fondamento teorico per l’immunità di gregge presume generalmente che i vaccini inducano un’immunità solida, che le popolazioni si mescolino in modo casuale, che il patogeno non evolva per eludere la risposta immunitaria e che non ci sia un vettore non umano per la malattia.
| Malattia | Trasmissione | R0 | HIT |
|---|---|---|---|
| Morbillo | Per via aerea | 12–18 | 92–95% |
| Pertosse | Per goccioline aeree | 12–17 | 92–94% |
| Difterite | Saliva | 6–7 | 83–86% |
| Rosolia | Per goccioline aeree | ||
| Vaiolo | 5–7 | 80–86% | |
| Polio | Via fecale-orale | ||
| Parotite | Per goccioline aeree | 4–7 | 75–86% |
| COVID-19 (pandemia COVID-19) |
2.5–4 | 60–75% | |
| SARS (epidemia di SARS 2002–2004) |
2–5 | 50–80% | |
| Ebola (epidemia di virus Ebola in Africa occidentale) |
Fluidi corporei | 1.5–2.5 | 33–60% |
| Influenza (pandemie influenzali) |
Per goccioline aeree | 1.5–1.8 | 33–44% |
- R0⋅S=1.{displaystyle R_{0}cdot S=1.}
- pc=1−1R0.{displaystyle p_{c}=1-{frac {1}{R_{0}}}.}
Immunità passiva
L’immunità individuale può essere acquisita anche in modo passivo, quando gli anticorpi a un patogeno vengono trasferiti da un individuo a un altro. Questo può avvenire naturalmente, attraverso il trasferimento di anticorpi maternali, principalmente anticorpi immunoglobulina G, attraverso la placenta e nel colostro al feto e ai neonati. L’immunità passiva può anche essere ottenuta in modo artificiale, quando una persona suscettibile viene iniettata con anticorpi dal siero o plasma di una persona immune.
La protezione generata dall’immunità passiva è immediata, ma svanisce nel corso di settimane o mesi, quindi qualsiasi contributo all’immunità di gregge è temporaneo. Per malattie particolarmente gravi tra feti e neonati, come l’influenza e il tetano, le donne in gravidanza possono essere immunizzate per trasferire anticorpi al bambino. Allo stesso modo, i gruppi ad alto rischio che sono più propensi a contrarre infezioni o a sviluppare complicazioni da infezione possono ricevere preparati di anticorpi per prevenire queste infezioni o ridurre la gravità dei sintomi.
