flokimmunitet
Flokimmunitet betegner befolkningens samlede modstandsdygtighed over for en smitsom sygdom. Mere præcist er det den specifikke, immunologiske modstandsevne i en befolkning eller gruppe af individer. Flokimmuniteten er høj, når en stor andel af individerne i befolkningen er immune overfor sygdommen, og lav når kun få individer er immune
Flokimmunitet kan beskrives som den passive beskyttelse af ikke-immune individer i en population, der opnås over for en given smitsom sygdom, når en så stor andel af populationens individer er immune, at smittekæden effektivt brydes.
Hvis f.eks. 80% af en population er immun overfor en given virussygdom, så vil 4 ud af 5 individer, der udsættes for smitte, ikke blive inficerede og dermed heller ikke bidrage til yderligere smittespredning. Flokimmunitet yder altså indirekte, passiv beskyttelse af ikke-immune individer i en population. Fordelen herved er, at immunsvækkede individer kan beskyttes indirekte af sunde individer med et velfungerende immunforsvar.
Flokimmunitet spiller en vigtig rolle såvel i den menneskelige befolkning som i husdyr og i vildtlevende dyrebestande. Flokimmunitet kan opnås enten via vaccination, via naturlig immunitet efter overstået infektion, eller en kombination heraf.
Flokimmunitet kan teoretisk opnås overfor enhver smitsom infektionssygdom, det vil sige en sygdom forårsaget af en mikroorganisme eller parasit, som smitter fra individ til individ. Dog er der en række forudsætninger der skal være til stede, samt faktorer, der kan begrænse effektiv flokimmunitet.
I praksis er flokimmunitet specielt vigtig i sammenhæng med en række virussygdomme og visse bakterielle sygdomme. Effektiv flokimmunitet kræver typisk at 50-90% af en given population er immune. Andelen af individer, der skal være immune, for at flokimmunitet opnås, afhænger dog af smittevejen, stabiliteten, og graden af smitsomhed af den pågældende sygdomsfremkaldende mikroorganisme. Således kræves en høj grad af immunitet i populationen for at bryde smittekæden af en mikroorganisme, der er meget smitsom.
Endelig spiller omgivende omstændigheder, såsom populationstæthed, sanitet og hygiejne en væsentlig rolle. Ved høj populationstæthed, manglende sanitet og dårlig hygiejne kan der således være mange flere smittepunkter, og den deraf følgende højere smittespredning kræver en højere grad af immunitet i befolkningen for at bryde smittekæden. Hvis den pågældende mikroorganisme kan overleve længere i omgivelserne og forblive smitsom vil dette ligeledes mindske effekten af flokimmunitet.
Effekten af flokimmunitet begrænses, hvis den sygdomsfremkaldende mikroorganisme udviser en meget høj grad af mutation eller rekombination. Dette forhindrer, at der opnås en tilstrækkelig grad af immunitet i populationen. Det gælder eksempelvis for influenzavirus, der udviser en meget høj grad af variation fra sæson til sæson. Derfor er det nødvendigt at vaccinere igen hver sæson med de nye varianter man forventer vil komme til at cirkulere i befolkningen, og der vaccineres typisk ikke en tilstrækkelig andel af befolkningen til at sikre flokimmunitet.
Når man skal beskrive, hvor smitsom en infektionssygdom er, bruger man det basale reproduktionstal (R0). R0 angiver, hvor mange personer én smittet i gennemsnit selv vil smitte. Hvis R0 for en given infektionssygdom f.eks. er 4, så vil hver enkelt inficeret individ smitte 4 nye individer. Hvis der ikke er eksisterende immunitet i populationen vil introduktion af en ny smitsom mikroorganisme via én smittet først medføre 4 smittede, som når de selv bliver smitsomme herefter smitter 16 individer, som igen efterfølgende vil smitte 64 individer, og så fremdeles, med eksponentiel vækst.
Hvis der var allerede eksisterende immunitet hos 75% af populationen før introduktion af den smitsomme mikroorganisme, ville 3 ud af de første 4 kontakter være immune, så kun 1 ville blive smittet i første runde. Hvis den eksisterende grad af immunitet i populationen var over 75%, så ville introduktionen af den smitsomme mikroorganisme med høj sandsynlighed ikke give anledning til nye smittede, og smitten ville dø ud. Denne ‘tærskel’ for hvornår flokimmunitet medfører brud på smittekæden kan bestemmes ved matematisk modellering som \(\frac{R_{0}-1}{R_0}\).
Da R0 varierer afhængigt af hvilken smitsom mikroorganisme, der er tale om, varierer tærsklen for flokimmunitet altså også. For mæslinger (Morbillivirus), der er en ekstremt smitsom sygdom, er R0 12-18, og den estimerede tærskelværdi for flokimmunitet er 92-94%. Til sammenligning er R0 for influenza (Influenzavirus) estimeret til ca. 2 (med et interval på 1,4-4), hvilket medfører en forholdsvist lav tærskelværdi for flokimmunitet på ca. 50% (29-75%).
R0 er dog ikke den eneste parameter, der bestemmer spredningen af en smitsom infektionssygdom i befolkningen. Da inkubationstiden for mæslinger er ca. 14 dage, mens den kun er ca. 3 dage for influenza, vil influenza sprede sig relativt hurtigt i en ikke-immun befolkning, på trods af en forholdsmæssigt lav R0.
Der kan kun opnås flokimmunitet overfor infektionssygdomme, der primært smitter fra individ til individ. Det er altså ikke alle infektionssygdomme, der kan opnås flokimmunitet overfor. Det gælder f.eks. miljøbakterier, såsom bakterien Clostridium tetani, som kan forårsage stivkrampe (tetanus). Clostridium tetani kan smitte direkte til mennesker ved forurening af sår, men smitter ikke fra menneske til menneske, hvorfor der aldrig vil kunne opnås flokimmunitet i befolkningen. Der kan heller ikke opnås flokimmunitet i den menneskelige befolkning overfor zoonoser, mikroorganismer, hvor der findes et reservoir i dyr, og hvor der foregår forholdsvist hyppig smitte fra dyr til mennesker. Dette gælder f.eks. hundegalskab, forårsaget af rabiesvirus (Rabies lyssavirus), hvor der i store dele af verden findes et reservoir i vildtlevende dyrebestande.
Flokimmunitet blev første gang beskrevet som et naturligt forekommende fænomen i den menneskelige befolkning i 1930’erne i forbindelse med et mæslingeudbrud i Baltimore i USA. En forsker ved John’s Hopkins University, Arthur Hedrich, rapporterede at da 55% af Baltimores befolkning havde været smittet, og dermed havde opbygget immunitet overfor mæslinger, var resten af befolkningen beskyttet. Det har dog senere, efter udvikling af en vaccine, vist sig at kræve en langt højere tærskelværdi for flokimmunitet overfor mæslinger. Polio (børnelammelse) og fåresyge er andre eksempler på smitsomme sygdomme, der vaccineres bredt for, og hvor flokimmunitet menes at spille en væsentlig rolle.
Flokimmunitet kan også bidrage til udryddelse af infektionssygdomme i den menneskelige befolkning, under de gældende forudsætninger at sygdommen kun smitter fra menneske til menneske, ikke har et reservoir i naturen, og at der kan opnås varig immunitet. Når en tilstrækkelig andel af befolkningen har opnået immunitet, vil den pågældende infektionssygdom til sidst blive elimineret. Hvis dette sker på verdensplan og antallet af inficerede globalt falder til 0, betegnes sygdommen som udryddet. På denne måde kunne WHO i 1980 erklære kopper (Variolavirus) for udryddet.
Flokimmunitet blev i en række lande overvejet som alternativ strategi til inddæmning af COVID-19 (coronavirusset SARS-CoV2) i begyndelsen af den verdensomspændende COVID19-pandemi i 2019-2020. Strategien blev i nogen grad forsøgt anvendt i Sverige.
Indenfor husdyrhold i landbruget er vaccination og flokimmunitet væsentlige værktøjer blandt de moderne produktionsmetoder. Selve begrebet ’flokimmunitet’ stammer faktisk fra kvægbrug, og opstod i forbindelse med bekæmpelsen af Brucellose i amerikanske kvægbestande i starten af det 20. århundrede. Brucellose, der fra gammel tid kaldes ’smitsom kalvekastning’ (fordi 'kastning' er et gammelt ord for abort), forårsages af bakterien Brucella abortus, og medfører som navnet antyder spontan abort hos kvier. I en artikel i den amerikanske veterinærforenings tidsskrift i 1916 opfandt dyrlægerne George Potter og Adolph Eichhorn begrebet ‘herd immunity’. De foreslog at i stedet for at aflive hele bestande ved udbrud af Brucellose, skulle man beholde de overlevende kvier, lade overlevende kalve vokse op, og undgå introduktion af nye dyr i bestanden, idet nye dyr ville give mulighed for yderligere infektion.
Vaccination er også udbredt i akvakultur (dambrug, havbrug m.v.) og nylige studier har indikeret at flokimmunitet også kan spille en rolle hos fisk.