
В сентябре 2020 года группа бразильских исследователей под руководством Эстер Сабину из Университета Сан-Паулу выпустила статью о доле жителей с антителами к коронавирусу в столице бразильского штата Амазонас — городе Манаусе с населением два миллиона человек. Первая волна в Манаусе закончилась в мае 2020 года, в июне были сняты почти все (и так не слишком строгие) ограничения.
Ученые изучили сыворотку крови, сданной в городе тысячами доноров весной и летом 2020 года. Авторы признали, что базу доноров нельзя считать репрезентативной выборкой всего населения, а потому «поправили» результаты, так, чтобы устранить этот недостаток.
После обработки данных авторы пришли к выводу, что антитела к вирусу должны быть у 66% населения. Осенью после очередного замера долю «контактировавших» с вирусом авторы работы подняли до 76%. Эта доля была выше, чем предсказанный большинством ученых порог коллективного иммунитета. Статья стала очень популярной в научном сообществе по двум причинам:
Случай Манауса выглядел как первое доказательство, что с коронавирусом хорошо работает идея достичь коллективный иммунитет лишь с помощью заражений и без вакцинации.
Эпидемия в отдельных регионах закончится тогда, когда в населяющих их популяциях доля людей, имеющих иммунитет к вирусу, превысит порог коллективного иммунитета. При этом доля устойчивых к заболеванию должна быть такой, чтобы не допустить распространения всех вариантов вируса, — для разных вариантов вируса она разная.
Что произойдет после достижения коллективного иммунитета, устойчивого к новым вариантам? Заражения продолжатся: внешне это будет выглядеть либо как вялотекущий процесс со все уменьшающимися эпидемиологическими показателями (выявленные заражения, госпитализации и смерти) — либо как небольшие локальные вспышки. Однако рост числа одновременно зараженных сменится устойчивым — и экспоненциальным — снижением. Такие периоды — когда эпидемия отступала — регулярно случались и раньше в разных странах, но после достижения порога коллективного иммунитета новые масштабные «волны» эпидемии будут исключены (если не возникнет вариантов вируса, которые этот иммунитет надежно преодолевают).
Значит, для вычисления момента, когда наступит этот счастливый конец, нужно знать следующие данные:
Теория внешне проста, однако на практике, как выясняется, получить эти данные крайне сложно. Ошибки в вычислениях могут привести к излишнему оптимизму, а тот, в свою очередь, к катастрофическим последствиям.
В октябре 2020 года в городе Грейт-Баррингтон, штат Массачусетс, группа эпидемиологов по инициативе Сенетры Гупты из Оксфорда подписала декларацию с предложением «оставить вирус в покое» — ослабить ограничения для большей части населения, не относящейся к группам риска, сосредоточившись на защите тех, для кого риск тяжелого заболевания и смерти действительно велик. Цель — как можно быстрее достигнуть порога коллективного иммунитета в глобальных масштабах. Противники указанного в декларации подхода тут же возразили, что за успех (достижимость которого неочевидна) придется заплатить большим количеством жизней по следующим причинам:
Порог коллективного иммунитета для коронавируса намного выше, чем предполагают подписанты декларации.
Предохранить группы риска от заражений в условиях широкого распространения вируса не получится.
В большинстве стран мира политики, принимающие решения об ограничениях, приняли аргументы противников «декларации Грейт-Баррингтона». В России (не объявляя это прямо), сделали выбор в пользу подхода «оставьте вирус в покое», введя весьма мягкие ограничения.
В итоге в России с сентября 2020 года (когда началась вторая волна) по февраль 2021-го (последний месяц, на который есть данные) избыточная смертность составила около 350 тысяч человек.
В Манаусе затишье продолжалось до декабря, что, казалось, подтверждало предсказание ученых. Однако перед Рождеством в Манаусе началась новая — более мощная — вспышка заражений и смертей. Попытки властей ввести ограничения — закрыть магазины, рестораны и бары — натолкнулись на сопротивление местных жителей, уверенных, что их городу уже не может угрожать вторая волна эпидемии.
В январе в Манаусе переполнились больницы и закончился кислород — родственники больных пытались купить его за огромные по местным меркам деньги у спекулянтов. Начались массовые смерти вне стен больниц; власти попытались эвакуировать часть тяжелых пациентов в другие штаты. В Манаусе эпидемия, опустошившая город и штат, пошла на спад в начале февраля.
Ученые по всему миру попытались найти объяснения аномалии. Были предложены четыре не исключающих друг друга возможных варианта:
Вероятно, аномалия в Манаусе с тяжелыми последствиями объясняется сразу всеми этими факторами.
Случай в Амазонии вскрыл лишь часть методологических проблем. В реальности коллективный иммунитет может работать совсем не так, как ожидается в простых моделях. Трудно не только вычислить точное число переболевших. Не менее сложно понять, есть ли вообще какой-то один порог, после которого все сообщества достигают коллективного иммунитета.
Сама концепция коллективного иммунитета была сначала разработана в упрощенных SEIR-моделях, появившихся еще в середине прошлого века. В них высота порога, после которого эпидемия сама сходит на нет, зависит лишь от одного показателя — базового числа R₀, которое грубо можно представить как степень заразности самого вируса. В таких моделях это число показывает, сколько в среднем каждый зараженный заразит людей, пока сам не выздоровеет. Формула для определения доли популяции, достаточной для достижения порога коллективного иммунитета, проста: 1 — 1/R₀. Таким образом, если каждый переносчик вируса заразит в среднем трех человек (одна из популярных оценок для коронавируса), эпидемия сойдет на нет после заражения 66% членов популяции.
Но на практике значение R₀ определить крайне трудно.
Нужно найти популяцию, где не было бы никаких ограничений и методов дистанцирования. Это возможно только в самом начале эпидемии; именно поэтому полем для исследований стала «родина» вируса — китайский город Ухань; причем изучался короткий период — с декабря 2019 года по 23 января 2020-го, когда в городе были введены жесткие ограничения на передвижение граждан. Чуть хуже годятся начальные периоды эпидемии в соседних странах.
Но даже подробное изучение этих коротких начальных вспышек не гарантирует точности подсчета.
Сами SEIR-модели (и все понятия, заданные в их рамках) имеют существенные ограничения. Для упрощения в этих моделях вся популяция принимается как однородно перемешанная — то есть в ней каждый имеет одинаковые шансы проконтактировать с каждым.
Разумеется, в реальной жизни таких популяций не существует: любое сколько-нибудь крупное сообщество разделено на «ячейки» — домовладения, места работы, учебы, покупок и отдыха, транспорт и т. д. Внутри этих ячеек количество контактов может быть самым разным (и их опасность тоже). Между собой члены разных ячеек тоже контактируют с различной частотой.
В моделях, изучающих такую структуру популяций (они называются «сетевыми»), понятие R₀ можно представить и как сумму вероятностей разных способов заражений (от соприкосновения с поверхностью до встречи с носителем без симптомов), и как среднее значение вероятности заражений в разных группах населения.
Соответственно, и вся концепция коллективного иммунитета в приближенных к реальности «сетевых» моделях выглядит намного сложнее:
Поэтому объявления о достижении страной, областью или городом искусственного иммунитета (не связанные с вакцинацией большей части населения во всех значимых социальных группах) — так, как это делает Роспотребнадзор, — выглядят не только преждевременными, но и опасными.
Как было сказано выше, крайне сложно определить саму по себе высоту порога коллективного иммунитета. Но в России (как в той же Бразилии) сложно подсчитать и долю переболевших.
В стране проводится не так много регулярных массовых исследований на наличие антител к коронавирусу, в которых бы делалась поправка на нерепрезентативность выборки. Очередной отчет по одному из таких исследований, которое проводится Европейским университетом в Санкт-Петербурге, показал, что в феврале — марте антитела к вирусу были у половины населения города (при 7% вакцинированных). Однако эти данные нельзя экстраполировать на всю Россию.

Другой способ определить долю переболевших — посчитать ее с помощью данных о смертности от коронавируса в каждом регионе. Для этого нужно знать число умерших и истинную летальность (IFR) вируса в стране.
Самые точные данные о количестве смертей — отчет об избыточной смертности в регионах — ежемесячно предоставляет Росстат. Они публикуются с большой задержкой: сейчас доступны данные по февраль 2021 года включительно. Согласно им в стране можно отнести к жертвам коронавируса за все время эпидемии (без марта и начала апреля 2021 года) около 420–450 тысяч человек. С помощью этих данных можно было бы грубо определить долю переболевших на начало февраля 2021 года (умершие в конце февраля заразились в начале месяца).
Но есть еще одна загвоздка — никто не знает точно истинную летальность вируса в России. Во многих исследованиях в развитых странах и развивающихся странах Азии средняя величина IFR посчитана как 0,68%. В России, однако, летальность может быть иной. Главным образом она зависит от демографической структуры населения (доли пожилых, находящихся в зоне риска, которая в России примерно соответствует уровню США, но чуть ниже, чем в большинстве стран Западной Европы) и частоты сопутствующих заболеваний (она в России существенно выше, чем в развитых странах). Возможна грубая оценка летальности по данным того же исследования на антитела в Санкт-Петербурге: при 2,5 миллиона переболевших в феврале и почти 18 тысячах (вероятно) умерших от коронавируса на ту же дату, по данным Росстата, выходит, что показатель летальности IFR в городе с начала года составил 0,71–0,75%.
Если применить этот показатель к данным об избыточных смертях по всей России (хотя напрямую это сделать нельзя — структура населения в регионах страны слишком разная), получится, что в феврале в стране было 56–63 миллиона «иммунизированных» (или 38–43% населения), не считая тех, кто получил прививку. Скорее всего, доля переболевших в среднем по стране (вычисленная таким, мягко говоря, не точным способом) далека от порога коллективного иммунитета. Но даже если она больше на несколько процентов (что возможно при более низкой истинной летальности) и даже с учетом того, что число инфицированных и вакцинированных еще выросло за последние недели, строить на этой основе прогнозы о скором окончательном завершении эпидемии в стране нельзя.
Наконец, остается вопрос, может ли достижение порога искусственного иммунитета (связанное с большим количеством жертв) привести к окончанию эпидемии в принципе. Устойчивый коллективный иммунитет возможен только в отношении патогенов, к которым появляется пожизненный иммунитет (как в случае вакцинации от кори). Однако иммунитет к большинству инфекционных заболеваний со временем ослабевает. Это может привести к массовым повторным заражениям и новым периодическим вспышкам эпидемии.
Окончание эпидемии особенно трудно прогнозировать с учетом появления в мире новых, более заразных вариантов коронавируса. Британский вариант уже вызвал третью волну во многих странах Европы — в том числе в тех, где было много переболевших во вторую и первую волны. После появления в каждой стране единичных случаев заражения новым вариантом он быстро замещал собой более старые штаммы вируса.
В России британский вариант уже циркулирует, признал Роспотребнадзор. Если «британец» продолжит быстро распространяться по стране, это может вызвать два неприятных последствия:
Массовая вакцинация необходима хотя бы потому, что вакцины позволяют снизить частоту тяжелых случаев заболевания и смерти. В нескольких странах она, кажется, показала позитивные результаты и для прекращения вспышек эпидемии:
Исследование американских Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) подтвердило, что вакцины (производства компаний Pfizer и Moderna) весьма эффективно предотвращают не только заболевания, но и размножение вируса у тех, кто еще не почувствовал симптомы или вовсе обойдется без них. Это значит, что с помощью масштабной вакцинации можно снизить число носителей вируса и теоретически сформировать с ее помощью коллективный иммунитет.
Вопрос, насколько такой переход через порог коллективного иммунитета возможен практически. И, главное, позволит ли он полностью искоренить эпидемию коронавируса в глобальных масштабах.
7 апреля прошла онлайн-конференция американских эпидемиологов под названием «Наука о коллективном иммунитете». Выступавший на ней известный эпидемиолог, профессор Гарварда Марк Липсич сказал, что исследование CDC «очень обнадеживает», но его выводы применительно к коллективному иммунитету пока выглядят неопределенно. В исследовании указано, что эффективность полного курса вакцинации в предотвращении передачи вируса (от переносчика, который вакцинирован) лежит в пределах 60–95%. По словам Липсича, эффективность в 60% не позволит сформировать коллективный иммунитет в принципе — даже в случае тотальной вакцинации всего населения. А эффективность в 95% потребует почти 100%-й вакцинации. Такой уровень иммунизации в мире вряд ли возможен: группы, где велика доля неиммунизированных (например, страны, которые отстали в темпах вакцинации, или социальные группы, которые не захотели или не смогли позволить себе привиться) будут оставаться «рассадником» инфекции. Кроме того, останется значительная доля населения, которой вакцинация не положена по соображениям безопасности, — это, например, дети, одобрение вакцин для которых возможно только после долгих исследований (Pfizer уже проводит их, пока только для подростков).
Даже если коллективный иммунитет и достижим, в нем не будет острой необходимости, считает Липсич: вероятно, вирус теперь постоянно будет присутствовать в глобальной популяции (станет эндемическим заболеванием). При этом вакцинация групп риска позволит ускорить переход вируса в разряд неопасных — типа «еще одного гриппа»: у большинства иммунизированных он будет вызывать лишь простуду, а смерть от него будет редким явлением.
Десятки известных эпидемиологов, опрошенных журналом Nature, в большинстве своем поддерживают это мнение: вирус с нами навсегда и нужно научиться — с помощью вакцин и изменения поведения — с ним жить.
Бразильское министерство здравоохранения сообщило, что во время мощной вспышки в начале 2021 года резко выросла доля тяжелобольных и смертей среди молодежи и людей среднего возраста. Исследователи, работающие на министерство, связали этот факт с распространением нового, амазонского варианта вируса P.1. Альтернативный вариант объяснения — поведенческий: осенью и зимой молодежь намного меньше, чем пожилые, соблюдала меры «социального дистанцирования». При этом власти не стали их заставлять избегать заражения, ограничившись слабыми карантинными мерами.
Ученые из бразильского штата Парана, внимательно исследовавшие (.pdf) данные из больниц и моргов, констатировали, что доля молодых и взрослых пациентов с тяжелыми формами болезни действительно выросла; увеличилась и летальность (рассчитанная как соотношение выявленных случаев и смертей, так называемое Case Fatality Ratio, CFR) среди всех групп населения, но среди молодых больше, чем среди пожилых.
При этом ученые отметили, что из этой статистики нельзя определенно заключить, что во вспышке смертей среди молодых виноват именно новый вариант вируса (данных о том, что молодежь заразилась именно им, нет).
Действительно, возможны разные объяснения: так, CFR в случае с коронавирусом радикально отличается от истинной летальности — отношения всех заразившихся ко всем умершим (IFR). Динамика CFR зависит не столько от изменения числа заражений, сколько от числа выявляемых случаев болезни. В Бразилии вспышка сопровождалась кризисом системы здравоохранения, при котором можно ожидать, что многие больные (особенно молодые) просто не стали обращаться в больницы даже с явными симптомами; в результате выявили только самых тяжелых больных, среди которых, естественно, многие умерли. На фоне огромного числа невыявленных заразившихся это могло создать иллюзию повышенной летальности в разных группах населения, в том числе среди молодежи.
Однако, несмотря на все возможные альтернативные объяснения, летальность варианта P.1 требует пристального изучения, считают ученые.
Дмитрий Кузнец