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co
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TERAPÉUTICA
Inmunidad colectiva: un concepto de trascendental
importancia para los programas de vacunación
d
J. Vaqué Rafart y A. Allepuz Palau
n
Servicio de Medicina Preventiva y Epidemiología. Hospital Universitari Vall d’Hebron. Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). Barcelona. España.
P
de
s,
s,
ola
or inmunidad colectiva o de grupo (herd immunity) se entiende la inmunocompetencia de una población y su capacidad para resistir la infección. Es la protección que una población posee
ante determinada infección debido a la presencia de individuos inmunes en ella. El conocido investigador en vacunas Stanley Plotkin ha señalado recientemente que los 2 elementos cruciales del
éxito de la vacunas contra las enfermedades transmisibles son la inducción de memoria inmunógena de larga duración en los vacunados y la generación de inmunidad colectiva o de grupo, que permite aumentar el control de las enfermedades en las poblaciones1.
Este segundo elemento tiene notable interés para la definición de
los objetivos y estrategias de los programas de vacunación, pues
permite determinar la intensidad de los programas que se van a
aplicar en un país para controlar, impedir brotes epidémicos y,
eventualmente, eliminar procesos transmisibles2-6.
La importancia de la inmunidad colectiva en los programas vacunales procede de los trabajos de Fox, quien en 19717 la definió
así: “la resistencia de un grupo a una infección ante la que una amIndividuo
plia proporción de individuos se halla inmune, y en el que, debido
a ello, ha disminuido de forma notable la probabilidad de que un
sujeto con la enfermedad entre en contacto con un individuo susceptible”.
Desde hace muchísimos años se ha observado que los brotes de
viruela, cólera y otras enfermedades transmisibles finalizaban antes
de llegar a afectar a todos los sujetos de una población. Su explicación se fundamenta en que al avanzar la epidemia y aumentar la
proporción de individuos que han padecido la infección y adquirido inmunidad, es cada vez más improbable el contacto entre un
individuo infectado y uno susceptible, y llega un momento en que
la elevada proporción de sujetos inmunes bloquea la transmisión
del agente infeccioso (fig. 1). La epidemia produce una situación
en la que faltan individuos susceptibles para su mantenimiento y el
proceso se agota. La famosa intervención de John Snow8 en la epidemia de cólera de Londres de 1854, en que cerró la manivela del
suministro de agua contaminada, tuvo lugar en la fase de declive
de la curva epidémica y sin duda fue beneficiosa, pero el brote ya
Muchos susceptibles y pocos inmunes: peligro de epidemia
Infectado
Susceptible
Inmunne
Problable epidemia
Muchos inmunes: bloqueo de la transmisión
Inmunidad colectiva
Figura 1 Entrada de individuos con una enfermedad transmisible en la comunidad: probable epidemia o bien bloqueo de la transmisión por la inmunidad
colectiva.
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que se transmiten a través del agua, alimentos o por vectores, es
fundamental eliminar el reservorio del microorganismo y cerrar las
fuentes de infección al estilo de Snow. En los procesos de transmisión interhumana la vacunación de los sujetos elimina los reservorios y las fuentes; en cambio, en los de origen externo la vacunación puede ser muy efectiva al proteger a los indivduos, pero en
todo caso para concluir con el problema será esencial eliminar los
reservorios y las fuentes.
Cierre de la manivela
del suministro del agua
N.o de casos
de cólera
en un barrio
de Londres
Agosto
Septiembre
Figura 2 La epidemia de cólera de Londres y la intervención de John
Snow (1854).
Infección
Vacunación
Nacimientos
Inmigración
Transmisibilidad
susceptibles
infectados
Desaparición
progresiva de
la inmunidad
Muertos
Emigración
Inmunidad
Inmunidad artificial
natural
Individuos inmunes
Estimulación
natural de la
inmigración
Figura 3 Dinámica de la transmisión en la comunidad; modelo SIR..
TABLA I Número básico de reproducción (Ro), cobertura crítica
de vacunados (Pc), edad media en el momento de la infección
y período interepidémico, para las principales enfermedades
transmisibles infantiles susceptibles de ser prevenidas mediante
vacunación. Valores para los países desarrollados
Enfermedad
transmisible
Ro
Pc
Edad media
(años)
Período interepidémico
(años)
Difteria
Tos ferina
Poliomielitis
Sarampión
Rubéola
Parotiditis
5-6
15-17
5-6
15-17
7-8
10-12
80-85%
93-95%
80-85%
93-95%
85-87%
90-92%
11-14
4-5
12-15
5-6
9-10
6-7
4-6
3-4
3-5
2
3-5
3
Según Anderson3.
se hallaba en la fase de agotamiento debido a la escasez de individuos susceptibles (fig. 2). Siguiendo los pasos del proceso natural,
hoy día los programas de vacunación sistemática tienen por objetivo producir una elevada proporción de individuos inmunes en la
población, de manera que se impida la transmisión de la infección
y con ello sea prácticamente imposible la aparición de fenómenos
epidémicos. Además de la protección directa frente a la infección
que la administración de las vacunas produce en los individuos, dichos programas pretenden conseguir que el segmento poblacional
de sujetos inmunes sea suficiente para proteger a toda la comunidad, incluidos los no vacunados.
En los procesos infectivos que se transmiten entre humanos, como el sarampión o la poliomielitis, la principal medida disponible
para prevenir una epidemia es la vacunación de los sujetos; en
cambio, en los procesos de origen externo al ser humano, como los
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DINÁMICA DE LA TRANSMISIÓN
EN LA COMUNIDAD
En las infecciones virales y bacterianas comunes de transmisión directa de persona a persona que inducen inmunidad específica y
duradera en los sujetos que las padecen, la dinámica de la transmisión puede esquematizarse en 3 segmentos de individuos: los susceptibles, los infectados y los resistentes o inmunes (fig. 3). El denominado modelo SIR, muy usado para la simulación matemática
de epidemias y el análisis de los efectos de los programas
vacunales9, parte de la inicial de estos 3 términos.
En este modelo, el primer segmento se renueva constantemente basándose en los nacimientos y los inmigrados; el segundo se
compone de una pequeña fracción de susceptibles que adquiere la
infección y enferma, y el tercero se modifica en virtud de las defunciones y los emigrados. Los microorganismos pueden actuar sobre los susceptibles por vía natural (infección) o merced a una intervención sanitaria (vacunación). El segmento de los sujetos infectados es el que propicia y mantiene la transmisión del agente
infeccioso a los susceptibles. El conjunto de individuos inmunes
constituye la resistencia directa e indirecta que aquella comunidad
presenta frente a la infección. Por otro lado, deben tenerse en
cuenta 2 efectos de distinto signo que actúan sobre el segmento de
los inmunes; por un lado, la progresiva disminución de la inmunidad individual que ocurre con el tiempo (waning) comporta la
existencia de una vía permanente de reconversión de los sujetos
inmunes en susceptibles (ello ocurre, por ejemplo, en la difteria y
no sucede en las infecciones que producen inmunidad duradera
como el sarampión); por otro lado, la reinfección o el simple contacto con el microorganismo puede producir una estimulación natural de la inmunidad (natural booster effect) que contribuye en el
mantenimiento de un elevado grado de inmunidad.
La interacción entre los 3 segmentos comentados da lugar a los
ciclos periódicos plurianuales de las infecciones. Al iniciarse un ciclo epidémico la infección se disemina rápidamente debido a la
elevada densidad de individuos susceptibles; en esta fase, los individuos infecciosos prácticamente siempre contactan con los susceptibles. A medida que avanza la epidemia desciende el número
de susceptibles y cada vez son más frecuentes los contactos con sujetos inmunes, lo que produce una progresiva disminución de la
incidencia de la infección hasta llegar a ser mínima. Posteriormente, al renovarse el segmento de susceptibles mediante los mecanismos citados, y al alcanzarse una densidad suficiente (número de
sujetos por superficie), puede desencadenarse otro ciclo epidémico.
Las infecciones comunes poseen un período interepidémico
propio, relacionado con la edad media en que se produce la infección y con la duración del período de transmisibilidad. Las que tienen un mayor potencial de transmisión se presentan a una edad
media menor y sus períodos interepidémicos son cortos (tabla I).
Este potencial, si bien suele ser bastante similar y homogéneo entre los países del mundo occidental, difiere bastante del de los países en vías de desarrollo, en los que por las elevadas tasas de natali(1786)
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dad, patrones de mezcla de la población y condiciones de higiene,
la fuerza de transmisión del patógeno es elevada, y las infecciones
se presentan a una edad media inferior, con un período interepidémico más corto2-5. Por otro lado, las infecciones como la hepatitis C, la gonococia, el sida y muchas otras, que no generan inmunidad duradera, no presentan fluctuaciones periódicas, a excepción
de las estacionales, puesto que en ellas no existe el segmento de los
inmunes y no es posible la interacción entre segmentos antes referida. Estos procesos no son representables mediante un modelo
SIR, al igual que las infecciones que generan portadores crónicos
del microorganismo, como la hepatitis B.
1,0
1.200
Tasa de
enfermedad
invasiva
800
por 100.000
niños/año
(109 casos) 400
0
1988
1989
1990
Año
USOS DEL TÉRMINO
La expresión inmunidad colectiva o de grupo es muy utilizada en
la bibliografía científica actual con significados diversos aunque interrelacionados:
1. Por un lado, se utiliza para expresar la resistencia que un colectivo posee frente a una o más infecciones. Por ejemplo, Petridou et al10 en un trabajo sobre la posible etiología infecciosa de la
leucemia infantil concluyen que en los niños de 5 o más años el
riesgo de leucemia es más elevado cuando el bajo grado de inmunidad colectiva contra diversos agentes debe hacer frente a infecciones tardías que, por lo general, debieron haberse adquirido en
edades más jóvenes.
2. También se utiliza para denominar la proporción o prevalencia de inmunizados que el grupo posee frente a determinada infección. Por ejemplo, Hargrave et al11, en un estudio de las causas de
muerte en niños con leucemia infantil, concluyen que es muy importante mantener el grado de inmunidad colectiva frente al sarampión a efectos de evitar las muertes que ocasiona; para estos
autores inmunidad activa y el valor de anticuerpos son sinónimos.
En la bibliografía científica es cada vez más frecuente denominar
inmunidad colectiva al valor concreto de seroprevalencia de anticuerpos que un grupo posee contra una infección.
3. En tercer lugar, se emplea para designar el efecto protector
general, especialmente indirecto, de los programas vacunales sobre la interrupción de la transmisión de infecciones. Es la acepción
más habitual. Un ejemplo reciente lo constituye la introducción de
la vacunación contra la varicela; Clements12 ha señalado que la cobertura vacunal contra dicha infección en las guarderías de Carolina del Norte (Estados Unidos) pasó del 4% en 1995 al 63% en
1999, lo que ha comportado una notable caída de la tasa de incidencia de la enfermedad en los vacunados, en los que ha pasado
de 5,35 casos por 1.000 personas-mes antes de 1996 a 1,01 al final
de 1999, y también en los no vacunados, en los que la tasa pasó de
16,74 a 1,53. Este espectacular declive, con una cifra actual de incidencia bastante similar entre vacunados y no vacunados, alcanzado con una cobertura vacunal muy lejana al 100%, es indicativo de
un fuerte efecto de la inmunidad colectiva. Por otro lado, en diversos trabajos sobre la vacuna contra la gripe se ha observado que la
vacunación del personal sanitario que trabaja en centros geriátricos
protege de forma directa a los propios trabajadores y de manera
indirecta mediante la inmunidad colectiva a los pacientes residentes13-15; así, en el trabajo de Reichert et al16 sobre el programa japonés de vacunación anual de los niños contra la gripe, se evalúan
sus beneficiosos efectos en la evitación de muertes por gripe y sus
complicaciones en las personas de edad avanzada; este autor17
también ha descrito que el efecto protector de la vacunación antigripal infantil sobre los ancianos ya fue observado en Tecumseh,
Estados Unidos, en 1970.
(1787)
Proporción
0,8 vacunada
1991
0,6 30% de
vacunación
0,4
50% de
0,2 reducción de
enfermedad
0 invasiva por
Haemophilus
1992
influenzae
Figura 4 Control de la transmisión de una infección. Efecto de un programa de vacunación comunitario con vacuna Hib conjugada. Estados Unidos: la Nación Navajo, 1988-1992. Niños < 2 años. (Modificada de Moulton42.)
4. Por último, designa el grado de cobertura vacunal necesario
para conseguir el control y la posterior eliminación de una enfermedad. Su uso es más reciente y se observa en informes y presentaciones técnicas.
Las primeras 2 acepciones citadas se refieren a la resistencia a
la enfermedad en un grupo de individuos debido a que gran parte
de ellos poseen inmunidad frente a la infección, no siempre debida a la vacunación, y las otras 2 al efecto indirecto protector que la
proporción de inmunizados ejerce sobre el grupo de no inmunizados. John et al18 han llamado inmunidad colectiva a la proporción de sujetos con inmunidad en la población, y efecto grupo
(herd effect) al componente indirecto o reducción de la incidencia
de infección o enfermedad en el segmento sin intervención de la
población susceptible, debido a la intervención aplicada en el resto de la población. En la acepción que nosotros empleamos, el
término inmunidad colectiva expresa globalmente los 2 conceptos: resistencia de un colectivo a la infección debido a la presencia
de sujetos inmunes y efecto indirecto de los inmunes sobre los
que no lo son.
Existe evidencia del efecto de la inmunidad colectiva cuando la
caída de la incidencia de los casos de infección, detectada mediante la habitual notificación de casos, es más intensa que el grado de
cobertura vacunal alcanzado (fig. 4). Este efecto es muy evidente
cuando los programas de vacunación se aplican de forma intensiva
mediante pulsos o campañas masivas18. La presencia de individuos
inmunes genera inmunidad colectiva a través de la reducción de la
circulación del agente transmisible en la comunidad, la disminución de la incidencia de infección o enfermedad en los no vacunados o no inmunizados, y en algunos procesos como en la difteria y
la infección por Haemophilus influenzae, mediante la disminución
de la tasa de portadores del agente patógeno. Su efecto permite el
control del proceso, es decir, disminuir marcadamente su incidencia, el bloqueo de la transmisión, con lo que se impiden las epidemias y, eventualmente, después de un período de ausencia de brotes y casos, su eliminación (fig. 5).
POSTULADOS DE FOX
Fox19 expuso que el concepto de inmunidad colectiva únicamente
era aplicable a los seres humanos bajo 4 condiciones, que constituyen las asunciones básicas sobre la materia (tabla II). Señaló que si
la infección tenía un reservorio fuera del huésped humano en el
que el organismo pudiera hallarse presente, la inmunidad colectiva
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La presencia de individuos
inmunes produce:
1. Una reducción de la
circulación del agente
transmisible
2. Una disminución en la
incidencia de la
infección/enfermedad en
los no vacunados
3. En algunas infecciones,
una disminución de la
proporción de portadores
Ello permite:
1. El control de la
infección
2. El bloqueo de la
transmisión
frente a posibles
epidemias
3. La eliminación de
enfermedades
transmisibles
Figura 5 Mecanismo de acción de la inmunidad colectiva y efectos.
TABLA II Condiciones de la inmunidad colectiva (postulados de Fox)
1. El agente de la infección debe hallarse restringido a un único huésped
2. La transmisión debe producirse principalmente mediante contacto
directo
3. La infección debe inducir inmunidad de larga duración
4. La población debe poseer un patrón de mezcla al azar
no podría actuar porque existirían otras vías de transmisión. Por
otro lado, sólo sería aplicable cuando la infección se transmite mediante contacto directo entre individuos; si bien en la actualidad el
término se utiliza también en infecciones con otros tipos de transmisión. Además, si la infección no produce una inmunidad específica duradera, no será posible generar una población de inmunes
que facilite protección a la población. El cuarto requisito viene a
señalar el carácter teórico del concepto de inmunidad colectiva.
Los patrones de mezcla al azar únicamente se producen en colectivos pequeños, por ejemplo, en familias o escuelas, en los que los
individuos contactan entre sí con idéntica probabilidad. En poblaciones extensas la mezcla es de tipo hetereogéneo y los contactos
son irregulares. La inmunidad colectiva operaría al máximo si los
individuos se mezclasen continuamente entre sí con igual probabilidad; obviamente, las poblaciones para las que se diseñan programas de vacunación nunca siguen un patrón de mezcla al azar, pues
en ellas los sujetos susceptibles no se distribuyen de forma homogénea, más bien tienden a formar agregados o clusters según grupos de edad y estado socioeconómico.
NÚMERO BÁSICO DE REPRODUCCIÓN Y
PROPORCIÓN CRÍTICA DE VACUNADOS
Así como la vacunación significa una protección personal que se
traduce en una menor susceptibilidad individual a la infección, la
inmunidad colectiva constituye una protección que se manifiesta
en una reducción de la infecciosidad en el grupo. Las vacunaciones sistemáticas que se administran en la infancia mediante programas de tipo cohorte, es decir, mediante la administración de un
conjunto de vacunas a cada cohorte anual de nacidos, persiguen de
forma primordial bloquear la transmisión de determinadas infecciones. Estos programas van dirigidos a alcanzar una deseada proporción crítica de vacunados (Pc), además de conferir protección
individual. Para conseguir un grado de resistencia en la comunidad
que prevenga la aparición de epidemias debe alcanzarse un umbral o proporción crítica de vacunados (Pc) que haga muy difícil la
transmisión de la infección. Al llegar a este umbral todavía pueden
ocurrir transmisiones; sin embargo, la posibilidad de aparición de
epidemias se halla bloqueada.
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Para que una infección pueda persistir en una comunidad, cada
caso infectado debe transmitir, como mínimo, la infección a un individuo. Si la media de transmisiones por caso es inferior a 1 entonces la infección tenderá a desaparecer. Se llama número básico
de reproducción de casos R0 a la cifra media de infecciones producidas directamente por un caso infeccioso durante su período de
transmisibilidad, cuando penetra en una población totalmente susceptible. Este concepto fue introducido por Macdonald en
195720,21. No incluye los casos producidos por los casos secundarios, terciarios y sucesivos; tampoco incluye los casos no infecciosos. Por ejemplo, un R0 de 7 para la parotiditis en una población
determinada indica que, como media, un caso ha producido 7 casos secundarios antes de su recuperación. En la tabla I se presentan los valores de R0 estimados para varias infecciones comunes de
la infancia prevenibles mediante vacunación.
El número R0 tiene 3 componentes: la probabilidad de transmisión por contacto o tasa de ataque (β); el número de contactos potencialmente infecciosos por unidad de tiempo de una persona
promedio que presenta la enfermedad (c); y la duración de la
transmisibilidad de la persona expresada en idéntica unidad de
tiempo (d). La cifra media de contactos mantenida por un caso infectivo durante su período de transmisibilidad es el producto de c
por d. El número R0 es el producto de la probabilidad de transmisión por contacto por el número medio de contactos en el período
de transmisibilidad:
R0 = β × c × d
La probabilidad de transmisión por contacto (β) es característica de la enfermedad y del tipo de contacto. Por ejemplo, en la
infección por el VIH la probabilidad es cero si el contacto es darse las manos; varía entre 0,001 y 0,1 si el contacto es sexual; es de
0,01 al compartir una jeringa para inyectarse drogas, y se halla
próximo a 1 si existe una transfusión de sangre infectada. El número de contactos c que un individuo tiene por unidad de tiempo puede presentar grandes variaciones pues depende de factores personales y sociales. En un brote de parotiditis en una escuela será la cifra media de escolares que pasan por el recinto
por día. Para una enfermedad de transmisión sexual será el número de compañeros sexuales por mes o año. El período de
transmisibilidad d es propio de cada enfermedad y ya ha sido comentado. Si se supone, según Simpson22, que la tasa de ataque
del sarampión es de 0,80, el número de contactos durante el período de transmisibilidad es de 3, y la duración del período es de
6 días; entonces,
R0 = β × c × d = 0,80 × 3 × 6 = 14,4
según estas premisas cada caso de sarampión producirá otros 14.
La interpretación de R0 tiene interés para la salud pública.
Cuando su valor es superior a 1 puede tener lugar una epidemia
en cualquier momento (nivel epidémico); si es igual a 1 cada caso
de la infección genera otro caso y la infección se automantiene en
la población (nivel endémico); si es menor de 1 la transmisión se
bloquea y la infección tiene tendencia a desaparecer. Para llegar a
erradicar una infección debe conseguirse que R0 sea inferior a 1,
es decir, que cada caso no llegue a producir otro caso (nivel de eliminación). Es decir:
– Si R0 > 1, puede producirse una epidemia.
– Si R0 = 1, la enfermedad puede convertirse en endémica.
– Si R0 < 1, se produce un progresivo declive de la infección en
la población.
(1788)
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Las actividades de salud pública tienen por objetivo situar los
valores de R0 de las infecciones más comunes por debajo de 1. En
las infecciones que inducen inmunidad específica ello puede conseguirse mediante la vacunación. Los valores básicos o teóricos de
R0 se convierten en efectivos en una comunidad mediante la vacunación. Supongamos una infección con un R0 básico de 12, que
penetra en una población susceptible. En una situación natural, sin
vacunados, un caso primario de la enfermedad producirá 12 casos
secundarios. Si la proporción de vacunados frente a la enfermedad
fuera del 25% (proporción de vacunados, P = 25%), entonces 3 de
cada 12 individuos escaparán a ésta; es decir, el número efectivo de
reproducción, denominado R, será de 9 (se infectará el 75%). Si
hubiera un 66,7% de vacunados el R efectivo sería igual a 4; es decir, escaparían a la infección 8 de cada 12 individuos (habría un
33,3% de infectados).
En una población vacunada el número de individuos que escapan a la infección es: P × R0, mientras que el R efectivo es: R0 – (P
× R0). Aplicando estas fórmulas a la última situación del ejemplo
anterior (un 75% de vacunados), tenemos:
N.o de individuos protegidos = P × R0 = 0,75 × 12 = 9
N.o de casos secundarios o R
efectivo = R0 – (P × R0) = 12 – (0,75 × 12) = 12 – 9 = 3
Proporción crítica de vacunados Pc (%)
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1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
Por tanto, para prevenir una epidemia mediante el establecimiento de una inmunidad colectiva protectora de la población, la
proporción Pc que se debe vacunar debe ser mayor que 1 menos la
inversa de R0. Con este nivel de vacunación todavía puede haber
casos secundarios e incluso terciarios; sin embargo, se ha eliminado la posibilidad de que ocurran epidemias. Por ejemplo, si se supone el sarampión posee una R0 de 15, la proporción crítica que se
debe vacunar (Pc) debe ser como mínimo de: 1 – (1/15) = 0,93 o
del 93%.
En la tabla I se presenta el número básico de reproducción (R0)
y la cobertura crítica de vacunados (Pc) para las principales enfermedades transmisibles infantiles susceptibles de ser prevenidas
mediante vacunación. Y en la figura 6 se expone la relación entre
R0 y Pc; obsérvese que cuando R0 se halla por encima de 10, la Pc
necesaria para establecer la esencial inmunidad colectiva es muy
elevada.
20
Figura 6 Relación entre el número básico de reproducción (R0) y la proporción crítica de vacunados (Pc).
culos expuestos en los párrafos anteriores sea inferior al realmente
necesario para bloquear el proceso transmisible; para ello será necesario incrementar la cobertura vacunal en función de la eficacia
de la vacuna (h). Si suponemos que la proporción de sujetos vacunados con protección completa o eficacia es h y la de sujetos con
fallos 1 – h, la proporción critica efectiva (Pe) que debe ser vacunada para proteger a la población es la siguiente:
Si se desea que un caso primario no cause una epidemia, el número de casos secundarios debe ser: R0 – (P × R0) < 1. De esta expresión se obtiene la proporción crítica de vacunados (Pc) que permite bloquear la transmisión de la infección:
R0 – 1
1
Pc > ______ ; es decir: Pc > 1– _____
R0
R0
5
10
15
Número básico de reproducción (Ro)
1 – (1/R0)
Pc
Pe = _____ = ________
h
h
Supongamos una vacuna con una proporción de fallos del 5%
que actúa contra una enfermedad cuyo R0 es de 15, entonces la
proporción crítica efectiva (Pe) a vacunar será:
1 – (1/R0) 1 – (1/15) 0,93
Pe = ________ = ________ = _____ = 0,98
h
0,95
0,95
Es decir, para soslayar los fallos, la cobertura vacunal que se debe aplicar o la efectiva debe ser del 98% y no del 95%.
En la tabla III se muestra que en Cataluña la cobertura del programa de vacunación sistemática de la infancia supera las proporciones críticas establecidas por Anderson (expuestas en la tabla I),
y alcanza niveles de evitación de fallos, condición esencial para llegar a controlar y eliminar los procesos.
Estimación de R0
Para estimar R0, Dietz23 estableció que en una población estable
en que las tasas de mortalidad y de incidencia de la infección sean
independientes de la edad, se produce:
R0 = T/Se = 1 + E/M
PROPORCIÓN CRÍTICA EFECTIVA
Hasta el momento, en este artículo hemos supuesto que la eficacia
y la efectividad vacunales eran del 100%, de manera que los términos vacunado e inmune significaban lo mismo. Sin embargo, es
bien sabido que los programas vacunales tienen fallos de diversa
etiología (primarios, por la cadena del frío y otros) que impiden
que la cobertura vacunal que se alcanza no sea equivalente a sujetos inmunes; por ejemplo, la vacuna del sarampión actualmente en
uso tiene una eficacia teórica del 95%. Por este motivo es usual
que el nivel crítico de vacunados (Pc) obtenido a partir de los cál66
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siendo E la esperanza de vida de la población y M la edad media
en el momento de la infección. Esta expresión asume una distribución exponencial de la población, característica de los países en vías
de desarrollo. Si la población tiene una distribución de tipo rectangular, típica de los países desarrollados, entonces se cumple la siguiente expresión:
R0 = E/M
Las 2 ecuaciones anteriores permiten estimar los números básicos de reproducción y los grados de inmunidad colectiva para di(1792)
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versas enfermedades transmisibles. En el caso de una población
exponencial dicho umbral es Pc= E/(E + M), y para una población
rectangular: Pc = (E – M)/E. Partiendo de diversas fuentes de datos, Anderson3-5 ha estimado el valor de R0 para diversas enfermedades transmisibles (tabla I).
recomendado la vacunación contra la viruela del personal sanitario
de los servicios de urgencias y primeros ámbitos asistenciales, y
que otros países occidentales hayan hecho acopio de grandes cantidades de vacunas. Bastaría que aparecieran unos casos de la enfermedad para que se ordenase la vacunación de la población de
muchos países26.
EJEMPLOS DE INTERVENCIÓN
DE LA INMUNIDAD COLECTIVA
Difteria
Viruela
La OMS se propuso eliminar la viruela en 1959; la resolución que
lo establecía decía: “La erradicación de la viruela en las áreas endémicas se realizará con éxito mediante la vacunación y revacunación
del 80% de la población en un período de 4 a 5 años.”6. Es decir,
de forma empírica se fijó un nivel preciso de inmunidad colectiva,
que corresponde a una R0 = 5. En este programa se señaló la necesidad de la revacunación debido a la desaparición de la inmunidad vacunal. Una vez conseguido dicho grado de vacunación se
observó que no era suficiente, lo que obligó en las áreas fuertemente endémicas a una estrategia de detección activa de casos;
cuarentena; seguimiento de contactos, e inmunización en círculo.
Ello, según se vio posteriormente24, exigió grados de vacunación
superiores al 98% en las citadas áreas.
En síntesis, para erradicar la viruela se partió de un enfoque poblacional dirigido a generar inmunidad colectiva, concepto que en
aquella época solamente se intuía, y en vista de la existencia de
áreas hiperendémicas donde dicho nivel no era suficiente, fue necesario adoptar un enfoque individual de control de los susceptibles. Todo ello condujo a un resultado positivo y permitió observar
la validez y las limitaciones de la inmunidad colectiva. La erradicación de la viruela fue proclamada en 1980 por la Asamblea Mundial de la Salud.
Debido a la posibilidad de acciones de bioterrorismo, actualmente existe preocupación acerca del potencial de transmisión de
la viruela, pues en las poblaciones contemporáneas existe una escasa inmunidad residual desde que cesó de vacunarse tras eliminar la
enfermedad. Gani ha estimado que en poblaciones aisladas del siglo XIX, con una inmunidad colectiva de poca importancia, la R0 se
hallaba entre 3,5 y 6, y que en 30 brotes esporádicos del siglo XX la
transmisión fue similar; por ello prevé una rápida extensión de la
infección en caso de que se reintrodujera el virus y antes de que se
lograran instaurar las apropiadas medidas de control25.
Es importante considerar que el bioterrorismo puede llegar a
convertir en inútiles los enormes esfuerzos realizados para, mediante programas vacunales, llegar a controlar, eliminar y erradicar
diversas enfermedades transmisibles, y plantea el problema de que
dichos programas pueden lograr erradicar la enfermedad pero no
evitar seguir vacunando a la población. Ello supondría que en los
programas vacunales de un futuro quizá no muy lejano, se debería
administrar el conjunto de vacunas destinadas a prevenir las enfermedades transmisibles aún no controladas, y otro conjunto destinado a las enfermedades ya erradicadas pero que por el riesgo de
bioterrorismo es necesario que la población siga recibiendo.
Después de la erradicación de la viruela, y dado que la inmunidad vacunal tiene una duración máxima de 30 años, en el momento actual gran parte de la población mundial es susceptible a la infección, a excepción de los colectivos militares de algunos países
que reciben la vacuna. Esta situación es ideal para el bioterrorismo, pues existe una gran desprotección de la población, y se trata
de un virus manipulable, transmisible de persona a persona. Ello
explica que a finales de 2002 el Gobierno de Estados Unidos haya
(1793)
Ha desaparecido en la mayoría de los países desarrollados y, sin
duda, ello se ha debido a la buena cobertura vacunal alcanzada y a
su efecto indirecto. Según Chen27, la rápida desaparición de la difteria con relación al paulatino aumento de los niveles de vacunación alcanzados sugiere que la inmunización reduce el porcentaje
de portadores del agente patógeno; ello constituiría una muestra
del positivo efecto de la inmunidad colectiva.
Tétanos
Como el tétanos no se transmite entre huéspedes humanos, según
los postulados de Fox (tabla II) la vacunación no puede generar
protección indirecta y, por ello, la eliminación de los casos de tétanos requeriría la inmunización del 100% de la población. Sin embargo, debemos remarcar la importante protección que la vacunación materna confiere frente al tétanos neonatal mediante la transferencia placentaria de anticuerpos.
Tos ferina
La eficacia de las actuales vacunas contra la tos ferina (entre el 77 y
el 90%)28 es inferior a la proporción crítica de vacunados necesaria
para bloquear la transmisión, que es muy elevada, puesto que la R0
de la tos ferina es similar a la del sarampión (tabla I). Por lo tanto,
en la actualidad con las vacunas disponibles no existen expectativas
inmediatas de erradicación de la tos ferina, aunque sin duda la inmunidad colectiva ha desempeñado un papel importante en la disminución de los casos29-32. La hipótesis de que la vacuna contra la
tos ferina era más efectiva contra la enfermedad que contra la infección fue señalada por Fine y Clarkson en 198233 y corroborada
por Blackwelder et al en 199134. Este efecto, junto con el aumento
de casos en algunos países28, señala que existen dificultades para
controlar la transmisión de la infección. Según Fine, las características especiales del agente y su transmisión impiden la especificación de umbrales precisos de inmunidad colectiva6.
Poliomielitis
En la poliomielitis la protección producida por los 2 tipos de vacunas disponibles es elevada. El umbral teórico de inmunidad colectiva necesario se sitúa entre el 80-85%, aunque debe señalarse que
en Estados Unidos se alcanzó la eliminación de la poliomielitis debida a virus salvajes con una cobertura vacunal de sólo el 65-70%,
mientras que en Brasil fue necesario un nivel del 100%, además de
la repetición anual de la vacunación durante 8-9 años en las mismas cohortes de niños susceptibles. Esto muestra que la inmunidad colectiva depende no sólo del nivel de vacunación alcanzado,
sino también de la fuerza de transmisión del patógeno en la zona11.
Sarampión
Es la infección en la que ha habido más estudios y debate sobre el
papel de la inmunidad colectiva. En el año 1967 se estimó en Estados Unidos que la vacunación del 55% de los niños comportaría la
progresiva eliminación de la infección35. Ello no se consiguió debido a que no se tuvo en cuenta a la población por encima de los 15
años, ya que en aquella época no se consideraba su papel en la
transmisión de la infección36. En un estudio desarrollado entre
1989 y 1990 en Estados Unidos, Schlenker observó que unos moJANO 30 ABRIL-6 MAYO 2004. VOL. LXVI N.º 1.519
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destos aumentos en los grados de cobertura vacunal en niños de 2
años conferían una protección significativa frente a los brotes de
sarampión, y estimó que una cobertura del 80% sería suficiente
para prevenir los brotes en la comunidad37, cifra que con la experiencia actual consideramos demasiado baja.
En la actualidad la proporción crítica de vacunados que se estima necesaria para controlar la transmisión del sarampión requiere
una cobertura mínima del 93-95% (tabla III); la cifra para lograr su
eliminación es superior; puede exigir un 98%; la segunda dosis de
vacuna que se ha introducido en muchos países contribuye a alcanzar este elevado nivel. A pesar de que en bastantes zonas se
han conseguido durante años estos valores, en ellas siguen apareciendo casos esporádicos y brotes38. Ello se puede explicar por la
posible agregación de individuos sin vacunar o con fallos vacunales
que son sometidos a exposiciones intensas. En todo caso en muchos países la transmisión del sarampión prosigue, debido a la existencia de bolsas de individuos susceptibles, especialmente en núcleos urbanos con problemática social e insuficiente cobertura
vacunal. Es más probable que la infección se introduzca en comunidades con elevadas tasas de fallos vacunales, si existen algunos
factores socioeconómicos favorecedores, que pueden mantener la
transmisión de la infección a pesar de un excelente grado de cobertura vacunal general.
Rubéola
El problema de la rubéola no estriba en la infección por sí misma
sino en el síndrome de la rubéola congénita. Para evitar la aparición de este cuadro, todas las mujeres en edad fértil deberían poseer inmunidad (natural o vacunal). La vacunación contra la
rubéola puede implantarse mediante 2 estrategias: la vacunación
de las muchachas adolescentes (reducción de susceptibles) o la vacunación de las cohortes de nacidos de ambos sexos (reducción del
riesgo). La primera estrategia se ha usado con éxito en diversos países (p. ej., Reino Unido entre 1971 y 1988), la segunda es la que se
aplica mayoritariamente en la actualidad. Existe el problema de
que una cobertura de reducción del riesgo que sea insuficiente (p.
ej., menor del 50%), al producir una disminución de la transmisión
del virus, dará lugar a que muchas mujeres lleguen a edad reproductiva siendo susceptibles, pues no habrán contraído inmunidad
por vía natural, y con ello existirá el peligro de que aumente el número de casos de síndrome de rubéola congénita. Por tanto, un
programa insuficiente es peor que ninguno6. Un ejemplo paradigmático de este problema ha sucedido en Grecia, donde recientemente se han observado 25 casos de rubéola congénita atribuibles
a unos insuficientes niveles vacunales y a la falta de un sistema de
vigilancia epidemiológica39.
La rubéola es menos transmisible que el sarampión y su control
no requiere un nivel de vacunación tan elevado (tabla III). Como
la vacuna se aplica junto a la del sarampión en una misma preparación, dadas las características del virus causal, es previsible que los
esfuerzos para una elevada cobertura vacunal que exige la eliminación del sarampión conlleven la eliminación de la rubéola.
Parotiditis
La parotiditis es ligeramente menos transmisible que el sarampión
y, por ello, el grado de inmunidad colectiva necesario para lograr
su bloqueo y posterior desaparición es inferior, aunque los valores
de vacunación necesarios no son de ningún modo desdeñables40,41.
Fine señala una R0 de 4-76, mucho más baja que la referida por
Anderson3 (tabla I). La vacunación de la parotiditis se halla perfectamente establecida junto a la del sarampión y la de la rubéola, y
desde que se ha implantado el número de notificaciones de parotiditis ha disminuido más del 95%, es decir, el número de casos ha
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JANO 30 ABRIL-6 MAYO 2004. VOL. LXVI N.º 1.519
TABLA III Grados de cobertura vacunal infantil en Catalunya según 2
grupos de edad; año 2002. Datos facilitados por el Departament
de Sanitat de la Generalitat de Catalunya
Catalunya, 2002
Cobertura vacunal
Enfermedad
Difteria
Tos ferina
Poliomielitis
Sarampión
Rubéola
Parotiditis
12-15 meses
18 meses
98,2%
98,2%
98,6%
99,3%
99,3%
99,3%
96,8%
96,8%
97,41%
–
–
–
caído más de lo que era de esperar según el grado de cobertura
usual mediante la triple vírica (un 90%). Este hecho es una prueba
de la protección indirecta conferida por la vacuna.
Haemophilus influenzae tipo b
La introducción de la vacunación conjugada contra H. influenzae
tipo b ha sido un éxito, pues son numerosas las constataciones de
su marcado impacto en la disminución de la incidencia de la enfermedad. Incluso con bajos de niveles de vacunación se ha detectado un sustancial efecto. Por ejemplo, en la población de navajos
de Estados Unidos se observó una importante reducción de la incidencia de enfermedad invasiva incluso en comunidades en las que
sólo había recibido la vacuna del 20 al 60% de los niños42 (fig. 4).
La vacunación produjo, además, la disminución de la infección en
los niños demasiado jóvenes para ser vacunados y también en los
adultos. De forma similar a la difteria, la rápida caída de la incidencia de la enfermedad sugiere que la vacunación contra H. influenzae tipo b reduce la tasa de portadores del microorganismo en la
comunidad43. Todo ello es indicativo del notable efecto protector
indirecto inducido por la vacuna. Bibliografía
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