Coronacrisis

Hoe het virus aan groepsimmuniteit ontsnapt

Met de vaccinatiecampagne lijkt Nederland op de goede weg om af te kunnen rekenen met het coronavirus. Maar diezelfde weg is geplaveid met onzekerheden en, zelfs áls het lukt om genoeg te vaccineren en groepsimmuniteit te bereiken, blijft het coronavirus onder ons.

‘Dé uitweg uit deze pandemie.’ Zo omschreef demissionair coronaminister Hugo de Jonge de vaccinbelofte bij de aankondiging van de inentingscampagne, eind vorig jaar. Vaccins, aldus De Jonge, zijn ‘onze belangrijkste troef’ om deze crisis te boven te komen. Vaccins brengen ons terug ‘naar de situatie waarin je gewoon met vrienden je verjaardag kan vieren, je oma kunt knuffelen, niet meer elke dag thuis werkt en weer lekker naar een concert of het voetbalstadion kunt’.

Dat klinkt mooi: een jaar na de eerste gemelde besmetting verlangt iedereen naar het einde van de coronapandemie. Vaccinatie, zo is nu het idee, helpt ons veilig de beloofde groepsimmuniteit te bereiken. Als genoeg mensen op die manier zijn geïmmuniseerd, remt dat de verspreiding van het coronavirus af.

Het coronavirus is dan onder controle.

Alleen: wanneer hebben we dat dan, die groepsimmuniteit?

Dat is nog niet zo makkelijk, blijkt al gauw wanneer we te raden gaan bij experts. Praktische bezwaren zijn er te over. Bovendien is groepsimmuniteit geen magische grens die je bereikt, waarna de samenleving weer van het slot kan zonder nieuwe besmettingen op de koop toe te moeten nemen. We zullen met het coronavirus moeten leren leven, zoals we ook met de griep hebben leren leven.

Toch is groepsimmuniteit een logische stip op de horizon. Het was de Britse bacterioloog William Topley, die al in 1923 op het fenomeen stuitte. Bij experimenten op muizen met darmbacteriën ontdekte hij dat er zoiets bestaat als ‘herd immunity’, ofwel groepsimmuniteit.

Topley zag dat een ziekteverwekker niet meer kan rondgaan op het moment dat een flink aantal muizen de ziekte heeft gehad en immuniteit heeft opgebouwd. De bacterioloog besefte dat de drempel waarop groepsimmuniteit ligt, samenhangt met de besmettelijkheid van de ziekte. Hij hanteerde daarvoor een verrassend simpele rekenregel: 1 min 1 gedeeld door het aantal besmettingen per persoon.

Neem het coronavirus. We weten al sinds het begin van de pandemie uit waarnemingen in China dat zonder maatregelen, en als iedereen nog vatbaar is, één persoon gemiddeld drie anderen besmet. Dat is het bekende R-getal. Groepsimmuniteit ontstaat dus als 1 min 1 gedeeld door 3, ofwel 1 – 1/3 = 2/3 van de mensen immuun is.

Zonder vaccinaties verspreidt het coronavirus zich op het plein tot er groepsimmuniteit optreedt.

Maar wat ook opvalt: zelfs als tweederde van het plein besmet is, en we dus officieel het punt van groepsimmuniteit hebben bereikt, waart het coronavirus toch nog rond totdat bijna iedereen op het plein besmet is.

Dat komt doordat de zogenoemde ‘remweg’ van het coronavirus erg lang is als je het de vrije loop laat. Deze remweg is een eerste bezwaar dat laat zien dat groepsimmuniteit niet zomaar te bereiken is.

Dat zit zo: op het moment dat groepsimmuniteit zich aandient, zijn er door ongeremde virusverspreiding nog veel besmettelijke mensen die gemiddeld alsnog elk bijna één ander persoon infecteren. Daarbij ligt het besmettingstempo weliswaar flink lager dan het ‘coronagemiddelde’ van drie nieuwe infecties per persoon, maar nog steeds krijgt bijna iedereen op het plein het virus.

Dit raakt aan een misvatting over groepsimmuniteit, zegt infectieziektenmodelleur Quirine ten Bosch van de Wageningen Universiteit. Het is niet zo dat een virus bij groepsimmuniteit ophoudt te bestaan. Sommige virussen zijn snelheidsduivels en anderen kabbelen voort. Dat bepaalt wanneer groepsimmuniteit bereikt is en de remweg die daarop volgt.

Om een indruk te geven van hoe groot die verschillen kunnen zijn, kun je zelf drie verschillende virussen op het plein loslaten.

Kies een virus

Klik op een van bovenstaande scenario's om de simulatie te starten.

Stilstaand beeld van Pleinstad

Eerst zag je het langzaamste virus, influenza, oftewel de griep, dat hier een R-getal van 1,5 heeft. In het midden het veel besmettelijkere coronavirus met een R-getal van 3. En als laatste de mazelen, dat met een R-getal van 18 door de bevolking raast.

Bij influenza bereikt het plein al groepsimmuniteit wanneer één op de drie mensen is geïnfecteerd en remt het virus tijdig af. Het coronavirus gaat langer rond.

Uiteraard laat het mazelenvirus, dat zich via de lucht verspreidt, zich nauwelijks afremmen. Met een R-getal van 18 begint het mazelenvirus pas met uitdoven als 1 – 1/18 = 95 procent van de mensen immuun is. Hoe minder mensen immuun, hoe groter de kans op grote uitbraken. Dat is ook de reden dat artsen ongerust werden toen de vaccinatiegraad voor mazelen onder de 95 procent daalde in Nederland.

Deze vergelijking sluit aan bij een probleem dat juist tijdens de coronacrisis speelt. De nieuwe varianten van het coronavirus, zoals de Britse en Zuid-Afrikaanse, zijn ziekteverwekkers met een extra versnelling: ze hebben een R-getal dat een half tot een heel punt hoger ligt. Dat maakt de drempel voor groepsimmuniteit mogelijk hoger en de remweg langer. Niet voor niets spreekt RIVM-infectioloog Jaap van Dissel nu dus ook van ‘twee uitbraken’: die van het oude virus en de sneller oprukkende nieuwe varianten.

Vaccineren

Om die redenen is het vaccineren een race tegen de klok: alleen als je voldoende mensen met vaccins immuniseert vóór het virus opnieuw oplaait, maken nieuwe uitbraken weinig kans.

Het zou zomaar kunnen dat Nederland aan het eind van de zomer in zo’n situatie zit, zegt hoogleraar klinische epidemiologie Frits Rosendaal van het LUMC. De vaccinaties zelf, legt hij uit, zullen het virus al een beetje helpen afremmen nog voor we groepsimmuniteit bereiken.

Als de optelsom van de vaccinatiecampagne, de maatregelen én het warme voorjaarsweer het coronavirus verder verjaagt, kan de ziekteverwekker in een zeldzaamheid veranderen tegen de tijd dat het zomer wordt. Met een beetje geluk bereiken we al vaccinerend groepsimmuniteit voordat het coronavirus in de herfst weer een voet tussen de deur krijgt.

Maar dat is het gunstige scenario. Op dit moment ziet het er minder goed uit, nu tienduizenden Nederlanders besmettelijk zijn en de voorraadkist aan vaccins nog niet eens halfvol zit.

Dat betekent dat de overheid moet kiezen wie ze eerst vaccineren. Als je dat doet om besmettingen te voorkomen en het virus af te remmen, gaat er meteen iets anders meespelen. Mensen vormen in het echt namelijk geen keurig gemengde groep, waarin iedereen evenveel contact heeft.

We laten een kerk, verpleeghuis en supermarkt aan het plein grenzen. Op het plein gebeurt nog even niets.

Dat we gedeeltelijk gescheiden van elkaar leven, heeft een voordeel. Zo zou de drempel voor groepsimmuniteit wel eens lager kunnen liggen, door slim te kiezen welke groepen en contacten je inent. Mede daarom was er in Nederland discussie hoe je een verpleeghuis het beste kunt beschermen: door eerst de ouderen te vaccineren, die het meeste last hebben van het virus of toch de verplegers, die de meeste contacten hebben.

Dat is een aardige puzzel. Je mag kiezen wie je vaccineert: tien willekeurige gasten, de verpleeghuisbewoners of degene die van groep naar groep hopt.

Kies welke groep je vaccineert

Klik op een van bovenstaande scenario's om de simulatie te starten.

Stilstaand beeld van Pleinstad

Dit is een versimpeling, maar het laat wel zien dat het uitmaakt wíé je vaccineert. De epidemie rem je in principe het snelst af als je eerst de mensen inent met de meeste contacten, zegt LUMC-epidemioloog Rosendaal. ‘Dat zijn waarschijnlijk de jongeren. De mensen in het verpleeghuis gingen al niet naar evenementen. Het is een keus tussen het voorkomen van ziekte en sterfte, en het afremmen van de epidemie.’

‘Theoretisch is dat de juiste keus, maar in de praktijk is dat moeilijker’, zegt infectieziektenmodelleur Ten Bosch. ‘Als je alle actieve jongeren binnen een dag of wat kunt vaccineren, heeft het zin. Maar duurt dat maanden, dan zie je pas effect na lange tijd, en dat gaat ten koste van kwetsbaren die niet beschermd zijn en in het ziekenhuis zullen belanden.’

Bij beperkte vaccinvoorraden, zoals nu het geval, is het dus wellicht logischer om kwetsbaren te vaccineren. Maar: wie zijn dat? Bij die kwestie heb je nog een keus tussen het risico op sterfte of ziekenhuisopnames, zegt hoogleraar statistiek Casper Albers van de Rijksuniversiteit Groningen. De alleroudsten voorrang geven voorkomt sterfte, doe je dat bij de mensen op middelbare leeftijd met een onderliggende aandoening dan scheelt dat ziekenhuisopnames. Het huidige vaccinatieprogramma volgt een combinatie van die twee.

En dan is er nog een complicatie. Zo beschermen de vaccins grotendeels tegen ernstige ziekte, maar blijft het onduidelijk in hoeverre ingeënte mensen het virus nog kunnen doorgeven, bijvoorbeeld doordat het virus zich kort in de neus nestelt. Zo zagen Israëlische wetenschappers in nog verder te onderzoeken gegevens dat gevaccineerden toch nog virusdeeltjes bij zich dragen, al waren het er veel minder.

Het virus zou dus wel eens kunnen rondsluipen onder gevaccineerden en dan toch opeens opduiken bij mensen die niet zijn gevaccineerd.

Ook in een samenleving waar de meeste mensen zijn ingeënt, zal het coronavirus daarom niet helemaal weg zijn, denken experts. Nu en dan zullen er nog uitbraken plaatsvinden, in verpleeghuizen, steden en gemeenschappen die er om principiële redenen voor hebben gekozen zich niet te laten inenten.

Zo’n virusuitbraak kan snel gaan. Want hoewel mensen besmet met het coronavirus in de regel drie anderen besmetten, is dat maar een gemiddelde. In werkelijkheid blijven de meeste mensen thuis uitzieken en zien zij niemand, terwijl een enkeling het virus ongemerkt onder tientallen mensen op één dag verspreidt. Hoe groot dat effect is, kunnen epidemiologen berekenen door de zogeheten k-waarde met het R-getal te verrekenen.

Die momenten waarop één persoon plotsklaps een dozijn of meer mensen besmet, gaan belangrijker worden naarmate meer mensen gevaccineerd zijn.

Een bezoek aan dit café, in een relatief ongevaccineerde gemeenschap, kan leiden tot een superspreadevent.

Beleidsmakers zullen daarom de komende maanden de afweging moeten maken tussen gaandeweg maatregelen loslaten en het risico op nieuwe besmettingen, totdat er genoeg mensen gevaccineerd zijn. Langzaamaan zouden evenementen weer kunnen plaatsvinden, met coronacontroles als vinger aan de pols. Maar is een evenement heel groot, zeg met z’n tienduizenden bij elkaar, dan is de kans op superverspreiding dat ook.

Ook is het de vraag wie er uiteindelijk allemaal een vaccin wil, of überhaupt kán krijgen. Zwangere vrouwen en mensen met een kwetsbare afweer zullen waarschijnlijk niet worden ingeënt. Bovendien werken niet alle vaccins even goed en nieuwe virusvarianten verhogen de drempel voor groepsimmuniteit. Daarom zal waarschijnlijk een nog groter deel van de bevolking, inclusief kinderen, een vaccin moeten ontvangen om ook maar in de buurt van groepsimmuniteit te komen, aldus hoogleraar Rodney E. Rohde van Texas State University op wetenschapsblog The Conversation.

En wat als de vaccinatiecampagne erop zit? Dan hebben we, voor zover mogelijk, groepsimmuniteit bereikt. Toch zullen we ook dan moeten leren leven met het coronavirus, denken experts, net als we dat gewend zijn met de griep. Immuniteit is namelijk maar tijdelijk: of ons afweersysteem laat zijn verdediging tegen het virus gedeeltelijk zakken, of het virus muteert zich verder en vindt een nieuwe ingang.

Als er dan genoeg mensen opnieuw vatbaar worden, zakt de bevolking weer onder de groepsimmuniteitsgrens. We krijgen dan, naast de jaarlijkse griepepidemie, ook te maken met een regelmatige coronaversie daarvan.

Hoe gaat dat eruitzien? Het coronavirus zal misschien onder ons blijven als een heel fors griepachtig virus, denkt Rosendaal. Het is dan goed mogelijk dat er winters zullen zijn waarin twee virusgolven de zorg onder druk zetten: de griep, zoals altijd al gebeurde, en het coronavirus. ‘Mensen zullen wel eens in het ziekenhuis belanden’, zegt de epidemioloog. Vooral kwetsbaren, maar ook ogenschijnlijk gezonde mensen die met een onderliggende aandoening toch problemen krijgen. ‘Maar dat gebeurt bij de griep net zo goed’, nuanceert hij.

Nieuwe vaccins

Bij de meeste mensen zal het coronavirus in de toekomst wellicht een milde verkoudheid opleveren. Zo’n beheersbare versie ontstaat om meerdere redenen. Mogelijk muteert het virus zelf tot een mildere versie, vooral omdat het gebaat zal zijn bij een betere verspreiding, denkt viroloog Lia van der Hoek van Amsterdam UMC. Zij heeft zo’n mutatieverloop bij andere stammen van coronaverkoudheidsvirussen onderzocht, die vermoedelijk ooit ook schadelijker waren. Daarnaast zullen de meeste mensen dankzij hun eerste vaccinatie of infectie weerbaarder zijn tegen het virus, ook al worden ze er een beetje ziek van, verwacht Rosendaal.

Maar voordat het coronavirus die milde status bereikt, duurt nog wel even, áls dat al gebeurt. Onderzoekers becijferden onlangs in wetenschapsblad Science dat dat scenario vijf tot twintig jaar op zich laat wachten, afhankelijk van hoe snel het coronavirus wereldwijd onder controle is.

Hoe dan ook zullen er regelmatig nieuwe vaccins nodig zijn, in elk geval om de kwetsbaren en ouderen te beschermen tegen ernstige ziekte. Net als voor de griep nu: dat vaccin gaat naar ouderen en het zorgpersoneel dat met hen in contact komt. Met een (aangepast en werkend) vaccin blijft het makkelijker om, op enkele kleine uitbraken na, groepsimmuniteit te houden.

Dus ja: de vaccins bieden een weg uit de pandemie. Ze helpen om het coronavirus terug te drijven tot we groepsimmuniteit bereiken, waarna het op een tweede griep begint te lijken. Maar, zoals de Amerikaanse corona-adviseur Anthony Fauci het vorig jaar verwoordde: zolang de pandemie nog gaande is, zijn vaccins ook maar ‘the cavalry’, hulptroepen. Sterke hulptroepen weliswaar, maar geen wondermiddelen. ‘Als je in een gevecht zit en de hulptroepen zijn onderweg, you don’t stop shooting. Je gaat door until the cavalry gets here. En dan nog zou je moeten blijven vechten.'

Hoe komen we de lockdown door?
De coronacrisis lijkt eindeloos. Hoe houden we het nog even vol? Met gebeurtenissen kleinmaken en loslaten, veerkracht, of toch escapisme?

Dit gebeurt er in jouw lijf als de prik is gezet
De eerste coronavaccins (Pfizer en Moderna) zijn gebaseerd op een sciencefictionachtige techniek waaraan wetenschappers tientallen jaren sleutelden. Hoe werkt die techniek, en wat gebeurt er precies in het lichaam zodra het vaccin is ingespoten?

Podcast: Gijs Groenteman in gesprek met Kustaw Bessems over hoe Nederland reageert op de crisis
Volkskrantjournalist Kustaw Bessems schrijft wekelijks een column over de bestuurlijke kant van de coronacrisis. Gijs Groenteman ging bij hem op bezoek, en samen kijken ze terug op één jaar corona in Nederland.

Tekst: Ronald Veldhuizen en Maarten Keulemans
Animaties: Matteo Bal
Design: Titus Knegtel
Code: Joris Heijkant
Coördinatie: Geart van der Pol
Eindredactie: Corinne van Duin en Janne Heling

Dit verhaal kwam tot stand met dank aan Casper Albers, hoogleraar statistiek aan de Rijksuniversiteit Groningen en Quirine ten Bosch, infectieziektenmodelleur aan Wageningen Universiteit.

Volg ons