Optimal vaccination in aging populations under age-dependent infection fatality risks

Planteamiento del problema
A medida que las poblaciones mundiales envejecen, la carga de las infecciones respiratorias como la influenza A, el virus respiratorio sincitial (VRS) y el SARS-CoV-2 se desplaza hacia los adultos mayores. Una característica crítica de estos patógenos es que las tasas de letalidad por infección (IFR, por sus siglas en inglés) aumentan drásticamente con la edad. Si bien los programas de vacunación han logrado reducir la carga de la enfermedad en la infancia, el momento y la frecuencia óptimos de la vacunación en adultos siguen sin estar claros. Existe una preocupación específica de que las estrategias de vacunación que suprimen las infecciones en grupos de jóvenes o de mediana edad sin proporcionar una protección sostenida hacia la vejez avanzada puedan, inadvertidamente, desplazar la distribución de edad de las infecciones hacia cohortes de mayor edad donde los riesgos de mortalidad son más altos. Este efecto de "desplazamiento de edad" podría aumentar potencialmente la mortalidad general y los años de vida perdidos (YLL, por sus siglas en inglés), particularmente en el contexto del debilitamiento de la inmunidad y las transiciones demográficas.

Metodología
Los autores emplearon modelos de transmisión estructurados por edad (SIRV) incorporando proyecciones demográficas, IFR específicas por edad, patrones de contacto empíricos y el debilitamiento de la inmunidad. El estudio utilizó una base demográfica basada en las proyecciones de mortalidad para los Países Bajos, aproximada mediante una función log-lineal, con una cohorte de nacimiento anual fija y cero migración para mantener la generalidad.

Los componentes clave del modelo incluyeron:

• Dinámica de transmisión: Un modelo dependiente del tiempo y de la edad donde los individuos transitan entre compartimentos de Susceptibles (S), Infectados (I), Inmunidad Natural (R) y Vacunados (V). Las duraciones de la inmunidad se modelaron utilizando distribuciones de Erlang para permitir una variabilidad realista.
• Escenarios de vacunación: Se analizaron dos escenarios principales:
  1. Vacunación única: Una dosis administrada en una edad específica ($a_v$) con protección de larga duración (5–50 años).
  2. Vacunación repetida: Vacunaciones anuales (imitando las campañas de influenza) comenzando en una edad específica, con inmunidad inducida por la vacuna de corta duración (0.5–5 años) en comparación con la inmunidad natural (2–7 años).
• Parámetros: El estudio varió el número básico de reproducción ($R_0$), la cobertura de vacunación (80% y 30% de efectividad), la edad de la primera vacunación y la duración de la inmunidad.
• Resultados: Los modelos calcularon la mortalidad total inducida por infección y los Años de Vida Perdidos (YLL) sobre un horizonte a largo plazo (50–150 años) para identificar los esquemas de vacunación que minimizan estas cargas.

Resultos clave
El estudio encontró que la estrategia de vacunación óptima depende altamente de la interacción entre la transmisibilidad del patógeno, la duración de la inmunidad y la demografía de la población.

• Vacunación única con protección de larga duración: Para patógenos con riesgos de letalidad que aumentan fuertemente con la edad, la edad que minimiza la mortalidad en adultos mayores suele oscilar entre los 60 y los 80 años. Esta edad óptima se desplaza hacia edades más avanzadas cuando la transmisibilidad ($R_0$) es mayor o la inmunidad natural dura más tiempo. Sin embargo, para un $R_0$ bajo y una inmunidad duradera, vacunar a niños pequeños sigue siendo óptimo debido a los efectos de inmunidad de rebaño. En casos de un $R_0$ alto combinado con una inmunidad duradera, la vacunación de dosis única puede volverse contraproducente, aumentando la mortalidad al posponer las infecciones hacia edades más avanzadas y vulnerables.
• Vacunación repetida con inmunidad de corta duración: Este escenario produjo resultados cualitativamente diferentes y potencialmente adversos. Cuando la inmunidad inducida por la vacuna es de corta duración (<5 años) y la transmisibilidad es alta, iniciar la vacunación a edades más tempranas puede aumentar la mortalidad total y los YLL en comparación con la no vacunación. Esto ocurre porque la vacunación suprime o retrasa las infecciones en la mediana edad pero no logra proteger a los individuos hacia la vejez, desplazando efectivamente la carga de la infección hacia los grupos de edad más avanzados donde el riesgo de letalidad es exponencial.
• Sensibilidad de la cobertura: Una menor cobertura de vacunación efectiva (por ejemplo, 30%) atenuó las reducciones de mortalidad pero expandió el espacio de parámetros donde la vacunación repetida aumenta la mortalidad, particularmente cuando la protección de la vacuna es corta en relación con la inmunidad natural.
• Influencia demográfica: Los cambios en los esquemas de mortalidad basal (comparando las proyecciones de 2025 vs. 2050) tuvieron una influencia modesta en la edad óptima de vacunación (desplazándola entre 1 y 3 años). Los resultados fueron impulsados principalmente por la pendiente del gradiente de IFR por edad, más que por la escala absoluta de la mortalidad.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores concluyen que no existe una regla universal para el momento óptimo de la vacunación en adultos. Los hallazgos resaltan que las estrategias de vacunación deben evaluarse a lo largo de todo el curso de vida, considerando cómo alteran la distribución de edad de las infecciones durante décadas.

El artículo sostiene que:

1. El momento óptimo depende del contexto: Depende conjuntamente de la transmisibilidad del patógeno, la duración de la inmunidad natural y la inducida por la vacuna, y la estructura demográfica.
2. Riesgo de consecuencias no deseadas: Los programas de vacunación que suprimen las infecciones temprano en la vida sin asegurar la protección hacia la vejez pueden desplazar las infecciones hacia edades con mayores riesgos de letalidad, aumentando potencialmente la carga de enfermedad a largo plazo.
3. Implicaciones de política: Estos hallazgos sirven como un referente cauteloso para el diseño de estrategias de vacunación contra la influenza A y otros patógenos con IFR fuertemente dependiente de la edad. A medida que las formulaciones de las vacunas evolucionan (potencialmente ofreciendo una protección más fuerte pero más corta), los responsables de la formulación de políticas deben considerar los efectos del historial de vida y la redistribución de los riesgos de infección, en lugar de centrarse únicamente en la protección inmediata por temporada.

Los autores reconocen las limitaciones, señalando que sus modelos asumen vacunas de tipo "todo o nada" que previenen totalmente la infección, lo que puede sobreestimar los efectos de desplazamiento de edad en comparación con las vacunas del mundo real que principalmente reducen la gravedad. Además, los modelos asumen IFR que aumentan de forma monótona, lo cual puede no aplicarse a patógenos con perfiles de severidad en forma de U (por ejemplo, el VRS en lactantes). A pesar de estas simplificaciones, el estudio sirve como un paso fundacional para comprender los impactos a largo plazo a nivel poblacional de la inmunización en adultos.