Computergestützte Epidemiologie
Mathematische Modellierung
Simulation
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Weiterführende Hinweise zur Poliomyelitis

  • Eine Zusammenfassung zur Erkrankung und Epidemiologie der Kinderlähmung sowie zu den verschiedenen Impfstoffen wurde vom CDC als pdf-Datei ins Netz gestellt.

  • Geografische Verbereitung der Kinderlähmung:

     

Weltkarte Polio
Landkarte: <a href="http://www.who.int/ith/">WHO</a>

Zusammenfassung der Doktorarbeit

Ziele

1988 verkündete die Weltgesundheitsorganisation den Plan der weltweiten Ausrottung der Poliomyelitis bis zum Jahr 2000. Mit Hilfe von epidemiologischen Modellen soll untersucht werden, wie (und ob überhaupt) dieses Ziel erreicht werden kann.

Methoden

Mit mathematischen und computergestützten Modellen werden verschiedene Impfstrategien untersucht, wobei die besonderen Eigenschaften der beiden zur Diskussion stehenden Impfstoffe berücksichtigt werden. Beide eignen sich ausgezeichnet zur Verhütung von Poliolähmungen. Der Lebendimpfstoff (OPV) verursacht selbst eine Infektion im Darm des Geimpften und kann sich auf dem natürlichen Infektionsweg auch auf andere Personen ausbreiten. Dieser Impfstoff versagt jedoch häufig in den Tropen. Der inaktivierte Impfstoff (IPV) funktioniert gleichermaßen in tropischen und gemäßigten Ländern, verhindert jedoch nicht in allen Fällen eine spätere Infektion des Geimpften.
Für die Berechnungen wurden mehr als 300.000 Computersimulationen durchgeführt. Die Resultate beziehen sich auf Bevölkerungen mit schlechter Hygiene und einer geringen mittleren Lebenserwartung.

Resultate

Eine effektive Impfung von 55 % der Neugeborenen mit OPV oder eine Impfung von 80 % mit IPV ist in den meisten Fällen ausreichend, um innerhalb von zehn Jahren eine lokale Extinktion der Wildvirusinfektion zu bewirken.
Die meisten Infektionen mit wilden Polioviren verlaufen "stumm", nur etwa eine von 200 Infektionen führt zu einer Lähmung. Wenn in einer Bevölkerung geimpft wird, treten immer seltener Lähmungsfälle auf. Bei 200.000 Einwohnern muss man nach dem Auftreten des letzten Falles mindestens drei Jahre warten, um sich einer erfolgreichen Extinktion sicher zu sein. Nach einer lähmungsfreien Periode von nur ein bis zwei Jahren stehen die Chancen noch etwa eins zu eins.
Lokale Extinktion kann schon mit relativ geringen Durchimpfungen erreicht werden. Sie reichen aber oft nicht aus, den virenfreien Zustand aufrechtzuerhalten. In solchen Fällen führen eingeschleppte Wildvirusinfektionen zu verheerenden Epidemien, bei denen der größte Teil der suszeptiblen Bevölkerung betroffen ist. Da nur wenige Infektionen infolge einer Lähmung erkennbar werden, kann sich eine Infektion, die in ein Dorf oder eine Stadt eingeschleppt wird, bis zu mehrere Monate lang unerkannt ausbreiten. Beim Auftreten der ersten Lähmung hat die beginnende Epidemie dann schon auf viele andere Dörfer und Städte übergegriffen. Die durch eine Einschleppung verursachten Epidemien enden in allen Simulationen in einer erneuten Extinktion, ein Übergang zu einem neuen, endemischen Zustand wurde in keinem Fall beobachtet.
Unter schlechten hygienischen Bedingungen können sich Impfviren (zumindest theoretisch) in einer wildvirusfreien Bevölkerung halten. Wenn jedoch nach der Extinktion der Wildvirusinfektion die OPV-Impfung abrupt beendet oder langsam auf Null reduziert wird, verschwinden nach kurzer Zeit auch die Impfviren. Auch eine Einschleppung von Impfviren in eine teilweise suszeptible Bevölkerung führt nur in sehr seltenen Fällen zu einem endemischen Zustand.
In Südamerika trugen sogenannte nationale Impftage wesentlich dazu bei, die Kinderlähmung zu eliminieren. An diesen Impftagen werden landesweit möglichst viele Kinder unter fünf Jahren geimpft, egal wie oft sie schon früher geimpft wurden. In den epidemiologischen Modellen mit unstrukturierter Bevölkerung genügt bereits eine jährliche (effektive) OPV-Impfung von 25 % der Kinder, um innerhalb von 10 Jahren eine Extinktion der Wildvirusinfektion herbeizuführen.
In realitätsnäheren Modellen ist die Gesamtbevölkerung in unterschiedlich große Dörfer und Städte unterteilt. Kinder aus den Dörfern sind an den Impftagen am leichtesten zu erreichen. In Städten und besonders Großstädten von Entwicklungsländern dürfte nur ein geringer Teil erreichbar sein und in kleinen, abgelegenen Ansiedlungen wird überhaupt nicht geimpft. Selbst wenn nur die Hälfte der als erreichbar eingeschätzten Kinder einmal jährlich (effektiv) mit OPV geimpft wird, ist eine Extinktion innerhalb von zehn Jahren sehr wahrscheinlich. Dieses Ergebnis gilt auch dann, wenn der Impftag nicht landesweit durchgeführt wird, sondern jede Ortschaft ihren eigenen Impftag bekommt.

Schlussfolgerungen

Globale Ausrottung der Kinderlähmung ist möglich. Mit der Strategie der Neugeborenenimpfung dürfte es allerdings schwierig sein, auch in Entwicklungsländern den notwendigen Anteil an Säuglingen zu erreichen, insbesondere in unzugänglichen Ansiedlungen und in den Elendsvierteln großer Städte. Die Strategie der (nationalen oder lokalen) Impftage kann zu einer ausgezeichneten Durchimpfung führen. Modelle, die realitätsnähere Annahmen über die Erreichbarkeit verschiedener Bevölkerungsgruppen machen, sagen für realistisch erscheinende Durchimpfungen an jährlichen Impftagen lokale Extinktion (und schließlich eine globale Eradikation) voraus.