Igiene degli Alimenti - Dr. Milena Villarini
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09/04/2014 Secondo la definizione della Farmacopea Ufficiale “i vaccini sono preparazioni contenenti sostanze antigeniche capaci di indurre una immunità attiva e specifica nell’uomo nei confronti di un agente infettante, di una tossina o di un antigene elaborato da esso” Nel 1796 il medico inglese Edward Jenner ha l’intuizione di diffondere il vaiolo vaccino (Cowpox virus) per proteggere la popolazione nei confronti del vaiolo umano (virus Variola major e Variola minor) Nel 1885 Pasteur scopre la possibilità di attenuare il virus della rabbia Negli anni compresi tra il 1923 e il 1925 Gaston Leon Ramon mette a punto un metodo per la produzione di una anatossina difterica In base alla modalità di preparazione si possono raggruppare i vaccini in diverse classi: vaccini a microrganismi viventi attenuati vaccini a microrganismi inattivati vaccini antitossici vaccini ad antigeni microbici purificati Nel 1954 Salk sviluppa il vaccino a virus uccisi contro la poliomielite vaccini polisaccaridici coniugati Nel 1956 Sabin mette a punto quello costituito da virus viventi attenuati vaccini a DNA ricombinante Nel 1998 sotto le bandiere di Chiron, Rappuoli ha iniziato i rivoluzionari studi per la realizzazione di un vaccino contro per la Neisseria meningitidis di tipo B con la tecnica da lui ideata della "reverse vaccinology" per combattere la meningite B vaccini a DNA vaccini edibili da piante geneticamente vaccini ottenuti mediante reverse modificate vaccinology 1 09/04/2014 Vaccini vivi attenuati Vaccini a microrganismi vivi attenuati Sono costituiti da virus o da batteri che mantengono la capacità di moltiplicarsi nell’organismo del vaccinato, stimolando le sue difese immunitarie, ma sono incapaci di provocare manifestazioni cliniche di malattia Stimolano la produzione di tutte le classi di Ig sono stati messi a punto con ripetuti passaggi in terreni colturali o in colture cellulari in condizioni di moltiplicazione non ottimali il vaccino antitifico Ty-21a è stato ottenuto mediante tecniche di ingegneria genetica ed è costituito da un ceppo di Salmonella typhi privo dell’enzima galattosio-epimerasi (mutanti Gal E) Contribuiscono alla eliminazione dall’ambiente dei ceppi wild type Alcuni sono somministrati per via orale In genere: è sufficiente una sola somministrazione inducono una risposta immunitaria superiore ai vaccini inattivi La stabilità dell’attenuazione è il fattore più critico in questi vaccini Devono essere conservati non interrompendo la catena del freddo, per evitare che il microrganismo muoia parzialmente o totalmente Attualmente sono usati i vaccini vivi virali contro il morbillo, la rosolia, la parotite, la varicella, OPV Vaccini a microrganismi uccisi (inattivati) Frazioni di microrganismi Sono costituiti da virus o da batteri uccisi con mezzi fisici (calore, raggi UV) o chimici (formolo, fenolo, acetone, β-propiolattone) che ne rispettano l’integrità antigenica Alcuni vaccini inattivati provocano spesso reazioni indesiderate al punto di inoculazione o reazioni generali Sono stabili, sicuri e non richiedono particolari modalità di conservazione generalmente i trattamenti di inattivazione portano a delle modificazioni nella struttura antigenica dei microrganismi e questo, oltre all’assenza di una fase moltiplicativa all’interno dell’organismo, porta ad una diminuita immunogenicità di questi vaccini rispetto ai viventi attenuati ne consegue la necessità di due o tre somministrazioni nella fase iniziale della vaccinazione e la necessità di dosi di richiamo (booster) per mantenere una adeguata copertura anticorpale nel tempo Per ovviare a questi inconvenienti sono stati preparati vaccini “split” costituiti da virus frammentati, ma senza purificazione degli antigeni protettivi, che risultano meno reattogeni e sufficientemente immunogeni Fra i vaccini virali uccisi sono in uso l'antirabbico e l'antipolio di Salk 2 09/04/2014 Antigeni purificati Antigeni polisaccaridici Per alcuni microrganismi è noto che certi antigeni di superficie svolgono un ruolo essenziale per la loro virulenza e nella induzione della risposta immunitaria dell'ospite L'antigene polisaccaridico attiva direttamente i B linfociti e dà luogo ad una risposta solo anticorpale T-indipendente che non attiva le cellule della memoria L'impiego di antigeni protettivi offre il vantaggio di poter utilizzare vaccini purificati da altre componenti tossiche dei microrganismi e di ridurre le reazioni indesiderate L'anticorpo maggiormente coinvolto nell'uomo è la sottoclasse IgG2, che non matura fino a 18-24 mesi e che può risultare assente anche in alcuni soggetti adulti Appartengono a questa categoria: antinfluenzali a subunità costituiti dagli antigeni di superficie emoagglutinina e neuroaminidasi antiepatite B (antigene di superficie HBsAg ottenuto con la tecnica del DNA ricombinante) antitifico (vaccino costituito dall'antigene Vi di superficie, che può essere usato in alternativa al vaccino antitifico vivo e attenuato) l’antigene polisaccaridico viene chimicamente coniugato ad una matrice proteica, scelta sulla base della sua elevata immunogenicità ed ampia diffusione tossoide tetanico o difterico CRM197 proteine dell'involucro esterno del meningococco Il complesso Ag-carrier determina una risposta T-dipendente, con conseguente creazione di una “memoria immunitaria” Antigeni polisaccaridici Anatossine o tossoidi Attualmente sono disponibili diversi altri vaccini costituiti da antigeni purificati non coniugati o coniugati: Le esotossine di alcuni microrganismi (bacillo difterico e tetanico), trattate con lo 0,4% di formolo per un mese a 38-40 °C perdono la loro tossicità pur mantenendo il potere antigene Antimeningococco (Neisseria meningitidis): di tipo C coniugato per bambini fino a 2 anni con polisaccaridi capsulari dei sierogruppi A, C, W135 e Y per bambini sopra 2 anni Antipneumococco (Streptococcus pneumoniae): vaccino coniugato vaccino 10 valente vaccino coniugato 13 valente vaccino 23 valente polisaccaridico (polisaccaridi capsulari dei 23 sierotipi più frequente) Anti Haemophilus influenzae di tipo b (coniugato) I vaccini così ottenuti sono chiamati anatossine o tossoidi i batteri vengono fatti crescere in un adeguato mezzo di coltura quindi allontanati (filtrazione o centrifugazione) il terreno viene trattato per l'inattivazione [trattamento combinato di mezzi fisici (temperatura) e chimici (formaldeide, ß-propiolattone, etc.)] quindi segue la purificazione della tossina Mediante manipolazione genetica è stato ottenuto anche un nuovo anatossivaccino antidifterico glicina in posizione 52 del frammento A della tossina sostituita con un acido glutammico (CRM197) 3 09/04/2014 Vaccini a DNA ricombinante Questa tecnica consente di modificare il DNA di un organismo inserendo in esso i geni di un altro organismo Una volta identificato il frammento di DNA che codifica per la proteina di interesse immunologico: (1) si isola il frammento di DNA (2) lo si inserisce in un plasmide (3) si introduce il plasmide in un vettore di espressione (E. coli, alcuni lieviti ) (4) alcuni accetteranno il gene e produrranno il ricombinante (5) altri, la maggior parte, no Il primo vaccino ricombinante è stato quello contro la rabbia, ottenuto negli Stati Uniti nel 1986 L'attuale vaccino contro l'epatite B è stato il primo vaccino virale ad essere prodotto con tali tecniche, clonando il gene dell'antigene HBs nel lievito Saccharomyces cerevisiae, che può essere coltivato in grandi quantità e da cui l'antigene può essere estratto facilmente Vaccini a DNA Vaccini edibili Si sta studiando la possibilità di utilizzare una frazione purificata di DNA che contenga il gene della proteina capace di indurre una risposta immunitaria protettiva Sono iniziati studi per lo sviluppo di vaccini commestibili a seguito di un appello dell’OMS Questa frazione di DNA viene inserita in un plasmide che funge da vettore e quindi iniettato al soggetto da vaccinare Le cellule captano i plasmidi, mediante processi non ancora ben compresi e li incorporano nel nucleo cellulare, permettono l’espressione del gene estraneo e la produzione della proteina corrispondente La proteina antigenica espressa sulla superficie cellulare fa sì che il sistema immunitario la possa riconoscere nella sua forma nativa, come avviene durante un’infezione naturale con l’agente completo, stimolando ed ottenendo la risposta immunitaria lo sviluppo di vaccini poco costosi somministrabili per via orale che non richiedessero refrigerazione da utilizzare prevalentemente nelle zone più povere e disagiate del mondo Il principale metodo prevede l’incorporazione del gene codificante per l’antigene da riprodurre, in un plasmide “navetta” propagabile in Agrobacterium tumefaciens Questo batterio infetta numerose specie vegetali e funge da vettore dei geni che interessa inserire nel genoma delle cellule della pianta che si vuole trasformare 4 09/04/2014 Vaccini edibili La cellula vegetale (provvista di parete cellulosica) protegge al suo interno le molecole antigeniche durante il transito nello stomaco, quando la parete cellulare si disgrega il carico antigenico viene liberato nel lume intestinale Il contatto degli antigeni con le cellule della mucosa intestinale dovrebbe stimolare una risposta sia sistemica che mucosale con produzione di IgA secretorie Gli studi per lo sviluppo di vaccini edibili sono indirizzati principalmente verso agenti causali di patologie diarroiche gravi (virus Norwalk, rotavirus, Vibrio cholerae ed Escherichia coli enterotossigena) responsabili, ogni anno, di quasi 3.000.000 di morti, principalmente tra i bambini nei Paesi in via di sviluppo Reverse vaccinology Reverse vaccinology La tecnica consistente nella realizzazione di un vaccino attraverso un percorso inverso a quello tradizionale Invece di partire dalle informazioni provenienti dalla coltivazione di un microrganismo in laboratorio, la ricerca prende avvio dallo studio al computer dei geni del batterio (ricavati dalla mappatura del suo DNA) con lo scopo di individuare le molecole caratteristiche prodotte dal batterio, che lo rendono riconoscibile al sistema immunitario Vaccino contro il meningococco di tipo B il 14 gennaio 2013 la Commissione europea ha rilasciato l’autorizzazione all’immissione in commercio valida in tutta l’Unione europea dal 2014 vaccinazione offerta in Italia 5 09/04/2014 Antigene(i) immunizzante(i) Adiuvanti – Alluminio idrossido/fosfato Liquido di sospensione (acqua distillata sterile o S.F. sterile) Conservanti, stabilizzanti e antibiotici (necessari per stabilizzare l’antigene) Adiuvanti: sostanze aggiunte al vaccino per aumentarne l’immunogenicità sostanze non immunogene (essenziali quando i componenti del vaccino sono anatossine o Ag proteici semplici) emulsione acqua/olio (adiuvante di Freund); alluminio (idrossido o con l’aggiunta di sale di alluminio (~1 mg/fiala) si viene a formare un precipitato insolubile, simile a un gel, con la formazione di particelle con ø 100 nm / 1 µm che ritardano notevolmente il passaggio degli antigeni dalla sede di inoculazione alla circolazione generale (effetto deposito) con questo adiuvante, il vaccino deve necessariamente essere introdotto per via intramuscolare, è assolutamente vietata la via endovenosa i sali di alluminio producono localmente irritazione e stimolo infiammatorio (alcuni effetti collaterali locali sono spesso da attribuire più all’adiuvante che all’antigene) fosfato); virosomi Adiuvanti – virosomi Sistemi di adiuvanti Vescicole artificiali di più strati lipidici che intercalano o incapsulano gli antigeni agendo come veicoli di presentazione degli antigeni stessi Influenza e epatite Più adiuvanti uniti AS04 – Sali di alluminio e monofosforil-lipide A (lipopolisaccaride detossificato derivato da Salmonella minnesota) AS03 – Squalene e vitamina E (mantiene l’integrità delle membrane cellulari) A Adiuvanti – emulsioni olio/acqua Composti oleosi utilizzati fanno parte del nostro metabolismo MF59 - squalene (precursore del colesterolo) stabilizzato da Tween80 forma particelle con dimensione di ~200 nm al momento ammesso solo per vaccini destinati agli adulti 6 09/04/2014 Valutati con una serie di saggi di laboratorio, in vitro e in vivo, prima di passare alla sperimentazione sull'uomo Innocuità per i vaccini vivi attenuati consiste nell'incapacità di causare la malattia di cui sono responsabili i corrispondenti microrganismi virulenti per i vaccini a microrganismi uccisi, anatossine, polisaccaridici, antigeni purificati, bisogna accertare che essi non producano effetti tossici, fenomeni di sensibilizzazione o altre reazioni indesiderate di entità tale da renderne pericoloso l'uso nell'uomo Vaccinazione e autismo (Rimini 2012, Trani 2014) Non si è evidenziata nessuna conferma scientifica ed anche gli studi dell’OMS non ritrovano correlazione tra i 2 eventi Il primo a ipotizzare un nesso tra vaccino MPR e autismo è stato, nel 1998, un medico inglese, il Dr. Andrew Wakefield con i risultati di una ricerca, condotta a più mani. Pubblicati sull’autorevole Lancet, ebbero un’enorme risonanza e provocarono un ingiustificato allarmismo. Come risultato , le vaccinazioni diminuirono drasticamente in Gran Bretagna e in Europa, mentre crescevano i casi di morbillo, parotite e rosolia. Si accertò poi che sullo studio del Dr. Wakefield - che aveva sottoposto dei bambini a test invasivi (colonscopia e punture lombari) - gravavano conflitti scientifici e finanziari: una parte dei costi della ricerca sarebbe stata sostenuta dagli avvocati dei genitori di bambini autistici che intendevano citare in giudizio e chiedere i danni ai produttori di vaccini. Inoltre l’autore dell’articolo aveva brevettato un vaccino contro il morbillo che avrebbe potuto trovare un mercato più che florido se quello combinato fosse stato screditato. Secondo la Commissione incaricata della verifica dello studio, l’autore si era comportato in modo disonesto, aveva infranto le norme etiche, mostrando un «cinico disprezzo» per la sofferenza dei bambini coinvolti nella ricerca In seguito alla dimostrazione che i dati utilizzati per lo studio erano stati falsificati, il Lancet ha ritirato formalmente l’articolo del 1998 e il suo autore è stato radiato dall’ordine dei medici Efficacia immunizzante valutata in rapporto alla risposta anticorpale (sieroconversione), stimolata negli animali da esperimento e nell'uomo Efficacia protettiva Valutata con dati di epidemiologia sperimentale (antimorbillo: 98%) Secondo la definizione della Farmacopea Ufficiale “i vaccini sono preparazioni contenenti sostanze antigeniche capaci di indurre una immunità attiva e specifica nell’uomo nei confronti di un agente infettante, di una tossina o di un antigene elaborato da esso” Controllo di una malattia infettiva Da un punto di vista epidemiologico i vaccini rappresentano un intervento di prevenzione primaria che mira non solo alla protezione del singolo individuo ma che ha come obiettivi il controllo, l’eliminazione e, dove è possibile, l’eradicazione della malattia infettiva in una determinata Regione o Paese non si osservano più casi di malattia, pur essendo ancora presenti serbatoi di infezione (difterite essendo possibile lo stato di portatore cronico) grazie ad interventi di prevenzione, la sua incidenza nella popolazione si riduce significativamente e non si hanno più manifestazioni epidemiche (in Italia: tubercolosi e tetano) Eliminazione di una malattia infettiva Eradicazione di una malattia infettiva scomparsa in tutto il Mondo sia della malattia che dell’agente infettivo così che non si potranno più verificare nuovi casi a meno che l’agente eziologico non venga reintrodotto dall’uomo stesso. 7 09/04/2014 Nel dicembre del 1979 la Commissione Globale per la Certificazione del vaiolo concluse che l’eradicazione del vaiolo era stata raggiunta Nel 1979 è stata sospesa in Italia la vaccinazione antivaiolosa Nel maggio 1980 l’Assemblea Mondiale di Sanità ha dichiarato solennemente che il “mondo e la sua popolazione si erano liberate dal vaiolo” In Italia l’obbligo della vaccinazione antivaiolosa è stato definitivamente abrogato nel 1981 Considerazioni prima di avviare il programma: la prima di ordine sanitario; il vaiolo rappresentava una malattia infettiva diffusa e pericolosa per la vita e la salute di molte popolazioni la seconda di ordine economico; le spese per il controllo e la vaccinazione del vaiolo eccedevano quelle previste per la sua eradicazione l’ultima di ordine tecnico; la scienza medica ormai possedeva strumenti (come ad esempio i Servizi Sanitari per il controllo delle malattie infettive) e conoscenze che rendevano possibile il successo dell’operazione Stabilire una strategia di eradicazione Immunizzazione di massa grazie a nuove scorte di vaccino di alta qualità Sistemi di sorveglianza epidemiologica capaci di rilevare immediatamente e sul campo nuovi focolai Microrganismo geneticamente stabile Trasmissione interumana Assenza di serbatoi non umani - tetano non eradicabile Periodo di contagiosità breve, (no portatori cronici) Quadro clinico specifico con pochi casi asintomatici Esistenza di un vaccino efficace, che dia immunità permanente, così come l'infezione naturale 8 09/04/2014 È un effetto positivo aggiunto delle vaccinazioni quando si riescono ad ottenere tassi di copertura molto elevati soggetto suscettibile soggetto malato Tasso di riproduzione del microrganismo supposto uguale a 2 (numero di casi secondari causati da un caso primario in una popolazione completamente suscettibile) Quando in una popolazione si riesce a vaccinare una proporzione non inferiore all’80% degli individui esposti si determina una “immunità di gregge” Anche gli individui non vaccinati risultano protetti dalla malattia soggetto suscettibile soggetto malato soggetto immune Haiti Vaccinazione di massa immunizzazione entro un determinato e breve arco di tempo di tutte le coorti d’età (inclusi i nuovi nati) comprendenti una significativa percentuale di soggetti non immuni Vaccinazione di due o più coorti immunizzazione di due o più coorti di soggetti suscettibili di diversa età Nepal Giornate nazionali di vaccinazione (NIDs) gigantesche campagne vaccinali condotte in modo sincronizzato in vaste aree dell’Africa e dell’Asia per un breve periodo di tempo (da 1 a 3 giorni) durante il quale viene somministrata una dose di vaccino a tutti i bambini del gruppo target senza tener conto dell’eventuale storia vaccinale precedente Sudan 9 09/04/2014 Suppl. ordinario n.47 GU 12/3/2012 Obbligatorietà per le vaccinazioni contro: tetano, difterite, poliomielite, epatite B Adesione consapevole la Regione Veneto ha promulgato una Legge regionale (Legge 7/2007) che ha permesso l’attivazione del percorso per la sospensione dell’obbligo vaccinale a partire dai nati della coorte 2008 tale percorso comprende un Piano di Monitoraggio semestrale del Sistema Vaccinale, condiviso con il Ministero della Salute e l’ISS questo strumento ha per obiettivo la verifica di tutti i parametri, in particolare le coperture vaccinali, per evidenziare immediatamente eventuali effetti sfavorevoli del provvedimento 10
