Immunoprofilassi delle malattie infettive

Scopo: prevenire l’infezione (es. morbillo, poliomielite …….)

prevenire la malattia (es.poliomielite, rabbia, ….)

• Attiva Vaccini• Passiva Immunoglobuline

Vaccini antivirali

• Presuppongono la conoscenza dei meccanismi di difesa antivirale:– Inattivazione del virus libero– Eliminazione delle cellule infettate– Meccanismo di resistenza alla reinfezione

• Presuppongono la conoscenza della patogenesi della malattia causata dal virus

Tre siti principali di replicazione virale

1. mucosa del tratto respiratorio e GI: Rhino; myxo; corona; parainfluenza; respiratory syncytial; rota

2. infezione delle mucose e successiva disseminazione per via ematica o nervosa: picorna; measles; mumps; HSV; varicella; hepatitis A and B

3. Ingresso diretto nel sangue per iniezione o puntura di insetto: hepatitis B; alpha; flavi; bunya; rhabdo

Difese locali, IgA secretorie importanti in 1 e 2

Vaccini

• Stimolano il sistema immunitario a produrre anticorpi

• Attivano l’immunità cellulo-mediata

Problemi nella preparazione del vaccino

• Individuazione degli antigeni protettivi

(es. HA, HBsAg ……..)• Immunogenicità• Assenza di reazioni crociate con autoantigeni• Disponibilità• Sicurezza• distribuzione

Vaccini a virus inattivati

• Coltivazione del virus: in animali (rabbia-cervello di topo) in uova embrionate (influenza) in colture cellulari (polio-cellule di

rene di scimmia; rabbia- fibroblasti diploidi umani)

• Purificazione e concentrazione• Inattivazione (formalina, -propiolattone)

Vaccini prodotti da componenti virali

• A subunità disgregazione dei virioni- e purificazione

degli antigeni scelti (influenza-emoagglutinina) purificazione dell’antigene dal sangue

(HBsAg) Produzione di antigeni ricombinanti

(HBsAg in cellule di lievito)• Peptidi di sintesi

• Necessitano di almeno due somministrazioni e

• successivi richiami

Vaccini a virus attenuati

• Virus da specie correlate ( vaiolo bovino per vaiolo umano)

• Virus attenuati mediante passaggi in ospiti diversi (febbre gialla: in topo e nelle uova; polio: passaggi ripetuti in cellule di rene di scimmia; morbillo: in uova embrionate)

• Riassortimento e ricombinazione genica

E’ sufficiente (teoricamente)una sola somministrazioneseguita da richiami a distanza di anni

Inducono una infezione

Alla base dell’attenuazione ci sono mutazioni nel genoma virale

La stabilità dell’attenuazione dipende dal numero delle mutazioni responsabili dell’attenuazione

Attenuated and inactivated vaccines

Vaccine Advantages Disadvantages

Attenuated(modified-live)

Inactivated(killed)

Mimics a natural infectionLong lastingBetter CMIHigher seroconversion ratesHigher titre

LabileMay cause disease

Stable, safeShort -livedMay require frequentboosters

Ostacolano la circolazione del virus “selvaggio”Possibile eradicazione del virus

Vaccino di Sabin

Vaccino di Salk

I vaccini antipolio

• Vaccino di Sabin: virus polio 1,2,3 attenuati– Prevenzione infezione

• Vaccino di salk: virus polio 1,2,3 inattivati– Prevenzione malattia

US: Sabin attenuated vaccine ~ 10 cases vaccine-associated disease per year

• 50% vaccinees feces

• 50% contacts

• Vaccine-associated cases: revertants

• 1 in 4,000,000 vaccine infections paralytic polio

• 1 in 100 of wt infections

Scandinavia: Salk dead vaccine

• No gut immunity

• Cannot wipe out wt virus

Polio Vaccine

Rec

ipro

cal v

irus

antib

ody

titer

512

128

32

8

2

1

Serum IgG

Serum IgG

Serum IgM Serum IgM

Nasal and duodenal IgA

Nasal IgASerum

IgA

Serum IgA

Duodenal IgA

DaysVaccin. Vaccin.

48

4896 96

Killed (Salk) Vaccine

Live (Sabin) Vaccine

10000

1000

100

10

10

Rep

ort

ed c

ases

1950 1955 1960 1965 1970 1975

Killed (Salk) vaccine

Total casesSweden and Finland

Rep

ort

ed c

ases

per

100

000

po

pu

lati

on

100

10

1

0.1

0.001

0.01

1950 1960 1970 1980 1990

Inactivated (Salk) vaccine

Oral vaccine

Cases per 100,000 population United States

Sabin Polio VaccineAttenuation by passage in foreign host

More suited to foreign environment and less suited to original host

Grows less well in original host

Polio:

• Monkey kidney cells

• Grows in epithelial cells

• Does not grow in nerves

• No paralysis

•Local gut immunity (IgA)

Salk Polio Vaccine

• Formaldehyde-fixed

• No reversion

Vaccino anti-HBV

• HBsAg plasma-derivato– Limitata disponibilità– Elevato costo

• HBsAg ricombinante– Disponibilità illimitata– Basso costo

New Methods

• Recombinant DNA

•Single gene (subunit)

S-antigen mRNA

cDNA

Express plasmid

S-antigen mRNA protein

Hepatitis B vaccine

raised in yeast

Vaccino antinfluenzale

• trivalente [tipo A(H3N2), A(H1N1), tipo B]

• A virus inattivati– Somministrazione parenterale (i.m.)

• A subunità (HA, N)– Somministrazione parenterale (i.m.)

• A virus attenuati– Somministrazione per via endonasale

Vaccino antinfluenzale

• Tempi lunghi di preparazione del vaccino– Scelta della composizione entro febbraio– Necessità di ottenere virus ricombinanti :

HA ed N dei ceppi umani; altri geni da ceppi adattati all’uovo.

FluMist

A differenza dei ceppi “selvaggi”,

i ceppi di virus attenuati inclusi nel vaccino sono modificati così che non si moltiplicano bene a 37°C (mutanti ts)

ma si replicano a sufficienza per indurre una immunità protettiva

New Methods

Recent ‘flu vaccine from Aviron

Passage progressively at cold temperatures

TS mutant in internal proteins

Can be re-assorted to so that coat is the strain that is this years flu strain

PB2PB1PA

HANANP

MNS

PB2PB1PA

HANANP

MNS

PB2PB1PA

HANANP

MNS

Attenuated Donor Master Strain

New Virulent Antigenic Variant Strain

X

Attenuated Vaccine Strain: Coat of Virulent strain with Virulence Characteristics of Attenuated Strain

Vaccines

• 1796 Jenner: wild type animal-adapted virus

• 1800’s Pasteur: Attenuated virus

• 1996 DNA vaccines

The third vaccine revolution

DNA Vaccines

plasmidMuscle cell

Gene for antigen

Muscle cell expresses protein - antibody made

CTL response