Vaccino di stagione: corsa contro il tempo.

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Il virus dell’influenza è responsabile ogni anno di epidemie che coinvolgono milioni di persone in tutto il mondo, con un’elevata incidenza di mortalità 

e di complicanze ad essa associate. La vaccinazione antinfluenzale risulta la strategia di prevenzione più efficace contro l’influenza e le relative complicanze, ma date le caratteristiche del virus (elevata variabilità) e la difficoltà nella produzione del vaccino, il processo che porta alla sua distribuzione è lungo e difficoltoso.

 

L’ampia variabilità del virus influenzale è dovuta alla sua capacità di modificarsi in alcune sue porzioni, le epidemie stagionali che si ripropongono annualmente sono dovute principalmente ad un fenomeno di “deriva antigenica” o drift, mentre le notevoli variazioni che avvengono attraverso lo shift o “spostamento antigenico” sono responsabili delle grandi pandemie.

Il Drift Antigenico, responsabile delle epidemie stagionali è causato da mutazioni puntiformi che accumulandosi all’interno dei geni dei virus, modificano la porzione di materiale genetico responsabile della sintesi di Emoagglutinina (HA) e di Neuraminidasi (NA). Queste variazioni possono avvenire in tutti i tipi di virus influenzali e sono responsabili della loro capacità di contagiare soggetti precedentemente infettati, tuttavia non discostandosi eccessivamente dai virus precedentemente affrontati dall’organismo, vengono generalmente contenuti dalle difese immunitarie dell’ospite. Lo Shift Antigenico è la trasformazione di una ampia porzione del materiale genetico virale, dovuto al riarrangiamento genomico tra diversi virus, umani e animali ed avviene tipicamente in un ospite intermedio. La trasformazione di ampie porzioni del genoma virale, causa un cambiamento significativo delle sue proteine di superficie, formando di conseguenza nuovi sottotipi antigenici. I virus di nuova evoluzione, mai circolati in precedenza, sono completamente sconosciuti dal sistema immunitario e conseguentemente sono dotati di potenziale pandemico. Questo tipo di variazione è caratteristico dei virus influenzali di tipo A.

I ceppi virali vaccinali vengono scelti attraverso complessi e delicati passaggi. Per cause che possono andare da mutazioni dei ceppi selvaggi, a difetti nella selezione del virus o ancora a co-circolazione di più virus contemporaneamente, può succedere che i vaccini in commercio non siano protettivi contro i ceppi circolanti; si parla allora di “mismatch” antigenico. In caso questo accada, l’efficacia vaccinale diminuisce sensibilmente aumentando la morbosità e di conseguenza la mortalità nella popolazione generale, ma in particolare nelle fasce di popolazione più deboli.

A causa dell’estrema variabilità dei virus influenzali, per studiare i cambiamenti a cui va soggetto il microrganismo, è stata creata una rete di sorveglianza globale sull’influenza (Global Influenza Surveillance Network; GISN), che dalla fondazione ha continuato a crescere ed include oggi 121 centri nazionali sull’influenza in 92 Paesi e 5 centri della World Health Organization (WHO) per la ricerca e l’analisi dell’influenza nell’uomo, oltre che un centro per lo studio dell’ecologia dell’influenza negli animali.

Nel complesso oltre 200.000 tamponi respiratori sono analizzati ogni anno, e circa 5000 sequenze genetiche virali vengono condivise dopo l’analisi genetica ed antigenica.

Il WHO sulla base dei dati raccolti dal GISN pubblica, a partire dal 1971, le raccomandazioni per la composizione dei ceppi presenti nel vaccino antinfluenzale, ma solo dal 1998 la frequenza di queste raccomandazioni è passata da una a due volte l’anno, in modo che le raccomandazioni fossero specifiche per le stagioni influenzali dell’emisfero australe e boreale. Il tempo necessario per lo sviluppo e la produzione dei preparati contro l’influenza è quantificabile in diversi mesi, come conseguenza le raccomandazioni del WHO devono essere pubblicate fino a otto mesi in anticipo rispetto all’inizio della campagna antinfluenzale. Oltre alla ricerca dei ceppi vaccinali da includere nel vaccino stagionale, dal 2004 il GISN ha ampliato il suo obiettivo anche al virus H5N1 a causa del suo serio potenziale pandemico.

Durante tutto l’anno i sistemi di sorveglianza, di cui fanno parte gli operatori sanitari e gli staff dei centri nazionali di sorveglianza dell’influenza, si occupano di raccogliere, identificare e analizzare tamponi potenzialmente positivi al virus influenzale, raccogliendo contemporaneamente i relativi dati epidemiologici, in modo da identificare tempestivamente varianti virali o nuovi virus che potrebbero causare una pandemia.

Nel 2011 il GISN è stato rinominato Global Influenza Surveillance and Response System (GISRS) in seguito all’adozione del Pandemic Influenza Preparedness (PIP) Framework. I vaccini contro l’influenza stagionale possono contenere 3 o 4 ceppi di virus influenzali, scelti tra quelli che con maggior probabilità diffonderanno e causeranno patologia nella popolazione. In ogni Paese afferente al GISRS i laboratori di riferimento (accreditati direttamente dal WHO) inviano le informazioni ai centri di riferimento Nazionali, le informazioni raccolte vengono rese fruibili in una enorme rete di condivisione di dati.

In questa fase, che può durare da alcune ore a qualche settimana, vengono condotti degli studi preliminari, terminati i quali il virus viene isolato, ovvero posizionato in colture (uova embrionate o in cellule Madin-Darby Canine Kidney: MDCK) per studiarne un’eventuale crescita. Il WHO per assicurare uniformità e accuratezza fornisce gratuitamente i reagenti più recenti per identificare i virus di tipo A e quelli di tipo B. Inoltre i ceppi di tipo A vengono sottotipizzati per identificare le relative proteine di superficie Emoagglutinina (HA) e Neuroaminidasi (NA) virali. I virus che appaiano rappresentativi di un gruppo per caratteristiche temporali o geografiche, oppure che si distinguano antigenicamente dai virus precedentemente circolati, vengono inviati ai centri collaboratori del WHO. In questi laboratori i virus sono caratterizzati sia antigenicamente che geneticamente; in conclusione i dati raccolti in tutto il mondo vengono analizzati e confrontati in modo da identificare eventuali variazioni genomiche. I vaccini contro l’influenza stagionale possono contenere 3 o 4 ceppi di virus influenzali, scelti tra quelli che con maggior probabilità diffonderanno e causeranno patologia nella popolazione. Un ulteriore passaggio che può durare anche alcune settimane, è la valutazione della distanza antigenica dei ceppi rilevati da quelli circolati negli anni precedenti. A questa fase segue la completa analisi genetica ed antigenica dei virus che avviene nei centri collaboranti col WHO, in questi centri ogni anno vengono analizzati e sequenziati oltre 5000 virus, ininterrottamente lungo tutto l’arco dell’anno.

Una volta ottenuti tutti i dati sulle analisi condotte nei vari centri del WHO vengono organizzati degli incontri tra rappresentanti di tutti centri, in queste occasioni vengono scelti i virus che con maggiore probabilità circoleranno nella stagione influenzale successiva. Infine, quindi il WHO pubblica le raccomandazioni ufficiali dei ceppi virali che dovranno essere inseriti nei vaccini antinfluenzali. A questo punto deve essere prodotta un’enorme quantità di vaccini, in relativamente breve tempo. Un’importante innovazione che ha permesso di aumentare la velocita di crescita dei virus nelle uova embrionate è stata l’introduzione della reverse genetic nei passaggi di preparazione dei virus. I ceppi circolanti rilevati dai sistemi di sorveglianza, crescerebbero molto lentamente all’interno delle uova embrionate di pollo, utilizzando questa tecnologia è possibile ottenere un virus ibrido.

Questo virus riassortito contiene 6 geni strutturali di un virus abituato a crescere rapidamente in queste colture (A/Puerto Rico/8/34), ed i geni codificanti per le HA e NA dei ceppi candidati ad essere inseriti nei vaccini; questi virus vengono chiamati “ricombinanti ad alta crescita”. Un ulteriore passo da affrontare prima che questi virus possano essere distribuiti, avviene in almeno uno dei centri collaboranti con il WHO, qui, ancora una volta, viene studiata l’antigenicità e l’immunogenicità dei virus ottenuti, individuando mutazioni che potrebbero diminuire la capacità di produrre una risposta efficace.

Il WHO pubblica le raccomandazioni due volte l’anno, una volta per emisfero, queste vengono recepite dalle agenzie regolatorie nazionali (in Usa la Food and Drug Administration, in Europa l’European Medicine Agency), in Italia dal Ministero della Salute, che analizzando i risultati delle analisi genetiche e antigeniche e delle proprietà di crescita indicano l’inserimento di un ceppo antigenicamente simile, o meglio, analogo al virus raccomandato. Quando la quantità di virus ricombinanti è sufficiente, le aziende produttrici di vaccini si occupano di Inattivare il virus, purificarlo, frammentarlo e quantificarne gli antigeni. Superate tutte le fasi precedenti di selezione, elaborazione e preparazione, i vaccini prodotti devono essere valutati per quanto riguarda la loro efficacy ed effectiveness prima di essere messi in commercio. I due termini si distinguono per un sottile, ma importante particolare: per efficacy si intende l’efficacia in laboratorio, mentre per effectiveness si intende l’efficacia valutata sul campo tramite end-point secondari. Le aziende produttrici di vaccini devono dimostrare l’immunogenicità e la sicurezza dei preparati attraverso l’organizzazione di studi clinici sulle popolazioni a cui il vaccino è rivolto (studi pre-autorizzativi).

Passate tutte queste fasi il vaccino viene infialato ed è pronto ad essere commercializzato e somministrato.

KEY POINTS

  • Drift Antigenico
  • Shift antigenico
  • Mismatch antigenico
  • Emoagglutinina (HA) e Neuroaminidasi (NA)
  • Raccomandazioni World Health Organization (WHO)
  • Global Influenza Surveillance and Response System (GISRS)
  • Antigenicità e lmmunogenicità
  • Virus ricombinanti ad alta crescita
  • Efficacy ed Effectiveness

Modif. da G. Icardi Vaccino di stagione, corsa contro il tempo

tratto da G. Icardi, M. L. Lazzaretto, T. Maio, G. Riganti, Personalizzare la prevenzione dell’influenza nel setting della medicina generale: Il vaccino quadrivalente, una nuova opportunità di salute, Roma, Metis s.r.l, I Edizione settembre 2017

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