Immunoprofilassi delle malattie
infettive
Scopo:
• Attiva
• Passiva
prevenire l’infezione (es. morbillo,
poliomielite …….)
prevenire la malattia
(es.poliomielite, rabbia, ….)
Vaccini
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
Inducono una infezione
E’ sufficiente (teoricamente)
una sola somministrazione
seguita da richiami a distanza di anni
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
Ostacolano
circolazione del virus “selvaggio”
Mimics la
a natural
Attenuated
Labile
Possibile
eradicazione del virus
infection
(modified-live)
May cause disease
Long lasting
Better CMI
Higher seroconversion rates
Higher titre
Inactivated
(killed)
Stable, safe
Short -lived
May require frequent
boosters
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
Polio Vaccine
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
Reciprocal virus antibody titer
512
Killed
(Salk)
Vaccine
Live
(Sabin)
Vaccine
Serum
IgG
Serum
IgG
128
32
Serum IgM
Serum
IgM
Serum
IgA
8
Nasal
IgA
Serum
IgA
2
Duodenal
IgA
Nasal and
duodenal IgA
1
Vaccin.
4
8
96
Days Vaccin.
48
9
6
Total cases
Sweden and Finland
10000
Reported cases
Killed (Salk)
vaccine
1000
100
10
1
0
1950
1955
1960
1965
1970
1975
Reported cases per 100000 population
100
10
Inactivated
(Salk) vaccine
Cases per 100,000
population United
States
Oral
vaccine
1
0.1
0.01
0.001
1950
1960
1970
1980
1990
Sabin Polio Vaccine
Attenuation 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)
Hepatitis B
vaccine
S-antigen
mRNA
cDNA
raised in yeast
Express
plasmid
S-antigen
mRNA protein
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
PB2
PB1
PA
HA
NA
NP
M
NS
Attenuated Donor
Master Strain
Attenuated Vaccine
Strain: Coat of Virulent
strain with Virulence
Characteristics of
Attenuated Strain
X
PB2
PB1
PA
HA
NA
NP
M
NS
PB2
PB1
PA
HA
NA
NP
M
NS
New Virulent
Antigenic
Variant Strain
Vaccines
• 1796 Jenner: wild type animaladapted virus
• 1800’s Pasteur: Attenuated virus
• 1996 DNA vaccines
The third vaccine revolution
DNA Vaccines
Gene
for
antigen
plasmid
Muscle cell
Muscle cell
expresses protein antibody made