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 mucosa del tratto respiratorio e GI: Rhino; myxo; corona; parainfluenza; respiratory syncytial; rota infezione delle mucose e successiva disseminazione per via ematica o nervosa: picorna; measles; mumps; HSV; varicella; hepatitis A and B 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

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

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 512 128 32 8 2 1 Serum IgG Serum IgM Nasal and duodenal IgA Nasal IgA Serum IgA Duodenal IgA Days Vaccin. 48 96 Killed (Salk) Vaccine Live (Sabin) Vaccine

Total cases Sweden and Finland 10000 Killed (Salk) vaccine 1000 Reported cases 100 10 1 1950 1955 1960 1965 1970 1975

Cases per 100,000 population United States Inactivated (Salk) vaccine Cases per 100,000 population United States 10 Oral vaccine 1 Reported cases per 100000 population 0.1 0.01 0.001 1950 1960 1970 1980 1990

Grows in epithelial cells Local gut immunity (IgA) 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 HBsAg ricombinante Limitata disponibilità Elevato costo HBsAg ricombinante Disponibilità illimitata Basso costo

New Methods Recombinant DNA Single gene (subunit) Hepatitis B vaccine S-antigen mRNA cDNA Express plasmid 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) 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

Attenuated Donor Master Strain PB2 PB1 PA HA NA NP M NS 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 Muscle cell plasmid Gene for antigen Muscle cell plasmid Muscle cell expresses protein - antibody made CTL response