Profilassi vaccinale come scelta consapevole e gestione degli eventi avversi

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1 Piano Regionale delle Vaccinazioni Profilassi vaccinale come scelta consapevole e gestione degli eventi avversi Sede e Data 1

2 Caratteristiche della risposta immunitaria ai vaccini Relatore e Qualifica 2

3 Ambiente esterno Germi patogeni UOMO Cute, mucose, secrezioni Rapida Scarsa specificità Presente alla nascita Non si modifica con l età Recettori immunità innata Cellule: macrofagi, polimorfonucleati, natural killer SISTEMA IMMUNITARIO Immunità innata Immunità adattiva Non rapida Molto specifica Memoria Può sbagliareimmunopatologia Cellule: linfociti Risposta umorale Risposta cellulare 3

4 BARRIERE DI PROTEZIONE ESTERNE prima linea di difesa 4

5 Innate Immunity Innate immunity is responsible for the earliest response by the body to potential infection. Innate immunity precedes adaptive immunity. 5

6 Il sistema immunitario protegge l'ospite dai microrganismi patogeni FASI Riconoscimento Attivazione Eradicazione 6

7 Importanti caratteristiche del Sistema Immunitario Specificità Memoria Tolleranza Rigetto 7

8 FATTORI CHE INFLUENZANO IL TIPO DI RISPOSTA Nell infezione naturale, il tipo di microrganismo, la sua via di entrata nell ospite e la sede di concentrazione prevalente determinano il tipo di risposta immunitaria, che sarà la più idonea alla sua neutralizzazione ed eliminazione: l immunità umorale esercita un ruolo fondamentale nella neutralizzazione dei virus e delle tossine batteriche e nel prevenire l adesione di microrganismi extracellulari ai recettori sulle cellule ospiti l immunità cellulare è necessaria per eliminare i patogeni intracellulari l immunità mista cellulare e umorale mucosale per prevenire l adesione e la penetrazione di nuovi microrganismi 8

9 atogeno Infezione tossina malattia Risposta immunologica Guarigione e protezione Vaccino Risposta immunologica Protezione 9

10 ATTORI CHE INFLUENZANO IL TIPO DI RISPOSTA E L EFFICACIA VACCINALE Nell infezione naturale, il tipo di microrganismo, la sua via di entrata nell ospite e la sede di concentrazione prevalente determinano il tipo di risposta immunitaria, che sarà la più idonea alla sua eliminazione. Anche per i vaccini il tipo di formulazione e la via di omministrazione influenzano il tipo di risposta e l efficacia La risposta umorale esercita un ruolo fondamentale nella neutralizzazione dei virus e delle tossine batteriche e nel revenire l adesione di microrganismi extracellulari ai recettor sulle cellule ospiti, mentre l immunità cellulare è necessaria per eliminare i patogeni intracellulari 10

11 I vaccini interi, (attenuati o inattivati), specie se somministrati per le vie naturali dell infezione, soddisfa generalmente tutti i requisiti necessari Gli antigeni solubili non raggiungono le cellule immunocompetenti specifiche o non promuovono risposte efficaci 11

12 Antigene: sostanza in grado di indurre la risposta immunitaria Vaccino: antigene, carrier, adiuvante Adiuvante: sostanza aggiunta al vaccino per aumentarne l immunogenicità, attraverso il prolungamento dell effetto stimolante Carrier: sostanza con funzione di trasporto 12

13 EQUISITI FONDAMENTALI PER L EFFICACIA DI UN VACCINO PECIFICITA : si devono individuare determinanti antigenici specifici PROTEZIONE: i determinanti antigenici devono indurre immunità protettiva IMMUNOGENICITA : la formulazione deve indurre il sistema immunitario a montare una risposta effettrice, nella sede idonea INDUZIONE DI MEMORIA IMMUNOLOGICA: la risposta immunitaria deve portare alla costituzione di memoria immunologica di lunga durata, anche in ambiente antigenfree 13

14 CELLULE COINVOLTE NELLA RISPOSTA IMMUNOLOGICA Monociti/Macrofagi Cellule dendritiche Linfociti natural killer Linfociti B Linfociti T effettori (citotossici) Linfociti T regolatori (amplificatori e soppressori) 14

15 Linfocita NK CD56+ -NK CD3- -NKT CD3+ acrofagi Cellule dendritiche onociti PC (cellule presentanti l antigene) l Linfocita T CD3+ -helper CD4+ -citotossico CD8+ -regolatorio(cd4+,cd8+ Linfocita B CD19+ 15

16 Macrofagi Cellule dendritiche Monociti APC (cellule presentanti l antigene) l 16

17 I recettori dell immunità innata Toll-like receptors Sono presenti sulla superficie delle cellule Riconoscono patterns molecolari altamente conservati (PAMPS), prodotti da svariati microorganismi Scoperti negli anni 90, oggi riconosciute 13 unità distinte 17

18 Toll-like receptor (TLR) e Pathogens Associated Molecolar Patterns (PAMP) Peptidoglycan (G+) Lipoprotein Lipoarabinomannans Zymosan (Yeast) GPI protein LPS(G-) RSV F dsrna Flagellin Bacterial CpG DNA R-6 MD-2 TLR-2 TLR-1 CD14 TLR-4 TLR-3 TLR-5 TLR- Based on Nat. Rev. Immunol. 2001; 1:

19 19

20 20

21 I Toll-receptors sono molecole che legano strutture batteriche altamente conservate (lipopolisaccaridi di membrana, tossine, oligonucleotidi CpG) o virali (RNA a doppia elica) mediando segnali di attivazione cellulare. La cellula attivata produce citochine, chemochine e molecole costimolatorie essenziali per l attivazione dell immunità specifica. I TLR sono come sentinelle che per primi avvertono il sistema immunitario, lo attivano ed indirizzano il tipo di risposta. 21

22 Quasi tutti gli adiuvanti conosciuti (con l eccezione dei sali di alluminio) sono ligandi dei Toll-receptors. Differenti Toll-receptors legano con diversa affinità diverse sostanze, mediando segnali qualitativamente e quantitativamente differenti. Inoltre, diverse cellule e in differenti siti esprimono pannelli diversi di questi recettori ( ) Il risultato finale della stimolazione dei TR può esitare in effetti diversi a seconda del tipo di patogeno e della sede di contatto, nell infezione naturale, e del tipo di adiuvante usato e della via di somministrazione nelle pratiche vaccinali 22

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25 TH0 TR TH1 IFN γ Lymphotoxin GM-CSF IL-2 IL-3 Cytotoxic T cell activation IgG-2 production (IgM, IgG-1, IgA) Macrophage activation IL-2 IL-4 IFN-γ TH2 IL-3 IL-4 IL-5 IL-6 IL-10 IgM, IgG1, IgA production IgE production B cell proliferation Activation of eosinophils 25

26 HLA J. Noble Human Leukocyte Antigen Complesso maggiore di isocompatibilità MHC Molecole superficie cellulare distinzione self vs. nonself resenta gli antigeni peptidici alle cellule T CLASSE I: A,B,C CLASSE II: DR,DQ,DP 26

27 Le molecole HLA Classe I e II hanno Struttura and Funzioni distinte Legano 8-10mers Espresse dalla maggior parte delle cellule nucleate Presentano proteine citosoliche alle cellule T CD8+ Legano 13-25mers Espresse da APCs, Macs, B cells, T cell. attivate Presentano proteine vescicolari alle cellule T CD4+ α1 α2 α1 β1 β2 α3 α2 β2

28 Immunità umorale Produzione di anticorpi 28

29 IMMUNITA VERSO ANTIGENI PROTEICI (T-DIPENDENTE) 29

30 Prima fase: riconoscimento ntigene endocitosi CD4 + T cell APC T Cell Receptor Peptide MHC II 30

31 Attivazione delle cellule T da parte delle APC IL-1 IL-6 IL-12 IL-12 Receptor Segnale 3 B7 CD28 CD4 + T cell LPS TLR4 Segnale 2 T Cell Receptor Segnale 1 MHC II Peptide Antigen Presenting Cell (APC) Segnale 1: Specificità Segnale 2: Attivazione Segnale 3: Differenziazione 31

32 a presentazione dell antigene senza l attivazione del sistem immune innato porta ad una non risposta (anergia) Pathogens TLRs Antigen presentation APC T Costimulatory molecules TH1 IFN-γ IL-12, IL-18 Soluble Proteins TLRs Antigen presentation APC T Costimulatory molecules Anergy IL-12, IL-18 32

33 Interazione tra APC e cellula T B7 (CD80/86) CTLA-4 Activation B7 (CD80/86) CD28 Activation PC MHC II TCR Recognition CD4 + T Cell CD58 (LFA-3) CD2 Adhesion Activation CD40 CD40L 33

34 34

35 35

36 Seconda fase: attivazione Antigenpresenting cell IgG B7 CD28 HLADR TCR CD4 CD40LCD40L-CD40 CD40L-CD40 B Cell T-helper cell 36

37 Seconda fase: attivazione 37

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39 IL-1 Antigenpresenting cell T-helper cell CD4 TCR IL-2, -4, -5 IFN Activated T-helper-1 or 2 cell CD4 TCR Cell cell contac IL-3 IL-4 IL-5 IL-10 IFN B cell MHC Antigen Memory B cell IgG1-producing plasma cell 39

40 La risposta anticorpale IgG IgM IgM 0 14 Mem 28 giorni M M Mem Mem B M G Mem Mem G Mem 40

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42 Differenti isotipi di Ig (classi) hanno differenti funzioni Inoltre i differenti isotipi hanno diversa distribuzione [sangue, secrezioni (muco, saliva, lacrime, latte), passaggio attraverso la placenta] 42

43 sponizzazione di un batterio fagocitosi Osponizzazione di un batter capsulato e fagocitosi 43

44 Correlati di protezione dei vaccini Anatossina tetanica Anatossina difterica >0.1 IU/ml >0.01 IU/ml Pertosse intero Titolo agglutinine >1.32 Pertosse acellulare Sconosciuto Polio >1:8 Morbillo >1:8 Parotite >1:8 Rosolia >1:8 Pichichero, Pediatr Clin North Am,

45 Correlati di protezione dei vaccini Epatite B Epatite A >10 miu/ml >30 miu/ml Varicella Titolo FAMA 1:10 Hib non coniugato Hib coniugato Pneumo non coniugato Meningo non coniugato Pneumo o meningo con. >1 µg/ml Sconosciuto >1.5 µg/ml >2.0 µg/ml Sconosciuto Pichichero, Pediatr Clin North Am,

46 IMMUNITA VERSO ANTIGENI NON PROTEICI (T-INDIPENDENTE) POLISACCARIDI, ACIDI NUCLEICI, GLICOLIPIDI 46

47 Antigen recognition by B cells IgM-produci plasma cell Regulation of B cell response by T-helper cells? Memory B cell? IgG2-producing plasma cell 47

48 Principali differenze tra antigeni T-dipendenti e T-indipendentiT T-dipendenti T-indipendenti proteico, glicoproteico buon effetto priming buono switch IgM-IgG elevata risposta IgG1 valido effetto booster polisaccaridico scarso effetto priming scarso switch IgM-IgG risposta IgG2 scarso effetto booste 48

49 Livelli di sottoclassi IgG nelle varie età mg/dl mg/dl mesi 3 anni 10 anni adulto IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 49

50 carrier CRM-197, variante non tossica della tossina difterica carrier CRM-197 polisaccaride 50

51 Ogni linfocita B ha la capacità di produrre circa specifici anticorpi Ogni linfocita T ha sulla superficie circa siti di legame specifici 51

52 Gli antigeni stimolano il sistema immunitario Ad es. il battere della pertosse ha più di 3000 antigeni 52

53 Antigeni: proteine e Polisaccaridi nei vaccini ccine Proteins Vaccine Proteins Vaccine Proteins Vaccine Proteins allpox ~200 smallpox ~200 diphtheria 1 diphtheria 1 diphtheria 1 tetanus 1 tetanus 1 tetanus 1 wc-pertussis ~3000 ac-pertussis 2-5 wc-pertussis ~3000 polio 15 polio 15 polio 15 measles 10 measles 10 mumps 9 mumps 9 rubella 5 rubella 5 Hib conj. 2 varicella 69 pneumo conj. 7 OTALS: hepatitis B 1 1 ~200 5 ~ ~

54 Quanti antigeni polisaccaridici possono essere coniugati allo stesso carrier proteico senza che questo perda la sua efficacia? Un tetrasaccaride coniugato è meno protettivo del tri- e bi-saccaride Velasco, Vaccine,

55 carrier CRM-197 polisaccaride Il vaccino eptavalente coniugato contiene 7 polisaccaridi, ciascuno coniugato al suo carrier CRM-197, variante non tossica della tossina difterica 55

56 MECCANISMI DI SMORZAMENTO Meccanismi intrinseci al sistema immunitario: - esaurimento funzionale o numerico delle cellule citotossiche o helper - generazione di cellule ad azione soppressoria - produzione di citochine ad azione inibitoria o apoptogena sui CTL - effetti di mascheramento degli antigeni microbici da parte degli anticorpi specifici Meccanismi intrinseci al vaccino: DELLA RISPOSTA VACCINALE - interferenza diretta con molecole di membrana delle cellule immunocompetenti con possibili: ) down regolazione di molecole costimolatorie o apoptotiche ) down regolazione di molecole HLA di membrana - veicolazione o induzione alla produzione di elevate quantità di molecol di HLA solubile o di citochine immunosoppressive - breve permanenza del materiale vaccinale nell organismo 56

57 Immunità cellulare difesa da patogeni intracellulari linfociti T (CD8+) che aggrediscono e distruggono le cellule infettate cellule che esprimono sulla superficie antigeni estranei (cellule virus-infette, cellule tumorali, cellule di tessuti trapiantati) 57

58 antigene Th1 CD4 Ifn-γ APC MHC-II MHC-I Tc CD8 CD40 B 58

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60 An advantage to killing infected cells by apoptosis is that the cell's contents, including viable virus particles and mediators of inflammation, are not released as they are during cell lysis. 60

61 61

62 Generally Antibody T cells T cells (antibody) Antibody 62

63 La durata dell immunità alle vaccinazioni 63

64 Meccanismi di protezione immunologica a lunga durata: cellule della memoria immunologica a lunga vita Experimentum naturae delle Isole Far Oer Isole Far Oer: Nel 1781 gli abitanti vengono decimati da un epidemia di morbillo 1846: nuova epidemia; Non contraggono l infezione l solo coloro che hanno > 65 anni. Si ammalano figli e nipoti: il virus non era più comparso nelle isole dalla precedente epidemia 64

65 linfociti Nagasaki 9 agosto 1945 esposizione a radiazioni anni romosomici

66 VANTAGGI E SVANTAGGI Vaccini con antigeni purificati Vaccini sintetici Sicuri Breve emivita bassa risposta CTL (no HLAclasse I) Vaccini attenuati Risposta umorale e t-mediata, Sicuri Valutare controindicazioni 66