HUMAN PAPILLOMAVIRUS VACCINE

HUMAN PAPILLOMAVIRUS VACCINE Il papilloma virus umano (HPV) Virus non capsulato DNA a doppia elica Capside costituito da 72 capsomeri, che contiene il genoma virale I capsomeri sono composti dalle proteine L1 (maggiore) L2 (minore) Il virus è generalmente resistente all ambiente (resta infettante in un ambiente umido per mesi) Prof. Vincenzo Baldo Genoma virale Ciclo vitale del virus Genoma circolare Composto da circa 8000 basi appaiate Diviso in tre regioni Regione di Controllo a Lungo termine (LCR) Regione delle proteine precoci (da E1 a E7) Regione delle proteine tardive (L1 e L2) L1 L2 LCR E5 E6 E4 E2 E7 E1 Strato maturo squamoso Strato squamoso Cellule parabasali (non in divisione) Cellule basali (staminali/ in divisione) Epitelio normale Superficie cervicale Membrana basale....... Epitelio infetto Desquamazione delle cellule epiteliali ripiene di virus Assemblaggio virale (L1 e L2) Replicazione del DNA virale (E6 e E7) DNA virale episomiale nei nuclei cellulari (E1 e E2, E6 e E7) delle cellule basali (E1 e E2) Il papilloma virus umano (HPV) Sono stati identificati approssimativamente 150 tipi di HPV, dei quali 40 infettano l area genitale Le infezioni sono classificati in relazione la loro associazione con il carcinoma della cervice Le infezioni a basso rischio causano cambiamenti cellulari minimi Le infezioni ad alto rischio hanno azione diretta sulle trasformazioni neoplastiche maligne Albero filogenetico (30 tipi di HPV) 2 11 6 13 57 10 44 3 35 31 52 16 58 45 33 18 7 40 43 68 39 42 32 34 51 53 26 30 HPV cutanei (basso rischio) 66 56 HPV mucosali (alto rischio) 1

HPV e manifestazioni cliniche Lesioni cutanee: verruche volgari, piane, plantari e palmari Epidermodisplasie verrucose Lesioni mucose: condilomi acuminati e piani Papillomi laringei e congiuntivali Lesioni della mucosa orale Neoplasie del tratto genitale Integrazione Nelle lesioni benigne il genoma di HPV è presente di solito come un episoma (plasmide che è in grado d'integrarsi nel DNA dell'organismo ospite ) Nelle lesioni maligne e nei tumori, comunque, il DNA del papillomavirus umano viene solitamente integrato nel DNA dell ospite. Processo di integrazione/trasformazione Epidemiologia delle patologie causate da Papillomavirus HPV ad alto rischio Rottura dell episoma virale nella regione E1-E2 distruzione e la perdita di funzione del gene E2 E6 degradazione p53 E7 distruzione complesso prb/e2f-1 riarragiamento cromosomico blocco dell apoptosi attivazione ciclo cellulare CIN CARCINOMA Stimolazione della sintesi del DNA proliferazione cellulare Incidenza standardizzata di cancro del collo dell utero nel 2002 < 9,4 < 17,2 < 23,6 < 33,7 < 82,6 Parkin DM,Bray F. Chapter 2: the burden of HPV related cancers. Vaccine 2006,24s3(s11-s25) Epidemiologia L infezione da HPV è molto frequente Negli Stati Uniti la condilomatosi genitale (associata a virus HPV a basso rischio oncogeno) rappresenta la più comune malattia sessualmente trasmessa, e si stimano 6.2 milioni di nuovi casi all anno Almeno il 75% delle donne sessualmente attive si infetta nel corso della vita con un picco maggiore fino ai 25 anni di età Epidemiologia Il carcinoma della cervice uterina rappresenta ancora oggi un importante problema sanitario Secondo tumore maligno nella donna con, a livello mondiale, 500.000 nuovi casi all anno L 80% dei quali nei Paesi non industrializzati 2

Analisi dell incidenza di cancro in Europa per organo (donne 15 44 anni) In Italia Altre neoplasie Polmone Corpo dell utero Leucemia Stomaco Cervice uterina Mammella Dopo il carcinoma della mammella, il carcinoma cervicale è la neoplasia più diffusa tra le donne Europee di età compresa tra 15 e 44 anni INCIDENZA Tasso grezzo:11.6 x 100.000 (standardizzato per età popolazione mondiale 8.1 x 100.000) circa 3500 nuovi casi di carcinoma della cervice uterina PREVALENZA Annuale 3.203 casi A 5 anni: 13.309 casi Linfoma non Hodgkin Cervello SNC Tiroide Malattia di Hodgkin Colon retto Ovaie Melanoma cutaneo Nonostante lo screening sia sempre più diffuso, ogni giorno in Europa 40 donne muoiono a causa di questa patologia MORTALITÀ Tasso grezzo: 4.0 x 100.000 (standardizzato: 2.2 x 100.000) Nel corso della vita il rischio di avere una diagnosi di tumore alla cervice uterina è di 6,2 per 1000 un caso ogni 163 donne Europa = 25 stati membri più Islanda, Norvegia ed Svizzera. Ferlay et al, editors. Globocan 2000: Cancer incidence, mortality and prevalence worldwide, version 1.0 IARC Cancer-Base No.5. Lyon. IARC Press, 2001. Cancer Incidence, Mortality and Prevalence Worldwide - Globocan 2002, Descriptive Epidemiology Group of IARC Tumori in Italia - Rapporto 2006 I dati di incidenza e mortalità dei Registri Tumori generali, 1998-2002, in Epidemiologia e Prevenzione Ruolo eziologico del Papillomavirus umano Prevalenza tipo specifica di HPV in 2733 casi di carcinoma squamocellulare e di carcinoma cervicale non specificato (meta-analisi di 32 studi Europei) Primo cancro riconosciuto essere totalmente riconducibile ad un infezione dall OMS La prevalenza del DNA di HPV in più di 1.000 biopsie di cancro del collo dell utero effettuate in 22 Paesi pari al 99.7% HPV rappresenta una causa NECESSARIA del Cancro del Collo dell Utero Il rischio relativo (odds ratio) di associazione di HPV e cancro del collo dell utero è molto alto, ad es. HPV 16 tra 280 e 680 (95% IC) Tipi di HPV 16 18 45 31 52 33 58 35 59 51 56 73 68 6 11 smoke 0.1 0.5 1 5 10 50 100 Adjusted OR 500 1000 5000 % di tutti i casi 70 60 50 40 30 20 10 0 HPV 16 e 18 erano presenti in circa il 75% di tutte le lesioni neoplastiche 16 18 33 31 45 58 56 52 35 68 73 6 39 66 59 51 82 70 Tipo di HPV Walboomers JM, J Pathol 1999;189:12 19. Munoz N,. N Eng J Med 2003;348:518 527. Clifford GM, Br J Cancer 2003;88:63-73 (modificata) I tipi di Papillomavirus I tipi più importanti dal punto di vista clinico sono il 16 e 18. Questi sono considerati ad alto rischio, in quanto responsabili di oltre il 75% dei casi di cancro invasivo del collo dell utero. Il tipo 16 è il Papillomavirus con maggiore prevalenza nel mondo, seguito dal 18. Prevalenza mondiale di diversi tipi di Papillomavirus 3,7% 4,3% 2,2% 2,3% 2,5% 6,8% 1,5% 16,6% 4,4% 57,4% 16 18 45 31 33 52 58 35 59 56 39 51 73 68 66 Altro Non determinato La prevalenza di HPV in Italia Per donne senza anomalie citologiche in età dal 25 ai 74 anni è del 9,2% (Clifford, Lancet, 2005) In donne di 17-70 anni con controlli di routine o pap test di screening: prevalenza variabile da 7-16% in donne con citologia anormale si ha una prevalenza del 35% in donne con displasia severa del 96% (Carozzi FM Cancer 2005; 105:2-7) 3

9 11 13 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 Trasmissione del virus Trasmissione del virus Contatto diretto (skin to skin): il 95% delle persone infette acquisiscono il virus per questa via Attraverso rapporti sessuali Genito-genitali, manuali-genitali, oro-genitali L infezione genitale da HPV in soggetti vergini è rara, ma si può verificare in seguito a contatto sessuale senza penetrazione L utilizzo del condom può ridurre la trasmissione, ma non è completamente protettivo Vie non sessuali Dalla madre al neonato (trasmissione verticale; raro) Oggetti contaminati (e.g. indumenti intimi, guanti chirurgici, forcipe da biopsia), ipotizzato ma non ben documentato Trasmissione attraverso la via sessuale I vari studi epidemiologici evidenziano che il fattore predittivo più importante è l attività sessuale, misurato come numero di partner sia long-life che recente (Vaccine 2006; 24: 1-15) un partner 14.3% due partner 22.3% 3+ partner 31.5% (Sex Trasm Dis 2006; 33: 502-8) Tasmissione non sessuale raramente descritta Il primo incontro con il Papillomavirus avviene di solito in adolescenza e nei giovani adulti Prevalenza dell HPV nella popolazione femminile (14-59), per classe di età e tipo % 70 60 50 40 30 20 10 35 30 25 20 % 15 10 0 15-17 età 70% della popolazione sessualmente attiva incontra il Papilloma virus durante la propria vita La trasmissione avviene per contatto intimo Di solito il Papillomavirus è silente e viene eliminato dal nostro corpo 5 0 14-19 20-24 25-29 30-39 40-49 50-59 età (anni) basso rischio alto rischio The national survey of family growth, 2002 Sviluppo del cancro nel tessuto cervicale Negli USA la percentuale di donne sessualmente attive è del 24% prima dei 15 anni 40% a 16 anni di età 70% a 18 anni di età Tra le donne sessualmente attive Tra i 15-19 anni mediamente 1.4 partner Tra i 20-24 anni mediamente 2.8 partner 4

Classificazione Classificazione Secondo la classificazione oggi in uso le lesioni definite citologicamente ASC/US cellule squamose atipiche di significato non determinato SIL o lesioni intraepiteliali squamose LSIL nel caso di lesioni di basso grado H SIL in caso di lesioni di severità maggiore. Istologicamente si utilizza invece la sigla CIN (cervical intraepithelial neoplasia), e seguite da un numero che ne definisce la progressiva gravità: CIN1 o displasia cervicale lieve: le cellule anomale rimpiazzano un terzo dello spessore dell'epitelio (la maggior parte dell CIN1 regrediscono in 6 12 mesi) CIN 2/3, o displasia moderata/grave con cellule anomale che rimpiazzano due terzi dello spessore dell'epitelio (CIN2) l'intero spessore dell'epitelio (CIN3). La progressione delle lesioni CIN 2/3 è stimata intorno al 40%. Si ritiene inoltre che il tempo fra l'inizio dell'infezione da HPV e lo stadio CIN-3 vari da 7 a 15 anni, per cui un'infezione, iniziata fra i 15 e 20 anni di età, può passare allo stadio CIN-3 fra i 25 e i 30 anni di età. Citologia Istologia definizione OMS Bethesda Richart Normale Normale Infiammazione reattiva Negativo per SIL Infiammazione reattiva virale/ condiloma virale/ condiloma LSIL displasia lieve 1 ASC-US/ASC-H CIN 1 displasia moderata 2 CIN 2 HSIL Displasia grave 3 CIN 3 Carcinoma in situ (CIS) 4 1 = alterazioni estese al terzo inferiore dell epitelio; 2 = alterazioni estese ai due terzi inferiori dell epitelio; 3 = alterazioni estese al terzo superiore dell epitelio ma non estensione completa; 4 = lesione intraepiteliale squamosa nella quale anomalie nucleari coinvolgono l intero spessore epiteliale. HSIL carcinoma (Invasivo) carcinoma (Invasivo) carcinoma (Invasivo) Storia naturale Piramide dell HPV Trasmissione skin to skin contact transitoria persistente CIN 1 LSIL (episoma) CIN 2/3 HSIL (integrazione) Tempo per la trasformazione per lo sviluppo del carcinoma circa 10 anni Carcinoma invasivo Andamento delle infezioni da HPV e dell incidenza di cancro invasivo del collo dell utero in base all età Le malattie provocate dal Papillomavirus si manifestano negli adulti, ma il primo contatto con il virus si hanno nell adolescenza o all inizio dell età adulta. Incidenza (%) Infezioni da HPV ad alto rischio 20-30 30-40 40-50 Età (anni) Incidenza di carcinoma del collo dell utero 50-60 29 Storia naturale dell HPV La maggior parte delle infezioni sono transitorie e asintomatiche Normalmente le nuove infezioni si autolimitano nel 70% in un anno e nel 90% in due anni. La durata media della patologia è di circa 8 mesi Le infezioni persistenti dei gruppi ad elevato rischio rappresentano un fattore di rischio elevato per carcinoma Altri fattori di rischio sono rappresentati da Fumo Parità elevata Altre MST Immuodepressione Età avanzata Uso di contraccettivi orali Il tempo di latenza e normalmente un decennio 5

HPV nell uomo Epidemiologia poco nota Dai pochi presenti risulta comunemente diffusa Asintomatica/inapparente Tipo 16 più frequentemente riscontrato Prevalenza inferiore rispetto alle donne stessa fasce di età Minore incidenza Più breve durata dell infezione Ricapitolando. L infezione da HPV è molto comune non è una malattia I condilomi e le precancerosi sono un evento raro Il tumore è un evento eccezionale Molti cofattori intervengono nel processo di carcinogenesi Prevenzione Screening (da: MMWR 2007, 56: 1-24 modificata) Utilizzo del condom riduce il rischio di infezione da HPV e delle sue conseguenze studio in ragazze del college ha evidenziato la riduzione del 70% delle nuove infezioni quanto il partner utilizza il condom (NEJM 2006; 354: 2645-54) L infezione da HPV è così diffusa che i partners dei soggetti positivi sono già infetti.. Astinenza o monogamia Linee guida Quando iniziare Intervalli Pap test convenzionale utilizzo di liquido citologico utilizzo di test HPV come aggiunta al liquidi citologico American Cancer Society Circa entro i tre anni dopo il primo rapporto (non dopo i 21 anni) Annualmente: ogni 2-3 anni per le donne con età 30 anni con tre citologie negative Ogni due anni: ogni 2-3 anni per le donne con età 30 anni con tre citologie negative Ogni tre anni se HPV e citologia negativa U.S. Prevention Services Task Force Entro i tre anni dopo il primo rapporto o a 21 anni di età Almeno ogni tre anni Mancanza di evidenze Mancanza di evidenze American College of Obstetricians and Gynaecologists Circa entro i tre anni dopo il primo rapporto (non dopo i 21 anni) Annualmente: ogni 2-3 anni per le donne con età 30 anni con tre citologie negative Annualmente: ogni 2-3 anni per le donne con età 30 anni con tre citologie negative Ogni tre anni se HPV e citologia negativa Gestione degli esami citologici cervicali Trattamento Screening ogni 3 anni 25-69 anni Pap test normale normale anormale anormale Colposcopia NO CIN 2/3 Pap test Follow up Biopsia CIN 2/3 terapia Crioterapia una sonda che raffredda la cervice a temperature sotto lo zero. La crioterapia è abbastanza indolore, non è necessaria alcuna anestesia, è un metodo di terapia rapido, con poche complicazioni, ma non molto preciso. Laser Il laser ad acido carbonico usa un piccolo raggio di luce per vaporizzare (trasformare in vapore) o tagliare le cellule anormali. Il laser produce un raggio di luce infrarossa che è invisibile all'occhio ed è messa a fuoco dalla lente del colposcopio su un puntino (0.1-2 millimetri). L'area e la profondità di azione possono essere controllate in modo molto preciso. LEEP procedura di taglio elettrochirurgico. Per rimuovere la displasia viene usato un piccolo cappio carico elettricamente. Conizzazione Una biopsia a cono (conizzazione) rimuove un pezzo della cervice a forma di cono. È praticata in ospedale e può essere fatta con il laser, con il bisturi (conizzazione a coltello) o con un elettrodo a macroago e può essere combinata con una dilatazione e curettageper valutare le cellule più alte nell'utero 6

Screening citologico Economico Semplice Serve l individuazione di cellule anomale o chiaramente patologiche È un test di screening non diagnostico Necessita di conferme (colposcopia) Svantaggio: percentuale di risultati incerti non trascurabile e falsi negativi Test di laboratorio L HPV non può essere coltivato in laboratorio L identificazione può essere effettuata mediante la ricerca del DNA La regione anatomica ed il metodo di campionamento sono importanti nella capacità di identificazione Unico approvato dall FDA è il Digene Hybrid Capture (HC2) Screening citologico e HPV test La vaccinazione HPV test Pap test HPV test + Pap test HPV test + Pap test + Normale -HPV Pre-tumore Tumore Virus a DNA geneticamente stabile Proteine del capside L1 tendono ad aggregarsi se sovraprodotte producendo le virus like particles (VPL) strutture che riproducono la conformazione naturale dell antigene virale Le VPL sono immunogeniche e capaci di indurre risposte anticorpali specifiche con produzione di anticorpi neutralizzanti Il test dell HPV insieme al Pap test aiuta ad individuare donne a rischio di sviluppare il cancro del collo dell utero a rimandare invece a controlli più dilazionati donne non a rischio poiché HPV negative Risposta immunitaria all HPV Risposta immunitaria all HPV Una risposta immune efficace nei confronti dell infezione da HPV richiede la partecipazione di tutti gli elementi del sistema immunitario Elementi innati (es. cellule dendritiche) Cellule T Cellule B Tuttavia: Nessuna fase di infezione proveniente dal sangue nessuna viremia Espressione limitata o ritardata delle proteine capsidiche tardive virali Il virus HPV non lisa i cheratinociti manca quindi il rilascio di citochine pro-infiammatorie E6 ed E7 sopprimono il segnale dell interferone necessario per la risposta immunitaria cellulo-mediata L infezione da HPV è molto comune ma molte infezionisirisolvononeltempo La guarigione è dovuta alla risposta dei linfociti T CD4 le modalità sono ancora scarsamente conosciute Una risposta immunitaria efficace si accompagna alla siero-conversione e alla produzione di anticorpi contro la proteina capsidica L1 La risposta immunitaria al virus HPV si compone sia di parte di immunità innata che di immunità acquisita, sia umorale (generazione di anticorpi neutralizzanti) sia cellulo mediata (importante sia nella risoluzione sia nel controllo dell infezione). 7

Risposta immunitaria all HPV Tuttavia bisogna ricordare che il livello di misurazione degli anticorpi sierici anti HPV ha alcuni limiti come marker di infezione o di immunità naturale La risposta anticorpale all infezione da HPV naturale si sviluppa lentamente, con un tempo mediano di sieroconversione di circa 6 12 mesi e la sieroconversione non si verifica in tutte le donne. Solo il 59 69% delle donne hanno una sierconversione entro 18 mesi dall infezione. Risposta immunitaria all HPV: Ruolo degli anticorpi anti proteina L1 Gli anticorpi anti proteina L1 sono in grado di proteggere dalle successive infezioni da HPV? Dati da studi su animali dimostrano che l trasferimento passivo di IgG purificate provenienti da donatori immunizzati con L1 VLPs sono in grado di proteggere completamente i soggetti naïve dall attacco virale L1 VLPs evoca una risposta anticorpale T-dipendente e induce una memoria immunitaria Sintesi del vaccino I vaccini Gardasil Vaccino quadrivalente Prodotto in Saccharomyces cerevisae Adiuvato con idrossido di alluminio Cervarix Vaccino bivalente Prodotto in linee cellulari di insetto Adiuvato con AS04 (idrossido di alluminio e monofosforil-lipide A) 6 11 16 18 16 18 Posologia del vaccino per il Papillomavirus La vaccinazione consiste in 3 iniezioni intramuscolari da 0,5 ml che devono essere effettuate nel corso di un anno. End points di Efficacia Virologici CASI INCIDENTI: presenza di infezione in soggetti precedentemente negativi (HPV-DNA) CASI PERSISTENTI: individuazione dello stesso HPV- DNA nel follow-up a 6-12 mesi in donne negative all entrata nello studio Clinici CIN: neoplasie intra-epiteliali cervicali AIS: adenocarcinoma in situ VIN-VaIN: neoplasie vulvari e vulvari intraepiteliali Verruche genitali Immunologici Immunoglobiline specifiche anti-vlp nel siero Neutralizzati ELISA 8

End-point per la valutazione dell efficacia Immunogenicità e protezione >2 anni da HPV ~1 anno persistente transitoria 2 5 anni Displasia di basso grado CIN 1* 4 5 anni Displasia di alto grado CIN 2/3 9 15 anni La storia naturale dell infezione da HPV ha condizionato il disegno del programma di sviluppo clinico del vaccino HPV Carcinoma cervicale invasivo Gardasil In ragazze 9-15 anni presenza di anticorpi nel 99.5% dei casi a sette mesi, 91.5% a 18 mesi Popolazione potenzialmente esposta: eficacia contro CIN2/3 pari al 90.4% (corretto post hoc al 100%) Studi condotti anche in popolazione >26 anni Cervarix In ragazze 10-14 anni sieroconversione nel 100% dei casi mantenuto a 18 mesi Popolazione potenzialmente esposta: efficacia del vaccino 95.8% (71%-97%) contro le infezioni persistenti; 100% contro le manifestazioni patologiche A tre anni: 98% una lesione nel gruppo vaccinato sostenuta da infezione multipla Potenziale immunogenicità crociata con il tipo 31 (efficacia protettiva 53.5%) e con 45 (e.p. 88%) Durata della protezione Non ancora determinata Gli studi i corso efficacia del 95.8% nella prevenzione delle infezioni persistenti a tre anni In studio il follow-up di 5500 donne a 10 anni Presenza di una risposta anamnestica Chi dovrebbe vaccinarsi? La stragrande maggioranza delle persone, prima o poi, incontra il Papillomavirus. Per fortuna, nel 90% dei casi l infezione guarisce spontaneamente. La vaccinazione è indicata nei bambini adolescenti di età compresa tra 9 e 15 anni nelle giovani donne di età compresa tra 16 e 26 anni. Quando bisognerebbe vaccinarsi? Per questo motivo, sarebbe preferibile vaccinarsi il più precocemente possibile, prima dell esordio sessuale. L età iniziale per la vaccinazione è 9 anni. La vaccinazione è gratuita per le ragazze nel 12 anno di età (11 anni compiuti) è comunque consigliata la vaccinazione di tutte le donne di età superiore ai 12 anni. Tollerabilità e sicurezza del vaccino per il Papillomavirus Il vaccino per il Papillomavirus è stato sperimentato su più di 20.000 adolescenti e donne, dimostrando un buon profilo di tollerabilità e sicurezza. In una piccola percentuale di casi (< 2%) può capitare che, dopo la vaccinazione, si verifichi febbre o una reazione nell area in cui si è effettuata l iniezione. Si tratta di effetti lievi che scompaiono in breve tempo. 9

Si può vaccinare anche chi ha già incontrato il Papillomavirus? Il momento ideale per vaccinarsi sarebbe prima di qualunque possibile esposizione al Papillomavirus. Tuttavia, anche chi è già stato infettato da uno dei 4 tipi di Papillomavirus può vaccinarsi. La vaccinazione lo proteggerà dai rimanenti tipi di virus verso cui il vaccino offre protezione. 10