profilassi vaccinale come scelta consapevole e gestione ...il tipo di risposta nell’infezione...
TRANSCRIPT
1
Piano Regionale delle Vaccinazioni
Profilassi vaccinale come scelta consapevole e gestione degli eventi avversi
Sede e Data
2
Caratteristiche della risposta immunitaria ai vaccini
Relatore e Qualifica
3
UOMO
Immunitàadattiva
Immunitàinnata
Cute, mucose,secrezioni
•Rapida•Scarsa specificità•Presente alla nascita•Non si modifica con l’età•Recettori immunità innata •Cellule: macrofagi, polimorfonucleati, natural killer
•Non rapida•Molto specifica•Memoria•Può sbagliare-immunopatologia•Cellule: linfociti•Risposta umorale•Risposta cellulare
Germi patogeni
Ambiente esterno
SISTEMA IMMUNITARIO
4
BARRIERE DI PROTEZIONE ESTERNE
prima linea di difesa dell'immunità innata
5
Innate ImmunityInnate ImmunityInnate immunity is responsible for the earliest response by the Innate immunity is responsible for the earliest response by the
body to potential infection.body to potential infection.Innate immunity precedes adaptive immunity.Innate immunity precedes adaptive immunity.
6
Il sistema immunitario protegge l'ospite dai microrganismi patogeni
FASI
Riconoscimento
Attivazione
Eradicazione
7
Importanti caratteristiche del Sistema Immunitario
• Specificità• Memoria• Tolleranza• Rigetto
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 ospitil’immunità cellulare è necessaria per eliminare i patogeni
intracellularil’immunità mista cellulare e umorale mucosale per
prevenire l’adesione e la penetrazione di nuovi microrganismi
9
PatogenoPatogeno Risposta Risposta immunologicaimmunologica
GuarigioneGuarigioneee
protezioneprotezione
malattiamalattia
tossinatossina
VaccinoVaccino Risposta immunologicaRisposta immunologica ProtezioneProtezione
InfezioneInfezione
10
FATTORI 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 somministrazione 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
prevenire l’adesione di microrganismi extracellulari ai recettori sulle cellule ospiti, mentre l’immunità cellulare è necessaria
per eliminare i patogeni intracellulari
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 celluleimmunocompetenti specifiche o
non promuovono risposte efficaci
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
13
REQUISITI FONDAMENTALI PER L’EFFICACIA DI UN VACCINO
-SPECIFICITA’: 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 “antigen-free”
14
CELLULE COINVOLTE NELLA RISPOSTA IMMUNOLOGICA
Monociti/MacrofagiCellule dendritiche
Linfociti natural killer
Linfociti BLinfociti T effettori (citotossici)
Linfociti T regolatori (amplificatori e soppressori)
15
Macrofagi Macrofagi Cellule Cellule dendritichedendritiche
MonocitiMonociti
APC (cellule presentanti lAPC (cellule presentanti l’’antigene)antigene)
Linfocita B CD19+Linfocita B CD19+
Linfocita T CD3+Linfocita T CD3+--helperhelper CD4+CD4+
--citotossicocitotossico CD8+CD8+
--regolatorioregolatorio(CD4+,CD8+)(CD4+,CD8+)
Linfocita NK CD56+Linfocita NK CD56+--NK CD3NK CD3--
--NKT CD3+NKT CD3+
16
Macrofagi Macrofagi Cellule Cellule dendritichedendritiche
MonocitiMonociti
APC (cellule presentanti lAPC (cellule presentanti l’’antigene)antigene)
17
I recettori dell’immunità innataToll-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
18Based on Nat. Rev. Immunol. 2001; 1: 135
Toll-like receptor (TLR) ePathogens Associated Molecolar Patterns (PAMP)
TLR-6 TLR-9MD-2CD14 TLR-4TLR-2 TLR-5TLR-3TLR-1
Peptidoglycan (G+)Lipoprotein
LipoarabinomannansZymosan (Yeast)
GPI proteinLPS(G-)RSV F dsRNA Flagellin
Bacterial CpG DNA
19
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.
22
Quasi tutti gli adiuvanti conosciuti (con l’eccezione dei sali di alluminio) sono ligandi dei Toll-receptors.
Differenti Toll-receptors legano con diversa affinitàdiverse sostanze, mediando segnali qualitativamente e quantitativamente differenti. Inoltre, diverse cellule e in differenti siti esprimono pannelli diversi di questi
recettori (2000-03)
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
23
24
25
IFN IFN γγLymphotoxinLymphotoxin
GMGM--CSFCSFILIL--22ILIL--33
ILIL--33ILIL--44ILIL--55ILIL--66ILIL--1010
Cytotoxic T cell activationIgG-2 production(IgM, IgG-1, IgA)
Macrophage activation
IgM, IgG1, IgA productionIgE production
B cell proliferationActivation of eosinophils
TH0
TH1 TH2IL-2IL-4IFN-γ
TR
26
Human Leukocyte Antigen
Complesso maggiore di isocompatibilitàMHC
Molecole superficie cellulare
distinzione self vs. nonself
Presenta gli antigeni peptidici alle cellule TCLASSE I: A,B,C CLASSE II: DR,DQ,DP
HLA J. Noble
α3β2
α1 α2 α1
α2
β1
β2
•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 vescico-lari alle cellule T CD4+
Class I Class II
Le molecole HLA Classe I e II hanno Struttura and Funzioni distinte
BDC
28
Immunità umorale
Produzione di anticorpi
29
IMMUNITA‘ VERSO ANTIGENI PROTEICI
(T-DIPENDENTE)
30
Antigene
APCAPC
endocitosi
T Cell Receptor
Peptide
MHC II
CD4+
T cellCD4CD4++
T cellT cell
Prima fase: riconoscimento
31
CD4+
T cellCD4CD4++
T cellT cellT Cell Receptor
Peptide
LPS
TLR4
Antigen Presenting Cell (APC)Antigen Presenting Cell (APC)
MHC II
“Segnale 1”
“Segnale 2”
“Segnale 3”
IL-1
IL-6
IL-12
CD28B7
IL-12 Receptor
Segnale 1: Specificità
Segnale 2: Attivazione
Segnale 3: Differenziazione
Attivazione delle cellule T da parte delle APC
32
Pathogens
IL-12, IL-18
TH1APC
T
TLRsAntigenpresentation
Costimulatorymolecules
IFN-γ
La presentazione dell’antigene senza l’attivazione del sistemaimmune innato porta ad una “non risposta” (anergia)
APCT
TLRsAntigenpresentation
Costimulatorymolecules
Soluble Proteins
Anergy
IL-12, IL-18
33
CD2
APC APC MHC II
B7 (CD80/86)
Interazione tra APC e cellula T
CTLA-4
CD40L
CD28
B7 (CD80/86)
TCR
CD40
CD58 (LFA-3)
CD4CD4++
T CellT Cell
↓Activation
↑Activation
Recognition
Adhesion
↑Activation
34
35
36
Seconda fase: attivazione
T-helper cell
CD40LCD40L-CD40CD40L-CD40
Antigen-presenting
cell
B Cell
TCR
HLADR
IgG
CD28
B7
CD4
37
Seconda fase: attivazione
38
39
CD4
TCR
ActivatedT-helper-1 or 2 cell
Cell–cell contactIL-3IL-4IL-5IL-10IFN
B cell
Antigen
MemoryB cell
IgG1-producingplasma cell
IL-2, -4, -5 IFN
CD4
TCR
T-helper cell
Antigen-presenting cell
MHC
IL-1
40
0 14 28
IgM
IgG
giorni
La risposta anticorpale
B
M
M
M
MemG
G
Mem Mem
Mem
Mem
Mem
IgM
IgG1
41
42
Differenti isotipi di Ig (classi) hanno differenti funzioni
Inoltre i differenti isotipi hanno diversa distribuzione [sangue, secrezioni (muco, saliva, lacrime, latte), passaggio attraversola placenta]
43
Osponizzazione di un batterioe fagocitosi
Osponizzazione di un batteriocapsulato e fagocitosi
44
Correlati di protezione dei vacciniAnatossina tetanica >0.1 IU/ml
Anatossina difterica >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, 2000
45
Correlati di protezione dei vacciniEpatite B >10 mIU/ml
Epatite A >30 mIU/ml
Varicella Titolo FAMA 1:10
Hib non coniugato >1 µg/ml
Hib coniugato Sconosciuto
Pneumo non coniugato
Meningo non coniugato
Pneumo o meningo con.
>1.5 µg/ml
>2.0 µg/ml
SconosciutoPichichero, Pediatr Clin North Am, 2000
46
IMMUNITA‘ VERSO ANTIGENI
NON PROTEICI
(T-INDIPENDENTE)
IMMUNITA‘ VERSO ANTIGENI
NON PROTEICI
(T-INDIPENDENTE)
POLISACCARIDI, ACIDI NUCLEICI, GLICOLIPIDI
47
Antigen recognitionby B cells
IgM-producingplasma cell
Memory B cell ?
Regulation ofB cell response
by T-helper cells ?
IgG2-producingplasma cell
48
Principali differenze tra Principali differenze tra antigeni antigeni
TT--dipendenti e Tdipendenti e T--indipendentiindipendenti
TT--dipendentidipendenti
proteico, glicoproteicobuon effetto primingbuono switch IgM-IgGelevata risposta IgG1valido effetto booster
TT--indipendentiindipendenti
polisaccaridicoscarso effetto primingscarso switch IgM-IgGrisposta IgG2scarso effetto booster
49
0
200
400
600
800
0
20
40
60
80
3 mesi3 anni10 anniadulto
IgG1 IgG2 IgG3 IgG4
Livelli di sottoclassi IgG nelle varie età
mg/dl mg/dl
50
carrier
polisaccaride
carrier CRM-197, variante non tossica della tossina difterica
CRM-197
51
Ogni linfocita B ha la capacità di produrre circa 1015 specifici anticorpi
Ogni linfocita T ha sulla superficie circa 1015 siti di legame specifici
52
Gli antigeni stimolano il sistema immunitario
Ad es. il battere della pertosse ha piùdi 3000 antigeni
53
Antigeni: proteine e Polisaccaridi nei vaccini
VaccineVaccine ProteinsProteins VaccineVaccine ProteinsProteins VaccineVaccine ProteinsProteins VaccineVaccine ProteinsProteins
19001900 19601960 19801980 20002000
TOTALS:TOTALS:
1 ~2001 ~200 5 ~32175 ~3217 7 ~30417 ~3041 11 12311 123--126126
smallpox ~200smallpox ~200 smallpox smallpox ~200~200diphtheria diphtheria 11tetanustetanus 11wcwc--pertussispertussis ~3000~3000poliopolio 1515
diphtheria diphtheria 11tetanustetanus 11wcwc--pertussispertussis ~3000~3000poliopolio 1515measlesmeasles 1010mumpsmumps 99rubellarubella 55
diphtheria diphtheria 11tetanustetanus 11acac--pertussispertussis 22--55poliopolio 1515measlesmeasles 1010mumpsmumps 99rubellarubella 55Hib conj.Hib conj. 22varicellavaricella 6969pneumopneumo conj.conj. 77hepatitis Bhepatitis B 11
Modified from Offit PA, et al. Pediatrics January 2002
54
Quanti antigeni Quanti antigeni polisaccaridicipolisaccaridici
possono essere coniugati allo stesso possono essere coniugati allo stesso
carrier carrier proteico senza che questo proteico senza che questo
perda la sua efficacia?perda la sua efficacia?
Un tetrasaccaride coniugato è meno
protettivo del tri- e bi-saccarideVelasco, Vaccine, 1993
55
carrier
polisaccaride
Il vaccino eptavalenteconiugato contiene 7 polisaccaridi, ciascuno coniugato al suo carrierCRM-197, variante non tossica della tossina difterica
CRM-197
56
1) 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 specifici2) Meccanismi intrinseci al vaccino:
- interferenza diretta con molecole di membrana delle celluleimmunocompetenti con possibili:
a) down regolazione di molecole costimolatorie o apoptotiche b) down regolazione di molecole HLA di membrana
- veicolazione o induzione alla produzione di elevate quantità di molecole di HLA solubile o di citochine immunosoppressive- breve permanenza del materiale vaccinale nell’organismo
MECCANISMI DI SMORZAMENTO
DELLA RISPOSTA VACCINALE
57
Immunità cellularedifesa 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)
�
58
APCAPC
MHC-I
MHC-II
antigene
Th1Th1CD4
TcTcCD8
BBCD40
Ifn-γ
59
60
An advantage to killing infected cells by apoptosis is that the cell's contents, including viable virusparticles and mediators of inflammation,
are not released as they are during cell lysis.
61
62
Generally
Antibody
T cells
T cells (antibody)
Antibody
63
La durata
dell’immunità
alle vaccinazioni
64
Isole Far Isole Far OerOer
Meccanismi di protezione Meccanismi di protezione immunologicaimmunologica a lunga a lunga durata: cellule della memoria durata: cellule della memoria immunologica immunologica a a lunga vitalunga vita
1846: nuova epidemia; 1846: nuova epidemia;
Nel 1781 gli abitanti Nel 1781 gli abitanti vengono decimati da vengono decimati da unun’’epidemia di morbilloepidemia di morbillo
Non contraggono lNon contraggono l’’infezione solo infezione solo coloro che hanno > 65 anni. coloro che hanno > 65 anni.
Experimentum naturae Experimentum naturae delle delle Isole Far Isole Far OerOer::
Si ammalano figli e nipoti: il virus non era piSi ammalano figli e nipoti: il virus non era piùùcomparso nelle isole dalla precedente epidemiacomparso nelle isole dalla precedente epidemia
65
linfociti
NagasakiNagasaki9 agosto 19459 agosto 1945
esposizione a radiazioniesposizione a radiazioni
dannicromosomici
19971997
66
•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
VANTAGGI E SVANTAGGI