Vaccini: cosa sono e come funzionano

Cosa sono i vaccini?

Si tratta di preparazioni che contengono microrganismi uccisi, vivi ma attenuati oppure sostanze antigeniche in grado di stimolare la risposta immunitaria e capaci di indurre un’immunità attiva e specifica nei confronti di un determinato agente infettante. In altre parole, il soggetto viene stimolato a produrre attivamente anticorpi nei confronti di determinanti antigenici di una malattia infettiva senza però essere venuto direttamente a contatto con il microrganismo. La patogenicità si esplica con l’invasività o la tossigenicità, quindi dobbiamo difenderci dal microrganismo o dalla tossina che esso produce.

Qualche cenno di immunologia

L’immunità acquisita nei confronti delle malattie infettive coinvolge:

  • linfociti B, i quali si differenziano in plasmacellule che producono anticorpi;
  • linfociti T, la cui differenziazione dà luogo alle cellule effettrici (le quali a loro volta producono citochine che vanno a stimolare l’attività dei linfociti B).

Esistono quattro tipi di immunità:

  1. attiva naturale: acquisita con il superamento della malattia infettiva;
  2. passiva naturale: si può spiegare dicendo che “qualcun altro produce anticorpi per noi” (ad esempio, il passaggio trans-placentare di anticorpi dalla madre al feto);
  3. attiva artificiale: quella che avviene con la vaccinazione;
  4. passiva artificiale (sieri): somministrazione per via parenterale di anticorpi prodotti da qualcun altro. Parliamo, in questo caso, di sieri omologhi quando gli anticorpi sono prodotti da un soggetto della nostra stessa specie e di sieri eterologhi se prodotti da animali di altre specie (es. bue e cavallo perché di grossa taglia, producono più siero).

Quando nasce la vaccinazione?

Intorno al 1700, un’epoca dove il mondo era falcidiato da vaiolo. Si trattava comunque di una malattia che colpiva una sola volta, una volta contratto il virus i sopravvissuti erano per sempre protetti. Inoltre, esistevano ceppi di diversa virulenza:

  • il vaiolo minore: una volta contratto si guariva più facilmente;
  • il vaiolo maggiore: dava velocemente forme emorragiche mortali.

Cosa sarebbe successo se si fossero contagiate le persone con il vaiolo minore così da essere protette anche dal maggiore?

L’esperienza di Jenner

Edward Jenner era un medico “di campagna”, aveva osservato che i suoi pazienti che mungevano le vacche toccando le pustole vaiolose prendevano una forma di vaiolo mite, mai mortale, e che non andava mai oltre l’avambraccio. Ebbe quindi un’intuizione: prese il pus dalle pustole di un soggetto che manifestava il vaiolo bovino e fece la scarificazione cutanea con un ago portando il vaiolo sottocute (esperimento fatto su un bambino). Cosa accadde?

  • il settimo giorno il bambino lamentava dolore ascellare
  • il nono giorno era diventato leggermente febbricitante
  • il decimo giorno stava perfettamente bene

A questo punto, Jenner doveva dimostrare che le persone che venivano a contatto con il vaiolo bovino fossero immuni dal vaiolo umano. Il bambino era pronto per il secondo passo: l’inoculazione del vaiolo umano. Per fortuna non seguì alcuna malattia, ma per essere sicuri, alcuni mesi dopo al bambino venne fatta una nuova inoculazione del vaiolo umano. La teoria di Jenner era giusta. Questa procedura fu chiamata “vaccinazione” e da quel momento il termine “vaccino” divenne anche un sostantivo.

Tipologie di vaccini

  • Vivi attenuati (il vaiolo di Jenner era un vaccino vivo attenuato con attenuazione naturale): si perdono le caratteristiche di patogenicità ma i microrganismi riescono comunque a replicarsi e crescere nella persona vaccinata perché ancora vivi. Una piccola dose del patogeno viene somministrata e si replica nell’ospite stimolando una risposta immune uguale a quella che si svilupperebbe se infettati dal microrganismo tradizionale. L’attenuazione non è però sempre possibile, l’alternativa consiste nell’uccisione dell’agente infettante conservando la struttura antigenica per stimolare la risposta anticorpale;
  • Vaccini polisaccaridici (impiegati contro batteri dotati di una capsula polisaccaridica): inducono una risposta immunitaria relativamente debole e determinano una risposta cellule T indipendente. Dosi ripetute non inducono una risposta di memoria immunologica;
  • Vaccini coniugati (es. vaccini contro le meningiti batteriche): la coniugazione di antigeni polisaccaridici ad una proteina carrier determina una risposta cellule T dipendente (a differenza dei vaccini polisaccaridici). Le cellule T helper attivate inducono la risposta umorale delle cellule B, vengono prodotti anticorpi IgG, si forma un maggior numero di cellule della memoria, si determina una risposta “booster”;
  • Vaccini a DNA ricombinante (es. vaccino anti-epatite B, anti-HPV): ottenuti mediante clonaggio in un vettore quale ad esempio un batterio o un lievito. In questo modo si producono grandi quantità di proteine antigeniche che possono essere isolate ed utilizzate per la produzione dei vaccini (nessun rischio di sostanze allergizzanti o irritanti);
  • Vaccini antitossici (es. antitetanica, vaccino antidifterico): costituiti da tossine private del loro potere patogeno, generalmente mediante trattamento chimico, denominate anatossine.

Immunità di gregge (Herd immunity)

Dal punto di vista della sanità pubblica, i vaccini non rappresentano un intervento di prevenzione primaria finalizzata solo alla protezione del singolo. Per definizione, l’immunità attiva artificiale la otteniamo con la vaccinazione, proteggiamo il singolo nei confronti dell’incontro con il microrganismo patogeno. Con la pratica vaccinale puntiamo anche ad ottenere altri obbiettivi che travalicano la protezione del singolo. Tutto è centrato sul concetto di herd immunity (generalmente tradotto in italiano come immunità di gregge/di gruppo). Vuol dire che con la pratica vaccinale raggiungiamo una protezione che è superiore alla somma dei singoli individui vaccinati. Questo è importante perché in una popolazione non tutti i soggetti sono vaccinabili. Purtroppo, alcuni soggetti non possono essere vaccinati (bambini con disordini del sistema immunitario, patologie neurologiche, tumori, ecc.). Questi soggetti fragili che non possono essere vaccinati, se per assurdo prendessero la malattia avrebbero conseguenze quasi inevitabilmente fatali.

Come si ottiene l’immunità di gregge?

Per ottenere l’immunità di gregge dobbiamo avere un tasso di copertura vaccinale direttamente proporzionale al tasso d’attacco della malattia infettiva. Quando il tasso d’attacco è basso basta una copertura anticorpale elevata ma comunque non altissima (es. per la poliomielite basta raggiungere una copertura dell’80% per costruire quel muro che ci salvaguarda dall’aggressione nei confronti dei non protetti). Quando il microrganismo ha un tasso d’attacco elevato (es. morbillo), il muro deve essere a maglie molto strette e si ottiene l’immunità di gregge solo se si raggiunge il 95% di copertura vaccinale. Questo vuol dire che tutti i vaccinabili devono essere vaccinati (lasciamo fuori solamente quei soggetti che non possono essere vaccinati). Se scendiamo sotto il 95% le maglie della herd immunity si allargano e questa non funziona più. Per questo motivo il Ministero della Salute lo scorso anno è arrivato a riproporre l’obbligatorietà della vaccinazione.

Conclusioni

Col senno di poi potremmo dire che Jenner ebbe un grande intuito, ma anche una gran fortuna perché ad oggi non esiste ancora una forma di attenuazione come quella del vaiolo (nessun altro microrganismo circolante negli animali e nell’uomo ha queste caratteristiche). Attualmente la situazione è inevitabilmente questa: si verificano le epidemie ed è la gente stessa a chiedere la vaccinazione con un aumento delle coperture vaccinali. La malattia comincia a diminuire fino a scomparire (cioè non ci sono più casi della malattia) allora la gente smette di vaccinare assistendo ad un vero e proprio crollo delle coperture vaccinali con conseguente ricomparsa delle epidemie. Quello appena descritto è il ciclo più o meno inevitabile delle strategie vaccinali.

Questo è un paradosso poiché il successo della vaccinazione non si vede, nel senso che se la vaccinazione ha successo la malattia scompare. Cade così l’attenzione della popolazione per quel tipo di malattia per cui la gente a quel punto sceglie di non vaccinare, magari alimentata anche da fake news e convinzioni assurde. Le convinzioni sono il contrario della “evidence-based medicine”.

Referenze

  • Porter K.R., Raviprakash K. DNA Vaccine Delivery and Improved Immunogenicity. Curr. Issues Mol. Biol. 2017;22:129–138.
  • Metcalf CJE, Ferrari M, Graham AL, et al. Understanding herd immunityTrends in Immunology 2015;36:753–5.
  • Spencer JP, Trondsen Pawlowski RH, Thomas S. Vaccine adverse events: separating myth from reality. Am Fam Physician. 2017;95:786–94.

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