I primi vaccini umani contro i virus erano basati sull’uso di virus più deboli o attenuati per generare immunità. Il vaccino contro il vaiolo usava il vaiolo bovino, un poxvirus che era abbastanza simile al vaiolo da proteggere contro di esso, ma di solito non causava gravi malattie. La rabbia fu il primo virus attenuato in laboratorio per creare un vaccino per gli esseri umani.
I vaccini sono fatti usando diversi processi. Possono contenere virus vivi che sono stati attenuati (indeboliti o alterati in modo da non causare malattie); organismi o virus inattivati o uccisi; tossine inattivate (per malattie batteriche in cui le tossine generate dai batteri, e non i batteri stessi, causano la malattia); o semplicemente segmenti del patogeno (questo include sia i vaccini a subunità che quelli coniugati).
| Tipo di vaccino | Vaccini di questo tipo su U.S. Recommended Childhood (ages 0-6) Immunization Schedule |
| Live, attenuated | Measles, mumps, rosolia (vaccino combinato MMR) Varicella (varicella) Influenza (spray nasale) Rotavirus |
| Inattivato/ucciso | Polio (IPV) Epatite A |
| Tossoide (tossina inattivata) | Difterite, tetano (parte dell’immunizzazione combinata DTaP) |
| Subunità/coniugato | Epatite B Influenza (iniezione) Haemophilus influenza tipo b (Hib) Pertussis (parte dell’immunizzazione Pneumococco Meningococco |
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Tipo di vaccino |
Altri vaccini disponibili |
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Live, attenuato |
Zoster (herpes zoster) Febbre gialla |
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Inattivato/ucciso |
Rabbia |
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Subunità/coniugato |
Papillomavirus umano (HPV) |
Live, vaccini attenuati attualmente raccomandati come parte del U.S. Childhood Immunization Schedule includono quelli contro morbillo, parotite e rosolia (attraverso il vaccino combinato MMR), varicella (varicella), e influenza (nella versione spray nasale del vaccino contro l’influenza stagionale). Oltre ai vaccini vivi e attenuati, il programma di immunizzazione include vaccini di ogni altro tipo principale – vedi la tabella qui sopra per una ripartizione dei tipi di vaccino nel programma infantile raccomandato.
I diversi tipi di vaccino richiedono ciascuno tecniche di sviluppo diverse. Ogni sezione qui sotto si occupa di uno dei tipi di vaccino.
Vaccini vivi, attenuati
I vaccini attenuati possono essere fatti in diversi modi. Alcuni dei metodi più comuni coinvolgono il passaggio del virus che causa la malattia attraverso una serie di colture cellulari o embrioni animali (tipicamente embrioni di pulcino). Usando gli embrioni di pulcino come esempio, il virus viene coltivato in diversi embrioni in una serie. Con ogni passaggio, il virus diventa migliore nel replicarsi nelle cellule di pulcino, ma perde la sua capacità di replicarsi nelle cellule umane. Un virus mirato all’uso in un vaccino può essere coltivato – “fatto passare” – attraverso oltre 200 diversi embrioni o colture cellulari. Alla fine, il virus attenuato sarà incapace di replicarsi bene (o per niente) nelle cellule umane, e può essere usato in un vaccino. Tutti i metodi che implicano il passaggio di un virus attraverso un ospite non umano producono una versione del virus che può ancora essere riconosciuta dal sistema immunitario umano, ma non può replicarsi bene in un ospite umano.
Quando il virus vaccino risultante viene dato a un umano, sarà incapace di replicarsi abbastanza da causare la malattia, ma provocherà ancora una risposta immunitaria che può proteggere contro l’infezione futura.
Una preoccupazione che deve essere considerata è la possibilità che il virus vaccino ritorni a una forma capace di causare malattie. Le mutazioni che possono verificarsi quando il virus del vaccino si replica nel corpo possono risultare in un ceppo più virulento. Questo è molto improbabile, poiché la capacità del virus del vaccino di replicarsi è limitata; tuttavia, viene preso in considerazione quando si sviluppa un vaccino attenuato. Vale la pena notare che le mutazioni sono piuttosto comuni con il vaccino antipolio orale (OPV), un vaccino vivo che viene ingerito invece che iniettato. Il virus del vaccino può mutare in una forma virulenta e provocare rari casi di polio paralitica. Per questo motivo, l’OPV non è più utilizzato negli Stati Uniti, ed è stato sostituito nel Recommended Childhood Immunization Schedule dal vaccino antipolio inattivato (IPV).
La protezione da un vaccino vivo e attenuato supera in genere quella fornita da un vaccino ucciso o inattivato.
Vaccini uccisi o inattivati
Una alternativa ai vaccini attenuati è un vaccino ucciso o inattivato. I vaccini di questo tipo sono creati inattivando un agente patogeno, in genere usando il calore o sostanze chimiche come la formaldeide o la formalina. Questo distrugge la capacità dell’agente patogeno di replicarsi, ma lo mantiene “intatto” in modo che il sistema immunitario possa ancora riconoscerlo. (“Inattivato” è generalmente usato piuttosto che “ucciso” per riferirsi ai vaccini virali di questo tipo, in quanto i virus non sono generalmente considerati vivi.)
Perché gli agenti patogeni uccisi o inattivati non possono replicarsi affatto, non possono tornare a una forma più virulenta in grado di causare malattie (come discusso sopra con i vaccini vivi, attenuati). Tuttavia, tendono a fornire una durata di protezione più breve rispetto ai vaccini vivi, e sono più propensi a richiedere richiami per creare un’immunità a lungo termine. I vaccini uccisi o inattivati sulla U.S. Recommended Childhood Immunization Schedule includono il vaccino antipolio inattivato e il vaccino contro l’influenza stagionale (in forma di iniezione).
Toxoidi
Alcune malattie batteriche non sono direttamente causate da un batterio stesso, ma da una tossina prodotta dal batterio. Un esempio è il tetano: i suoi sintomi non sono causati dal batterio Clostridium tetani, ma da una neurotossina che produce (tetanospasmina). Le immunizzazioni per questo tipo di patogeno possono essere fatte inattivando la tossina che causa i sintomi della malattia. Come per gli organismi o i virus usati nei vaccini uccisi o inattivati, questo può essere fatto attraverso il trattamento con una sostanza chimica come la formalina, o usando il calore o altri metodi.
Immunizzazioni create usando tossine inattivate sono chiamate toxoidi. I toxoidi possono effettivamente essere considerati vaccini uccisi o inattivati, ma a volte sono dati la propria categoria per evidenziare il fatto che contengono una tossina inattivata, e non una forma inattivata di batteri.
Le immunizzazioni toxoidi sul programma di immunizzazione infantile raccomandato dagli Stati Uniti includono le immunizzazioni di tetano e difterite, che sono disponibili in una forma combinata.
Vaccini subunitari e coniugati
Entrambi i vaccini subunitari e coniugati contengono solo pezzi degli agenti patogeni contro cui proteggono.
I vaccini subunitari usano solo una parte di un agente patogeno per provocare una risposta del sistema immunitario. Questo può essere fatto isolando una proteina specifica da un patogeno e presentandola come un antigene a sé stante. Il vaccino acellulare contro la pertosse e il vaccino contro l’influenza (in forma di iniezione) sono esempi di vaccini a subunità.
Un altro tipo di vaccino a subunità può essere creato tramite ingegneria genetica. Un gene che codifica per una proteina del vaccino è inserito in un altro virus, o in cellule produttrici in coltura. Quando il virus portatore si riproduce, o quando la cellula produttrice metabolizza, viene creata anche la proteina del vaccino. Il risultato finale di questo approccio è un vaccino ricombinante: il sistema immunitario riconoscerà la proteina espressa e fornirà una futura protezione contro il virus bersaglio. Il vaccino contro l’epatite B attualmente usato negli Stati Uniti è un vaccino ricombinante.
Un altro vaccino fatto usando l’ingegneria genetica è quello contro il papillomavirus umano (HPV). Sono disponibili due tipi di vaccino HPV – uno fornisce protezione contro due ceppi di HPV, l’altro contro quattro – ma entrambi sono fatti nello stesso modo: per ogni ceppo, viene isolata una singola proteina virale. Quando queste proteine sono espresse, vengono create particelle simili ai virus (VLP). Queste VLP non contengono materiale genetico dei virus e non possono causare malattie, ma provocano una risposta immunitaria che fornisce una protezione futura contro l’HPV.
I vaccini coniugati sono in qualche modo simili ai vaccini ricombinanti: sono fatti usando una combinazione di due componenti diversi. I vaccini coniugati, tuttavia, sono fatti usando pezzi del mantello dei batteri. Questi mantelli sono chimicamente legati a una proteina portante, e la combinazione è usata come vaccino. I vaccini coniugati sono usati per creare una risposta immunitaria più potente e combinata: tipicamente il “pezzo” di batterio presentato non genererebbe una forte risposta immunitaria da solo, mentre la proteina portante sì. Il pezzo di batterio non può causare la malattia, ma combinato con una proteina portante, può generare immunità contro le infezioni future. I vaccini attualmente in uso per i bambini contro le infezioni batteriche da pneumococco sono fatti usando questa tecnica.
Più informazioni
I ricercatori continuano a sviluppare nuovi tipi di vaccino e a migliorare gli approcci attuali. Per maggiori informazioni sui vaccini sperimentali e sulle tecniche di somministrazione, vedi il nostro articolo Il futuro dell’immunizzazione.