Vaccino contro il Papilloma virus: review degli studi clinici
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Vaccino contro il Papilloma
virus: review degli studi clinici
G. Gabutti
Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale
Università degli Studi di Ferrara
Corso ECM
HPV e cancro della cervice uterina: la prevenzione tra
screening e vaccinazione
Fano, 19 giugno 2009Obiettivi della presentazione • Cenni introduttivi su – Aspetti epidemiologici – Infezione naturale – Aspetti immunologici – Razionale della scelta degli end point dei trial clinici • Aggiornamento sui risultati principali dei trial clinici • Conclusioni
Obiettivi della presentazione • Cenni introduttivi su – Aspetti epidemiologici – Infezione naturale – Aspetti immunologici – Razionale della scelta degli end point dei trial clinici • Aggiornamento sui risultati principali dei trial clinici • Conclusioni
Epidemiologia - Punti chiave • Fino all’80% delle donne acquisce un’infezione da HPV nel corso della propria vita • Impatto epidemiologico rilevante nel mondo: – 500.000 casi/anno – 270.000 decessi/anno • 100% dei casi di neoplasia cervicale è attribuibile ad HPV • HPV 16, 18, 45 e 31 sono i genotipi maggiormente associati ai casi di carcinoma cervicale, adenoca. incluso, nel mondo • Filogeneticamente, HPV 16 è strettamente correlato ad HPV 31 e HPV 18 è strettamente correlato ad HPV 45
HPV
Ciclo infettivo
Cellule ripiene di virus pronte
Assemblaggio particelle virali per la desquamazione e
l’infezione di individui naïve
Espressione dei geni
virali E e L in cellule
Genoma virale ( 1000 copie/cell)
differenziate
Amplificazione del DNA virale in
cellule non in fase di replicazione
Cellule in divisione
Solo espressione dei geni E
Sintesi di livelli molto Cellula e virus replicano insieme
bassi di proteine
Virus infetta i cheratinociti basali con
un basso numero (Risposta immune ad HPV: punti chiave
Risposta
Risposta adattativa
innata
Tessuto Linfa/Organi linfoidi Sangue/Tessuti
Cellule T citotossiche
Effettori
(Cellule T e B)
Cellule T helper
Aiuto
APC
DCs mature Memoria
(Cellule T e B)
Cellule B
Janeway C, et al. In: Immunobiology: The immune system in health and disease. 2004; 6th ed. New York: Garland Publishing.Risposta immune all’HPV
• L’esposizione naturale ad infezioni virali produce una
risposta immunologica di tipo anticorpale e cellulo-mediata,
tuttavia:
– I tipi HPV oncogeni stimolano fattori cellulari che inibiscono
la risposta immune locale
• Pertanto, infezioni pregresse da HPV oncogeni non
necessariamente inducono immunità verso infezioni
successive:
– Il livello di protezione conferito dall’infezione naturale è
variabile
– Sono possibili le reinfezioni o nuove infezioniTipi di vaccini anti-Papilloma Virus
Immunità non specifica
Vaccini
Preventivi
Per prevenire
Infezione Immunità l’acquisizione di
umorale HPV
L1
Assemblaggio
Virioni
E4
Replica DNA Vaccini
virale Immunità
Terapeutici
cellulo-
E1, E2, E5, E6, Ingresso
mediata Per lesioni da
E7 Virus
HPV già
Handsfield HH. Am J Med 1997;102:16–20; Stern et al. J Clin Virol
presenti
2000;19:57–66; Bosch FX et al. J Clin Pathol 2001;54:163–175; Roden R et al.
Rev Vaccines 2003;2:495–516.Assemblaggio delle Particelle Simil-
Virali (VLPs)
Modello strutturale di una VLP di HPV Virus-Like Particle
(~20,000 kD)
Capsomero L1
Proteine L1 (~280 kD) 72
(55 - 57 kD) capsomeri
5 x L1
Atomic force miscroscopic picture: Merck Research Laboratories).
Kirnbauer et al. Proc Natl Acad Sci USA 1992;89:12180–4; Kirnbauer et al. J Virol 1993;67:6929–36; Galloway. In Current
Research on Papillomaviruses. (Ed). C. Lacey. Leeds Medical Information, Leeds University Press, Leeds, 1996:113–9; Brown
et al. Virology 1996;222:43–50. 5 Carter et al. Clin Dermatol 1997;15:249–59.Basi immunologiche per lo sviluppo di
vaccini preventivi anti-HPV
Utilizzo di particelle simil-virali (Virus Like Particles - VLPs)
– L’immunità umorale è indotta maggiormente da L1 rispetto ad L2
– Anticorpi diretti contro VLP L1 proteggono contro l’infezione e la
malattia
• L’efficacia è associata con lo sviluppo di anticorpi neutralizzanti
• Il trasferimento di siero da animali vaccinati a non vaccinati conferisce
la protezione
– L’immunità anticorpo-mediata contro L1 è tipo-specifica
Bryan JT et al. Med Virol. 1997 Nov;53(3):185-8; Roden R et al. Rev Vaccines 2003;2:495–516.Risposta immune dopo infezione naturale e dopo
vaccinazione
• La vaccinazione permette di prevenire l’infezione da HPV inducendo la produzione
di Ab neutralizzanti, ad elevato titolo e di lunga durata, in tutti i soggetti
immunizzati1,2
• L’immunità che segue all’infezione naturale non ha queste caratteristiche3–5
Risposta anticorpale efficace
dopo vaccinazione
Ab
neutralizzanti
Livello Ab dopo
infezione naturale
Anni
vaccinazione
Viscidi RP et al. Clin Diag Lab Immunol 1997;4:122–126; Carter JJ et al. J Infect Dis 2000;181:1911–1919; Ho GY et al. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev
2004;13:110-116.; Stanley M et al. Vaccine 2006;24 Suppl 3:S106–S113; 2. WHO Department of Immunization, Vaccines and Biologicals 2007.Vaccino HPV
Il ruolo degli Ab neutralizzanti
HPV infetta le cellule bersaglio
• La vaccinazione previene nello strato basale dell’epitelio
l’infezione mediante l’induzione cervicale
Infezione
della produzione di anticorpi
neutralizzanti Strato basale
dell’epitelio cervicale
• Gli anticorpi neutralizzanti si
legano a siti presenti sul capside Gli Ab neutralizzanti prevengono
virale e prevengono l’infezione l’infezione delle cellule epiteliali basali
da parte di HPV
della cellula ospite
No infezione
Il principale meccanismo di protezione della
vaccinazione nei confronti dell’infezione è
X
rappresentato dagli Ab neutralizzanti
WHO 2007
1Stanley M et al. Vaccine 2006;24 Suppl 3:S106–S113;
. WHO Department of Immunization, Vaccines and Biologicals 2007.Il sistema immune
Concetti base
Innata Adattativa
Aspecifica
Umorale Cellulare
1^ linea di difesa
Complemento,
Macrofagi,
interferone, TNF
Neutrofili
ecc.
No memoriaIl sistema immune
Concetti base
Innata Adattativa
Aspecifica Specifica
Umorale Cellulare Umorale Cellulare
1^ linea di difesa 2^ linea di difesa
Complemento, Cellule B
Macrofagi, Cellule T
Interferon, TNF specifiche:
Neutrofili Specifiche
ecc. Anticorpi
No memoria MemoriaPartnership tra risposta innata e
adattativa
Innate Adaptive
APC costituiscono un link tra
immunità innata ed adattativa
Aspecifica Specifica
La risposta immune innata
Umorale Cellulare Umorale Cellulare
può promuovere la risposta
1^ linea di difesa adattativa 2^ linea di difesa
Complemento, Cellule B
Macrofagi, Cellule T
Interferon, TNF specifiche:
Neutrofili Specifiche
ecc. Anticorpi
No memoria MemoriaQuali sono requisiti essenziali per una protezione
efficace verso HPV e quindi di un vaccino?
• Neutralizzazione dei tipi di HPV più comunemente implicati
nella patologia HPV-correlata
• Elevati titoli di Ab neutralizzanti
• Lunga durata della protezione
1. Poncelet S et al. 24th International Papillomavirus Conference 2007;Abstract PS19-25;
2. Stanley M et al. Vaccine 2006;24 Suppl 3:S106–S113; 3. Banatvala J. Vaccine 2001;19:877–885.Immunologia - Punti chiave 1 • Gli Ab neutralizzanti sono fondamentali per la protezione post-vaccinale nei confronti dell’infezione da HPV • Non esiste un correlato immunitario di protezione né a breve termine nè a lungo termine
Immunologia - Punti chiave 2 • La tecnologia vaccinologica moderna permette di controllare qualità e quantità della risposta immune Ag-specifica
Confronto tra Idrossido di Alluminio ed il nuovo
Idrossifosfato Solfato amorfo di Alluminio
AAHS* AI(OH)3**
AAHS* (utilizzato nel Gardasil®) è amorfo.
AI(OH)3** (adiuvante classico contenente alluminio).
* Idrossifosfato Solfato amorfo di Alluminio
** Idrossido di Alluminio Caufield, Hum Vax 07Confronto tra Idrossido di Alluminio ed il nuovo
Idrossifosfato Solfato amorfo di Alluminio
AAHS* AI(OH)3**
Le particelle vaccinali di HPV si legano all’adiuvante.
AAHS* stabilizza le particelle vaccinali.
* Idrossifosfato Solfato amorfo di Alluminio
** Idrossido di Alluminio Shank-Retzlaff M et al. Human Vaccines 2006; 2(4):147-154.Confronto tra Idrossido di Alluminio ed il nuovo
Idrossifosfato Solfato amorfo di Alluminio
con AAHS* con AI(OH)3**
Gli adiuvanti aiutano a presentare le particelle vaccinali al sistema immune.
La “presentazione” è un aspetto importante e AAHS* permette un uptake
migliore da parte del sistema immune rispetto all’ AI(OH)3**
* Idrossifosfato Solfato amorfo di Alluminio
Lindblad E. Vaccine 2004;22:3658–68.
** Idrossido di Alluminio Morefield G et al. Vaccine 2005;23:1588-95.$$+6 OHJDSL 9/3ULVSHWWRDJOL $$+6RWWLPL]]DO·LPPXQRJHQLFLWj
DOWULDGLXYDQWLFRQDOOXPLQLR GHOOH9/3V
ELISA IgG anti-HPV16 L1 (GMT)
Rispetto al [Totale HPV16 VLPs]
% di [HPV16 VLPs legate a Al]
3 settimane post dose 2
$$+6
$OXPLQLXP3KRVSKDWH
$OXPLQLXP+\GUR[LGH
$OXPLQLXP $OXPLQLXP
$$+6
>7RWDO+399/3V@>7RWDO$OXPLQXP@ ZZ +\GUR[LGH 3KRVSKDWH
Risposta anticorpale verso HPV 16 VLP
Capacità di legame ad HPV 16 VLP con i diversi adiuvanti
dei differenti adiuvanti misurata in vivo in topi Balb cIl sistema immune
Gli adiuvanti possono agire a livelli diversi
Si possono combinare due o più adiuvanti
al fine di modulare meglio la risposta immunologica
$G$ 03/HWF
$G% /LSRVRPLPLFURVIHUHHPXOVLRQL
$G& FDXWHOD
Signal 0 = Riconoscimento Ag Attivazione APC
Signal 1 = Presentazione Ag
Signal 2 = Co-stimolazione
Guy B. Nature Reviews: 2007 Volume 5. july: 505-517Monofosforil Lipide A (MPL) =
LPS detossificato
3-0-desacyl-4’
monofosforil lipide A
Ottenuto da
Salmonella minnesota
MPL adsorbito a Al(OH)3
=
AS04
Sistema adiuvante
Brevettato da GSKAdiuvanti
Ligandi TLR
++
http://www.biken.osaka-u.ac.jp/act/act_akira.phpAS04
Meccanismo di azione
Risposta
Risposta adattativa1,2
innata1,2
Tessuto Linfa/Organi linfoidi Sangue/Tessuti
Cellule T citotossiche
Effettori
(Cellule T e B)
Cellule T helper
Aiuto
APC
DCs mature Memoria
(Cellule T e B)
Cellule B
MPL stimola DCs secernono citochine e
APCs attraverso i presentano gli antigeni VLP per
recettori toll-like ottimizzare la risposta adattativa
TLR-41 (cellule T e B)1
1. Garcon N et al. In Immunopotentiators in modern vaccines. 2006; pp. 161–178; London:Elsevier academic press;
2. Janeway C et al. 2001. Immunobiology. The immune system in health and disease. Garland publishing.Giannini et al. Vaccine 2006
Impatto dell’adiuvante AS04 sulle cellule B
della memoria nell’uomo
Cellue B della memoria specifiche per HPV
HPV16 HPV18
16000 3000
3.6 x*
Q3
2.2 x
12000 Q3
2000
8000 = AS04
= [Al(OH)3]
1000 Mediana
4000
Mediana
Q1 Q1
0 0
pre day 60 day 210 pre day 60 day 210
vaccinazione vaccinazione
Il vaccino formulato con adiuvante AS04
induce un elevato numero di cellule B della memoria
Giannini SL, et al. Vaccine 2006; 24: 5937–49 * Statisticamente significativo (pI test attuali
• ELISA: Tutti gli anticorpi tipo specifici
prodotti dopo stimolazione immunitaria
neutralizzanti e non
• cLIA: Anticorpi neutralizzanti tipo ed
epitopo-specifico (singoli epitopi
confomazionali):
– H6.M48 per HPV 6,
– K11.B2 per HPV 11,
– H16.V5 per HPV 16
– H18.J4 per HPV 18
• Pseudovirione: Effetto neutralizzante
complessivo
WHO meeting on the standardization of HPV assays, Geneva 24-25 January 2008, Vaccine 2009 Jan 14;27(3):337-47PapillomaVirus: storia naturale del cancro
della cervice uterina
Entro 1 anno Fino a 5 anni 10 anni
Infezione CIN2/3 Cancro
Infezione persistente HSIL cervicale
incidente da E6, E7
HPV non inibite
(specialm.
tipi 16, 18) CIN 1
LSIL
Infezione da HPV superata
1. Koutsky, Am J Med 1997. 2. Feoli-Fonseca et al. J med Virol 2001. 3. Liaw et al. JNCI 1999. 4. Clifford et al.
Int Papillomvius Conference 2004. 5. Globocan 2002. 6.Sawaya et al. NEJM 2003Scelta degli end point - Punti chiave
Lievi anomalie citologiche e/o CIN1
Cervice Cervice Infezione Carcinoma
normale HPV- infetta CIN2/CIN3 cervicale
Infection Persistente
Clearance: CIN1: 57% CIN2: 43%
CIN3: 32%
Progressione Mesi Anni > 20 anni
CIN = cervical intraepithelial neoplasia; CIN1 = CIN grado 1
Modificato da Schiffman M, Kruger Kjaer S. J Natl Cancer Inst Monogr 2003; 31:14–19.Puoi anche leggere
