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Recenti focolai di parotite in popolazioni vaccinate: nessuna evidenza di fuga immunitaria | Company Pride

TESTO

La parotite è un’infezione virale acuta, sistemica e trasmissibile caratterizzata da gonfiore di una o entrambe le ghiandole parotidi, spesso accompagnata da complicanze più gravi, come meningite, pancreatite o orchite. Il virus della parotite (MuV), un virus RNA non segmentato a filamento negativo nella famiglia Paramyxoviridae, codifica nove proteine da sette unità di trascrizione. L’ordine genico è 3 ‘- N-V/P/I-M-F-SH-HN-L-5’, che rappresenta nucleo- (N), V/fosfo-/I (V/P / I), matrice (M), fusione (F), piccoli geni idrofobici (SH), emoagglutinina-neuraminidasi (HN) e grandi geni proteici (L), rispettivamente (28, 29). Le funzioni delle proteine virali sono state ben descritte in letteratura (9, 37). In breve, le proteine N, P e L si trovano all’interno del virione e sono responsabili della trascrizione e della replicazione del genoma. La proteina M, situata anche internamente, è coinvolta nell’assemblaggio e nel germogliamento del virione e può anche regolare la trascrizione e la replicazione del genoma. Le glicoproteine F e HN, presenti sulla superficie esterna dell’involucro virale, sono responsabili dell’attaccamento da virus a cellula e della fusione da virus a cellula e cellula a cellula. Le proteine SH e V sono proteine accessorie non strutturali coinvolte nell’evasione della risposta antivirale dell’ospite. Il ruolo della proteina I nel ciclo di vita del virus non è noto.

Prima dell’implementazione dei programmi di immunizzazione della parotite, oltre il 90% della maggior parte delle popolazioni aveva evidenza sierologica di esposizione a MuV entro i 15 anni di età (11, 44). Entro un decennio dall’implementazione 1967 della vaccinazione contro la parotite negli Stati Uniti, l’incidenza della malattia è diminuita da più di 100 casi segnalati per 100.000 abitanti a meno di 10 casi per 100.000 (12). Nel 2001, la malattia è stata quasi eliminata, con meno di 0,1 casi per 100.000 (43). Un successo simile nel controllo della parotite è stato raggiunto in altri paesi (32, 50, 58); tuttavia, negli ultimi 6 anni, la parotite ha fatto una rinascita a livello globale, anche negli Stati Uniti, che ha recentemente sperimentato la sua più grande epidemia da allora 1987 (5, 7, 13, 14, 19, 42, 49, 52, 53, 62). Mentre la parotite era storicamente una malattia dell’infanzia, questi focolai coinvolgevano prevalentemente giovani adulti, quasi tutti avevano una storia di vaccinazione durante l’infanzia, la maggior parte con il programma raccomandato a due dosi. Mentre questi dati sono indicativi di una diminuzione dell’immunità, è stato anche postulato che le differenze antigeniche tra il vaccino e i ceppi di focolaio possono consentire la fuga del vaccino (20, 45). In effetti, i virus isolati da recenti epidemie si raggruppano in gruppi di genotipi distinti da quelli dei ceppi vaccinali utilizzati. Con poche eccezioni, genotipo G ceppi sono stati isolati da casi nell’emisfero Occidentale (27), genotipo J e F dalla regione Asia-Pacifico (5, 16), e il genotipo H dal Medio Oriente (3, 33), mentre la parotite vaccini utilizzati in questi paesi contengono prevalentemente genotipo di Un Jeryl Lynn (JL) a base di vaccini e, in misura minore, il genotipo B Urabe-SU9 vaccino e deve ancora essere assegnata genotipo di Leningrado-Zagabria vaccino.

Per studiare in modo completo la possibilità che alcuni ceppi di virus della parotite possano essere insensibili agli anticorpi indotti dal vaccino, abbiamo cercato prima di identificare i bersagli proteici virali degli anticorpi neutralizzanti e poi di costruire alberi filogenetici basati sulle sequenze di aminoacidi di queste proteine. Un membro rappresentativo del virus di ciascun gruppo sarebbe quindi utilizzato in saggi di neutralizzazione della riduzione della placca (PRN) con sieri (gentilmente forniti da Merck e Co.) ottenuto da 96 bambini di età compresa tra 4 e 6 anni 6 settimane dopo il ricevimento di una seconda dose del vaccino del morbillo, della parotite e della rosolia (MMR) contenente il ceppo del virus della parotite JL (51).

Anche se è chiaro che la proteina MuV HN è un bersaglio di anticorpi neutralizzanti (21, 35, 40, 48, 59), la capacità di neutralizzazione del virus degli anticorpi diretti contro altre proteine MuV non è stata adeguatamente studiata. Qui, tecniche di genetica inversa sono state utilizzate per costruire plasmidi cDNA full-length che codificano diverse combinazioni di proteine virali N, V/P/I, L, F e HN derivate da due ceppi MuV geneticamente disparati, il virus del vaccino genotipo A JL e il genotipo H 88-1961 (qui indicato come 88) virus wild-type (4). Gli anticorpi diretti contro la proteina SH non essenziale non sono stati rilevati nei sieri umani; pertanto, è improbabile che tali anticorpi, se esistono, svolgano un ruolo importante nella neutralizzazione del virus mediata da anticorpi. La proteina SH è stata quindi esclusa da questa analisi. Il ruolo della proteina M non è stato valutato. Il corredo genetico degli otto virus ricombinanti utilizzati per l’analisi è mostrato in Fig. 1.

Struttura del genoma dei virus ricombinanti. Gli elementi in scatola mostrati in grigio o nero denotano rispettivamente sequenze derivate da Jeryl Lynn (JL) o 88-1961 (88). Le caselle più piccole tra i fotogrammi di lettura aperti delineano le regioni non tradotte. Secondo la convenzione, il gene V/P/I è indicato qui come il gene P. La costruzione di questi virus è descritta altrove (56).

Un sottoinsieme dei 96 campioni di siero (n = 10, preselezionati per la gamma di titoli) è stato testato per la loro relativa capacità neutralizzante contro questi otto virus ricombinanti in saggi PRN eseguiti come descritto in precedenza (54). I risultati sono mostrati in Fig. 2. Tutti i confronti sono stati eseguiti utilizzando i dati trasformati dal log e il test t dello studente (α = 0.05). Come previsto, la sostituzione del gene JL HN con quello di 88 o viceversa ha prodotto titoli di media geometrica (GMTS) significativamente diversi da quelli dei virus parentali (tutti i valori P erano <0.001), confermando la proteina HN come obiettivo principale dell’anticorpo neutralizzante. Al contrario, la sostituzione del gene JL F con quello di 88, o viceversa, ha prodotto GMT non statisticamente diversi da quelli misurati contro i virus parentali (valore P di 0,06 o 0,385, rispettivamente), suggerendo che il gene MuV F non gioca un ruolo significativo nella risposta anticorpale neutralizzante. Ciò è coerente con i risultati di altri che non sono stati in grado di ottenere la neutralizzazione del virus con anticorpi anti-MuV F protein (47, 60, 63), sebbene un gruppo abbia riferito che il siero di criceti infettati dal virus vaccinia che esprime la proteina MuV F era in grado di neutralizzare il virus in vitro (34). Nessun effetto sulla neutralizzazione è stato visto con la sostituzione dei geni N, V/P/I e L, una scoperta che forse non era sorprendente considerando la probabile inaccessibilità di queste proteine espresse internamente agli anticorpi. Tuttavia, la neutralizzazione da parte di anticorpi specifici per proteine espresse internamente è stata riportata per altri virus (22, 39, 41). Sebbene l’analisi di Western blot abbia rivelato differenze nel contenuto proteico virale tra i diversi virus, i livelli di espressione proteica non sono correlati con la suscettibilità alla neutralizzazione (dati non mostrati).

Riduzione della placca Titolo anticorpale neutralizzante (GMT) calcolato per 10 sieri contro otto diversi costrutti virali. Le barre indicano i limiti superiore e inferiore degli intervalli di confidenza del 95%. I titoli PRN sono espressi come reciproco del più alto fattore di diluizione sierica necessario per neutralizzare almeno il 50% del virus challenge PFU.

Basata sulla dimostrazione di HN proteine come i principali player virus suscettibilità alla neutralizzazione dell’anticorpo-mediata, tutti unici virus della parotite virus ceppi per i quali il full-length HN sequenza aminoacidica è disponibile nel database NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) sono stati utilizzati per costruire un albero filogenetico utilizzando il programma freeware MEGA v3.1 (36) utilizzando il metodo coppia-gruppo non ponderato con mezzi aritmetici (UPGMA) (26). L’albero risultante mostrava sette cluster distinti, arbitrariamente etichettati come gruppi da 1 a 7 (Fig. 3). Un simile clustering di virus è stato ottenuto quando l’analisi è stata ripetuta utilizzando la sequenza nucleotidica del gene SH (dati non mostrati). È stato selezionato un virus da ciascun gruppo HN, ad eccezione del gruppo 1, per il quale sono stati scelti due virus per consentire l’analisi sia del ceppo vaccinale omologo (JL) che di un virus di gruppo 1 diverso. Non erano disponibili virus rappresentanti il gruppo 3. Pertanto, sono stati testati un totale di sette MUV.

Albero filogenetico costruito utilizzando sequenze di aminoacidi HN a lunghezza intera per 65 ceppi MuV unici ottenuti dai database NCBI Entrez. Sono indicati i ceppi virali selezionati per lo studio. Questi sono ceppi vaccinali Jeryl Lynn / USA63 (il principale componente MuV in M-M-R II ) e Urabe-AM9/JPN73 (64) e isolati clinici Enders/USA45 (30), Odate-1/JPN (55), Iowa-G/USA06 (54), Lo1/UK88 (1) e 88-1961/USA88 (4). I numeri di gruppo arbitrari sono in scatola.

I GMT dei 96 campioni di siero testati contro i 7 ceppi MuV sono presentati in Fig. 4. Tutti i sieri hanno neutralizzato tutti i virus. Non sorprendentemente, i titoli più alti sono stati misurati contro JL (l’agente immunizzante). Non sono state osservate differenze statisticamente significative tra i GMT anti-JL e anti-Enders/USA45 (233 contro 195, P = 0,166, test di somma di rango di Mann-Whitney), coerenti con i due virus appartenenti allo stesso gruppo filogenetico HN. Al contrario, i titoli anti-JL erano significativamente diversi da quelli misurati contro gli altri cinque virus (tutti avevano valori P di <0.001, Mann-Whitney rank sum test). Pertanto, sebbene abbiamo trovato chiare prove di differenze antigeniche tra i ceppi di virus della parotite, il fatto che tutti i sieri abbiano neutralizzato tutti i virus supporta l’idea che il virus della parotite sia sierologicamente monotipico e sostiene l’evoluzione di ceppi esotici in grado di sfuggire all’immunità indotta dal vaccino JL. Tuttavia, i sieri testati qui sono stati ottenuti da individui 6 settimane dopo la vaccinazione, un momento in cui i titoli sono relativamente alti (8), mentre numerosi studi hanno riscontrato che i livelli di anticorpi MUV-specifici diminuiscono significativamente con il tempo postvaccinazione (24, 25, 38, 54). Ciò è stato associato ad una diminuzione dell’efficacia del vaccino (17, 31, 57) e ad un aumento delle probabilità di contrarre la malattia (10, 19, 61). Pertanto, è possibile che al momento dell’adolescenza (quando i livelli di anticorpi sono diminuiti) tali differenze antigeniche possano essere significative.

GMT di sieri di vaccini MMR testati contro sette diversi ceppi MuV. Le barre indicano i limiti superiore e inferiore degli intervalli di confidenza del 95%.

Di nota, l’immunità delle cellule T non è stata valutata in questo studio; quindi, non possiamo escludere la possibilità che alcuni ceppi MuV possano essere in grado di sfuggire alle risposte delle cellule T indotte dal vaccino. Data la nostra evidenza di un’efficace immunità delle cellule B poco dopo la vaccinazione, la capacità di sfuggire alle risposte delle cellule T indotte dal vaccino potrebbe non essere significativa a breve termine, ma potrebbe aggravare drammaticamente i problemi causati dalla diminuzione dell’immunità delle cellule B all’aumentare dell’intervallo tra la vaccinazione e la successiva esposizione. Inoltre, si deve riconoscere che le misurazioni di anticorpi neutralizzanti il virus in vitro potrebbero non essere completamente predittive dell’attività immunologica in vivo dato che numerosi processi che si verificano nell’ospite non si riflettono nei test utilizzati per misurare la vitalità del virus in vitro.

È importante sottolineare il fatto che il verificarsi di focolai nelle popolazioni vaccinate non è un problema unico per il ceppo vaccinale JL, dato che i focolai si sono verificati anche in popolazioni con una storia di vaccinazione con i ceppi Urabe AM9 e Leningrado-Zagabria (3, 15, 18, 33, 46). Pertanto, lo sviluppo di nuovi ceppi vaccinali di parotite, come alcuni hanno suggerito, non è una soluzione probabile al problema. Piuttosto, rivaccinazione durante l’adolescenza per combattere il calo di immunità potrebbe essere la misura più efficace, come suggerito dall’esperienza con reclute militari che erano stati risparmiati coinvolgimento nella parotite recrudescenza negli Stati Uniti nel 2006, pur appartenendo allo stesso gruppo di età e residenti in alta densità stretto contatto ambienti, condizioni non dissimili da quelli dell’università campus in cui la maggior parte dei focolai si sono verificati nel 2006. La probabile ragione di ciò è che nel 1991, i militari avevano iniziato la somministrazione di routine di vaccino MMR alle reclute senza riguardo allo stato di vaccinazione precedente. Questa politica è stata modificata nel 1995 e poi di nuovo nel 2006, ma l’effetto finale è stato che una percentuale significativa di reclute probabilmente ha ricevuto una dose di vaccino contenente la parotite all’ingresso nell’esercito (6).