Microbiologia clinica e laboratorio

I vaccini come strumento per combattere il fenomeno dell'antibiotico-resistenza



accination ATBQuali sono i meccanismi attraverso i quali i vaccini sono in grado di combattere la diffusione dell’antibiotico-resistenza (AntiMicrobial Resistance o AMR)?



I vaccini sono in grado di prevenire le infezioni da microrganismi multi-resistenti agli antibiotici (MultiDrug-Resistant o MDR) con vari meccanismi:1,2,3,4,5

  1.  il vaccino impedisce l’instaurasi dell’infezione sostenuta dal ceppo batterico di cui il germe MDR fa parte impedendo quindi l’infezione del germe MDR stesso;
  2. il vaccino riduce il numero totale di infezioni di un ceppo batterico (agendo su batteri sensibili e non) e quindi la necessità di trattamenti antibiotici;
  3. i vaccini potrebbero arrivare a ridurre anche la colonizzazione da germi MDR e non solo le infezioni;*
  4. i vaccini riducono lo sviluppo di infezioni da batteri MDR anche in soggetti non vaccinati mediante meccanismi di immunità di gregge (herd immunity);§
  5. anche i vaccini che prevengono infezioni virali come l’influenza sono in grado di combattere l’AMR dal momento che riducono il numero di malattie ad eziologia virale evitando quindi terapie antibiotiche inappropriate o necessarie a trattare sovra-infezioni batteriche;  
  6. i vaccini in ambito veterinario sono potenzialmente in grado di ridurre l’utilizzo degli antibiotici negli allevamenti animali.
Molti dei suddetti meccanismi sono stati ampiamente documentati in seguito all’introduzione di vaccini come quelli contro H. influenzae, S. pneumoniae e i vaccini anti-influenzali.2
Relativamente al fatto che i vaccini sono in grado di ridurre l’uso di antibiotici, uno studio pubblicato su Lancet nel 2016 stima che la copertura universale con il vaccino anti-pneumococcico coniugato potrebbe prevenire 11.4 milioni di giorni di terapia antibiotica all’anno in bambini <5 anni; si tratta di  una riduzione del 47% circa nella quantità di antibiotici utilizzati per  trattare polmoniti da S. pneumoniae.6 (Figura 1)
Anche la vaccinazione contro il rotavirus è in grado di ridurre il diffuso ricorso a terapie antibiotiche in caso di diarrea nei bambini.7

Quali vaccini sono disponibili contro microrganismi MDR?
Vaccini attualmente disponibili che rappresentano un’arma efficace contro infezioni MDR di rilievo epidemiologico sono quelli anti-pneumococcici, ed in particolare il coniugato 13-valente (PCV13), dal momento che hanno come target diversi sierotipi potenzialmente MDR.
Uno studio pubblicato nel 2012 su Journal of Infectious Diseases8, ha confermato quanto già  suggerito da studi precedenti9,10,11, ovvero che l'uso dei vaccini anti-pneumococcici coniugati ha portato ad una riduzione delle infezioni da pneumococco MDR del 64% nei bambini e del 45% negli adulti sopra i 65 anni di età.
Come indicato dai Centers for Disease Control and Prevention (CDC) statunitensi, alcuni dei più urgenti fenomeni di AMR sono quelli sviluppati da batteri produttori di carbapenemasi (es. Klebsiella, E. coli., ecc.), S. aureus, N. gonorrhoeae, C. difficile e M. tubercolosis.12  
Attualmente non ci sono vaccini disponibili contro tali germi; gli studi in corso sono i seguenti: per S. aureus c’è un trial clinico in fase 2b, per E.coli due trials in fase 1 e per C.difficile due trials, rispettivamente in fase 2 e 3, per la creazione di un vaccino basato sulle tossine A e B. Sono in fase di sviluppo anche vaccini contro P. aeruginosa e Candida (entrambi in fase 2).

I microrganismi sono capaci di sviluppare “resistenza” ai vaccini?
Nonostante i batteri non siano in grado di sviluppare una resistenza ai vaccini con meccanismi paragonabili a quanto avviene per gli antibiotici, è stata evidenziata una tendenza dei microorganismi ad adattarsi ed evadere le risposte immuni elicitate dalla vaccinazione. Ne sono stati un esempio i vaccini contro S.pneumoniae: il primo vaccino coniugato introdotto (vaccino anti-pneumococcico coniugato 7-valente; PCV7) includeva la maggior parte di pneumococchi resistenti a penicillina e/o macrolide; da quando tale vaccinazione è stata implementata, altri sierotipi di S. pneumoniae non coperti dal vaccino si sono diffusi, alcuni dei quali MDR13. E’ stato quindi necessario sviluppare una seconda generazione di vaccino contro lo pneumococco (PCV13) che ha ampliato la copertura ad altri sierotipi batterici per ridurre nuovamente l’incidenza delle infezioni pneumococciche e degli pneumococchi MDR14.
Tutto ciò suggerisce che le vaccinazioni, per quanto fondamentali, devono far parte di un più ampio piano strategico di controllo delle resistenze antibiotiche; in tal senso il report 2016 "Tackling drug-resistant infections globally: final report and recommendations”, commissionato dal governo britannico, individua la promozione delle vaccinazioni come uno degli ambiti sui quali agire per combattere l’AMR insieme ad altri, come la promozione di campagne per sensibilizzare l'opinione pubblica e per ridurre l’utilizzo di antibiotici in ambito umano e veterinario, l’implementazione dell’igiene delle mani, l’investimento nella ricerca di nuovi antibiotici e metodi diagnostici rapidi per identificare germi MDR, la promozione della sorveglianza globale del fenomeno.15


fig 1 vaccini



























Figura 1 - Giorni di terapia antibiotica/anno per sospetta polmonite evitati grazie alla somministrazione di vaccino pneumococcico coniugato in bambini <5 anni.6

Note
* Per colonizzazione da parte di batteri MDR si intende la presenza nell’organismo umano di tali microrganismi in assenza di segni o sintomi di infezione; il soggetto colonizzato è quindi un portatore sano.

§ Per immunità di gregge (herd immunity) si intende un meccanismo di protezione indiretta che si verifica quando  la vaccinazione di una parte significativa di soggetti fornisce una tutela anche agli individui non immunizzati. Nello specifico i vaccinati contro un patogeno MDR non sviluppano infezione o colonizzazione da parte di quel patogeno e quindi non possono trasmetterlo ad altri individui che risultano così indirettamente protetti.

Bibliografia

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  1. Center for Disease Control and Prevention (CDC). Antibiotic resistance threats in the United States, 2013. Report. Available at: https://www.cdc.gov/drugresistance/pdf/ar-threats-2013-508.pdf
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  1. Moore MR, Link-Gelles R, Schaffner W et al. Effect of use of 13-valent pneumococcal conjugate vaccine in children on invasive pneumococcal disease in children and adults in the USA: analysis of multisite, population-based surveillance. Lancet Infect Dis. 2015 Mar;15(3):301-9.
  2. O’Neill J. Tackling drug-resistant infections globally: final report and recommendations. The review on antimicrobial resistence. London: HM Government and the Wellcome Trust; 2016. Available at: https://amr-review.org/sites/default/files/Vaccines%20and%20alternatives_v4_LR.pdf    
 

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