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Influenza: l'evoluzione della resistenza e del trattamento

Secondo i CDC ( Centers for Desease Control and Prevention ) di Atlanta negli Stati Uniti il 92,3% dei virus influenzali del tipo A(H3N2) in circolazione sono resistenti all’Amantadina e alla Ramantidina, una delle due classi farmacologiche disponibili per il trattamento dell’influenza.
I virus resistenti presentano una sostituzione dell’amminoacido S31N della proteina M2, che conferisce resistenza, ma non ha alcun effetto sulla virulenza.

La seconda classe di farmaci contro i virus influenzali è rappresentata dagli inibitori della neuraminidasi ( Oseltamivir e Zanamivir ).
La selezione in vitro di mutanti resistenti all’inibitore della neuraminidasi è generalmente difficile, il che sostiene che le mutazioni associate alla resistenza compromettano la vitalità.
In uno studio del 2002, la mutazione H274Y ( sostituzione della tirosina con istidina in posizione 274 nella nomenclatura N2 ) nella neuroaminidasi ha ridotto in modo significativo la replicazione di ceppi A(H1N1) e la loro virulenza in modelli animali, indipendentemente dal fatto che la mutazione fosse prodotta dalla mutagenesi sito-specifica.

Negli studi clinici sull’Oseltamivir ( Tamiflu ), la resistenza è risultata relativamente rara ( 0,32% negli adulti e 4,1% nei bambini ) e i pochi isolati resistenti all’Oseltamivir recuperati durante il trattamento sono apparsi clinicamente irrilevanti.

Tuttavia, gli studi realizzati da Dharan et al ( JAMA, 2009 ) e Gooskens et al ( JAMA, 2009 ) hanno dimostrato che il cambiamento era nell’aria.

Alla fine di dicembre 2008, i CDC hanno riferito che quasi tutti i casi di influenza da virus A(H1N1), il ceppo circolante predominante durante l’ultima stagione influenzale, erano resistenti all’Oseltamivir.
Di tutti gli isolati influenzali tipizzati dai CDC in questa stagione, circa il 55% sono del tipo A(H1N1) resistente all’Oseltamivir. Questi isolati portano la mutazione H274Y a carico della sequenza proteica della neuraminidasi che conferisce resistenza all’Oseltamivir, ma non pregiudica la suscettibilità allo Zanamivir ( Relenza ).

Il virus influenzale del tipo A(H1N1) Oseltamivir-resistente, ora in circolazione in tutti i principali continenti, è simile al ceppo A/Brisbane/59/2007 che circolò durante la stagione 2007-2008 ed è incluso nei vaccini antinfluenzali della stagione 2008-2009.

Gli studi di Dharan et al e Gooskens et al non sostengono l’idea secondo cui la resistenza all’Oseltamivir compromette la virulenza.

Quattro dei 142 pazienti ( 2,8% ) con isolati A(H1N1) Oseltamivir-resistenti inviati ai CDC durante la stagione influenzale 2007-2008 sono morti a causa dell’influenza.
Il confronto tra i 99 casi di influenza causati da ceppi Oseltamivir-resistenti e i 182 casi causati da ceppi sensibili all’Oseltamivir, non ha messo in evidenza differenze distinguibili né nei fattori predisponenti, né nei sintomi clinici, né nelle complicanze legate all’infezione influenzale.

Gooskens et al hanno descritto un tipico focolaio nosocomiale di influenza presso il loro Centro, durante la stagione 2007-2008 con una nuova allarmante complicazione: il ceppo responsabile del focolaio epidemico era del tipo A(H1N1) resistente all’Oseltamivir. Almeno 3 pazienti immunocompromessi hanno acquisito l’influenza dal caso indice, sviluppando polmonite; due di questi pazienti sono morti. Anche 5 operatori sanitari hanno sviluppato una sindrome simil-influenzale, ma non sono stati testati per l'A(H1N1).

Nel corso degli anni l’osservazione epidemiologica ha indicato che la resistenza all’Oseltamivir è sempre cresciuta.
Durante la stagione 2007-2008, il 10,9% dei virus A(H1N1) testati negli Stati Uniti era Oseltamivir-resistante. Percentuali più elevate sono state riportate anche in altri Paesi, come Canada ( 26% ), Europa ( 25% ) e Hong Kong ( 12% ). Il più alto tasso di resistenza all’Oseltamivir ( 67,3% ) è stato registrato in Norvegia, un Paese in cui l’Oseltamivir può essere acquistato solo con prescrizione medica ed è usato raramente.
In uno studio dei casi in Norvegia, l’Oseltamivir-resistenza non ha mostrato effetti sul fenotipo dell’infezione, come nello studio di Dharan et al.

Studi sulla virulenza del virus A(H1N1) hanno confermato che l’H274Y non necessariamente compromette il legame al substrato, l’attività enzimatica, la replicazione virale o la virulenza nei modelli animali.
Il legame della neuraminidasi con Oseltamivir comporta un cambiamento conformazionale nella catena laterale del residuo di acido glutammico nel codone 276 ( E276 ).
Importante è che lo stesso cambiamento conformazionale non è richiesto per il legame dello Zanamivir.
La sostituzione di una tirosina, che ha maggiore massa dell’istidina, nel codone 274 spinge ulteriormente il gruppo carbossile E276 nel sito di legame. La neuraminidasi del gruppo 1 ( N1, N4, N5, N8 ) possiede un’altra tirosina al di sotto del sito attivo nel codone 252. La combinazione delle 2 tirosine ( Y252 e Y274 ) perturba la tasca che normalmente ospita Oseltamivir. Al contrario, le neuraminidasi del gruppo 2 ( N2, N3, N6, N7, N9 ) hanno una quantità inferiore di treonina nel codone 252 e possono contenere ancora Oseltamivir nella tasca di legame in presenza di Y274.

Lo studio strutturale offre diversi spunti. In primo luogo, la resistenza all’Oseltamivir tra ceppi con neuraminidasi del gruppo 1 è prevedibile. In secondo luogo, è meno probabile che la resistenza avesse effetti nei ceppi contenenti neuraminidasi del gruppo 2, e questo concorda con la completa sensibilità all’Oseltamivir dei ceppi A(H3N2) circolanti in questa stagione. In terzo luogo, Zanamivir mantiene l'attività nei confronti di alcuni ceppi resistenti all’Oseltamivir. In quarto luogo, è probabile che la resistenza all’Oseltamivir si sviluppi durante il trattamento di altri ceppi contenenti N1, come quelli dell'influenza aviaria A(H5N1).
Pertanto, le scorte di antivirali per attenuare un’eventuale pandemia influenzale non dovrebbero contenere solo Oseltamivir.

Un ceppo influenzale per ottenere il predominio globale, deve competere con altri ceppi.
Rameix-Welti et al sostengono che la mutazione H274Y fornisce un vantaggio competitivo al ceppo A(H1N1) circolante che è completamente indipendente dal suo effetto sull’Oseltamivir.
La neuraminidasi di questo ceppo è caratterizzata da un’unica combinazione di almeno 8 sostituzioni aminoacidiche.
Sia l'attività enzimatica, sia l’affinità del substrato di questa neuraminidasi ( con o senza H274Y ) sono significativamente più elevati rispetto alle neuraminidasi provenienti da ceppi circolanti negli anni precedenti, sebbene l'affinità venga ridotta un poco a causa della mutazione H274Y.
L’idoneità di un ceppo influenzale dipende dall’equilibrio funzionale tra la sua emoagglutinina e le proteine della neuraminidasi. Le ulteriori mutazioni nel ceppo A(H1N1) circolante accrescono notevolmente la funzione della neuroaminidasi, alterando l'equilibrio.
La mutazione H274Y, attraverso l’attenuazione dell’affinità del substrato della neuraminidasi, potrebbe portare le attività dell’emoagglutinina e della neuraminidasi nuovamente in equilibrio, rafforzando in tal modo l’idoneità complessiva dei ceppi.

E’ noto che l’uso improprio dei farmaci antinfettivi ha come risultato inevitabile la resistenza. Ma se i ceppi farmaco-resistenti possono competere con quelli sensibili in assenza di uso di antivirali, ne consegue che questa elementare verità circa la resistenza ai farmaci possa essere sbagliata.

Tra il 2002 e il 2007, l'evoluzione antigenica e genetica del virus influenzale del tipo A(H3N2), in aree del mondo anche lontane tra loro, è stata decisamente omogenea. Questa omogeneità supporta un modello in cui i virus epidemici circolano su scala globale piuttosto che persistere in una regione ed evolversi localmente.
In realtà, esiste un network continuo di epidemie da virus A(H3N2) temporalmente sovrapposte in Asia orientale e Sud-est asiatico. Le epidemie nelle regioni temperate vengono disseminate da questo network, in genere prima in Oceania, Nord America ed Europa, e poi in Sud America. La ridisseminazione in Asia orientale e nel Sud-est asiatico è rara, tanto che una volta che i ceppi del tipo A(H3N2) lasciano l’Asia orientale e il Sud-est asiatico raramente contribuiscono all’evoluzione del virus.

Qualora la diffusione globale del virus del tipo A(H1N1) dovesse seguire modelli simili a quelli dell’A(H3N2), l'ampio uso di Oseltamivir non sarebbe la causa di una diffusa resistenza. Invece, è improbabile che l'uso di Oseltamivir al di fuori dell’Asia orientale e del Sud-est Asiatico abbia effetti sulle epidemie in Asia orientale e Sud-est asiatico, e quindi sulla prossima ondata di diffusione globale.

Questa nuova comprensione delle dinamiche dell’influenza contribuisce a spiegare la discordanza tra la frequenza della resistenza all’Oseltamivir a livello regionale e l'uso di Oseltamivir durante la stagione influenzale 2007-2008. Ad esempio, la resistenza all’Oseltamivir tra i ceppi del tipo A(H1N1) è stata in Norvegia del 67,3%, dove l’Oseltamivir è raramente utilizzato, ma è stata solo del 3% in Giappone, il Paese con il più alto impiego pro-capite di Oseltamivir.

Mentre i tassi di A(H1N1) Oseltamivir-resistenti rimangono elevati, i pazienti che sono candidati per il trattamento dell’influenza o per la chemioprofilassi dovrebbero ricevere Zanamivir o la combinazione di Oseltamivir e Rimantidina ( oppure Amantidina, se la Rimantidina non fosse disponibile ).

Essenzialmente tutti i ceppi di influenza del tipo A(H3N2) circolanti quest’anno sono resistenti agli adamantani ma suscettibili a entrambi gli inibitori della neuraminidasi. Pertanto, il solo Oseltamivir risulta appropriato solo per i rari pazienti che hanno un’infezione causata da influenza di tipo A(H3N2) o B.

Data la necessità di una duplice terapia o di Zanamivir per via inalatoria, che possono essere difficili da gestire e tollerare, deve essere valutato caso per caso il rapporto rischio-beneficio per il trattamento empirico di un adulto sano con una sindrome simil-influenzale.
I test rapidi per la diagnosi di influenza sono insensibili, quindi la decisione dovrebbe in primo luogo essere presa sulla base del rischio del paziente di manifestare complicanze connesse all'influenza e delle caratteristiche epidemiologiche locali dei virus influenzali circolanti.

La vaccinazione rimane la pietra miliare per il controllo della diffusione dell'influenza.
Wang et al hanno fornito una maggiore conoscenza dei benefici assoluti e relativi del vaccino trivalente inattivato ( TIV ) e del vaccino vivo attenuato contro l'influenza ( LAIV ).
Sono state esaminate le visite mediche effettuate per influenza e polmonite in più di un milione di soldati dell’esercito americano in servizio effettivo tra il 2004 e il 2007. In questa giovane e sana popolazione con coperture vaccinali annuali tra il 50% e l’80%, il TIV è stato associato a una riduzione delle visite mediche per influenza e polmonite effettuate dal 30% al 55% rispetto al placebo.
Questi risultati sono simili a quelli di precedenti studi e sono migliori dei risultati ottenuti utilizzando LAIV, che ha superato il placebo solo per i vaccinati che erano relativamente naive al vaccino.
E’ stato ipotizzato che poiché i ceppi contenuti nel LAIV devono replicarsi nel ricevente per stimolare efficacemente la specifica immunità nei confronti dei virus influenzali, la presenza di anticorpi neutralizzanti da precedenti vaccinazioni o da naturale infezione può prevenire questa replicazione e quindi compromettere l'efficacia di LAIV.
Sia uno studio randomizzato sia una meta-analisi hanno confrontato TIV con LAIV negli adulti, ed entrambi hanno riportato un vantaggio nell’uso del TIV.
Non sorprende che il LAIV sia altrettanto o forse anche più efficace nei bambini, che presumibilmente mancano di una preesistente immunità specifica all’influenza.

Resta da vedere quali conseguenze avranno questi nuovi risultati di Wang et al sulle raccomandazioni per la vaccinazione antinfluenzale. Durante le tipiche stagioni influenzali, può essere pudente utilizzare TIV nei pazienti che sono stati vaccinati almeno una volta negli ultimi 2 anni. D'altro canto, i vaccini vivi attenuati contro ceppi pandemici possono essere più efficaci dei vaccini inattivati, quando la popolazione presumibilmente mancherà di una preesistente immunità. ( Xagena2009 )

Fonte: Journal of American Medical Association, 2009


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