Vie di somministrazione dei vaccini:facciamo chiarezza

Vie di somministrazione

L’iniezione sottocute e soprattutto quella intramuscolare sono le più utilizzate per i vaccini odierni, come risultato di ragioni storiche e valutazioni empiriche. Ma ci sono anche alcune eccezioni. Il vaccino contro la tubercolosi (BCG), ad esempio, contiene batteri vivi della tubercolosi bovina senza adiuvanti e viene iniettato nel derma, lo strato immediatamente sotto l’epidermide. Uno dei vaccini disponibili contro la poliomelite, prodotto da Albert Sabin, è un virus vivo attenuato che viene somministrato per via orale.

Le principali vie di somministrazione dei vaccini sono:

intramuscolare;
sottocutanea;
intradermica;
orale;
intranasale.

La via di somministrazione viene scelta per ogni tipo di vaccino in modo da ottimizzare la risposta immunologica. A seconda del sito di ingresso, infatti, il vaccino entra in contatto con diversi tipi di “cellule presentanti l’antigene” (APC), come cellule dendritiche o macrofagi. Il ruolo delle APC è quello di esporre gli antigeni sulla propria superficie e presentarli ai linfociti, le cellule effettrici del sistema immunitario. Il modo in cui l’antigene viene presentato determina anche la qualità della risposta in termini di:

potenza;
durata nel tempo;
popolazioni immunitarie che vi prendono parte.

Ciascuna modalità richiede una tecnica precisa: nel caso dell’iniezione, le dimensioni e l’inclinazione dell’ago, così come il volume di liquido iniettato, sono parametri fondamentali.

La maggior parte dei vaccini sono iniettabili. Tra i vaccini obbligatori per i bambini e ragazzi fino ai 16 anni, il vaccino esavalente (anti-poliomielitica, anti-difterica, anti-tetanica, anti-epatite B, anti-pertosse e anti Haemophilus influenzae di tipo B) e quello trivalente (morbillo, parotite e rosolia) sono iniettati nel muscolo. Il vaccino per la varicella, invece, è un virus attenuato somministrato sottocute.

Quando si inietta un vaccino, questo si diluisce in tutto il corpo producendo un effetto sistemico. L’antigene, inoltre, entra immediatamente in contatto con il sistema immunitario e forma un deposito a rilascio lento e continuo (depot effect). Generalmente, per i vaccini che contengono adiuvanti, si preferisce l’iniezione nel muscolo perché riduce il rischio di reazioni locali sulla pelle. La tecnica è facile e rapida benché necessiti comunque di un operatore specializzato.

I vaccini iniettabili inducono una buona produzione di anticorpi, ma una minore risposta cellulare da parte dei linfociti T. I primi neutralizzano i patogeni extracellulari mentre i secondi riconoscono e distruggono le cellule infette. L’altro svantaggio dei vaccini iniettabili è che inducono solo una debole immunità mucosale. Si tratta di un tipo di risposta localizzata sulle superfici mucose che ricoprono, ad esempio, le vie respiratorie e digerenti e sono spesso la prima barriera all’ingresso dei patogeni. La conservazione e distribuzione di questi vaccini, inoltre, non è sempre facile poiché richiede il mantenimento della catena del freddo.

L’iniezione intradermica merita un discorso a parte. Il derma è lo strato localizzato immediatamente sotto l’epidermide: un’iniezione nel derma è dunque più superficiale rispetto a quella sottocutanea. Ha un grande vantaggio: il derma, infatti, è particolarmente ricco di un tipo di cellule dendritiche chiamate “cellule di Langherans”[6]. Sono cellule presentanti l’antigene, che riconoscono il patogeno e lo presentano ai linfociti negli organi linfoidi secondari. Nel derma, l’antigene viene in contatto con un maggior numero di APC: con una dose minore, in genere, si ottengono quindi risultati migliori che iniettando lo stesso farmaco nel muscolo o sotto la cute.

L’iniezione intradermica è anche meno fastidiosa per il paziente. Esistono, infatti, tecnologie sperimentali poco invasive e quasi indolori. Ad esempio, il vaccino-cerotto viene somministrato per mezzo di centinaia di sottilissimi micro-aghi disposti su un cerotto largo pochi centimetri. Un prototipo del genere è stato recentemente messo a punto da un gruppo di ricercatori dell’università di Pittsburgh contro il coronavirus Sars-Cov-2, responsabile della pandemia Covid-19. Esiste anche il vaccino-tattoo: questa tecnica si usa principalmente per i vaccini a base di DNA e adopera uno strumento che funziona come una normale macchina per tatuaggi.

Vantaggi:

effetto sistemico;
risposta anticorpale;
effetto deposito;
semplice e rapida;
aumentata immunogenicità (intradermica);

Svantaggi:

debole risposta cellulo-mediata;
debole immunità mucosale;
necessità di un operatore specializzato;
mantenimento della catena del freddo;

I vaccini orali e intranasali, rispetto a quelli iniettabili, hanno due grossi vantaggi:

la modalità di somministrazione è semplice e veloce, non è invasiva e non richiede personale specializzato;
è la più adatta a stimolare un’immunità mucosale, ossia una risposta immunitaria a livello delle mucose che rivestono l’intestino, il tratto urogenitale e le vie respiratorie.
Le mucose sono il primo punto di contatto tra l’organismo e l’ambiente esterno e quindi anche i potenziali patogeni. Sono dunque particolarmente ricche di organi linfoidi secondari e cellule immunitarie che producono un tipo di anticorpi chiamati IgA. Esiste, ad esempio, un vaccino spray efficace contro diversi ceppi dell’influenza a base di virus vivi attenuati.

Il vaccino anti-polio di Sabin è una soluzione liquida somministrata in forma di gocce. Alcuni gruppi di ricerca stanno mettendo a punto vaccini-pastiglia da sciogliere sotto la lingua come una qualunque aspirina. Ma i vaccini assunti per via orale possono anche assumere altre forme, come quella di una patata o di un’alga. Sono i cosiddetti vaccini commestibili, contenuti all’interno di una pianta o un prodotto animale transgenico, ossia modificato geneticamente per esprimere l’antigene Le applicazioni dei vaccini commestibili vanno dalle malattie animali a quelle umane, comprese le zoonosi (malattie che possono diffondersi dagli animali all’uomo).

I vantaggi sono:

i costi;
la sicurezza;
la facilità di produzione, stoccaggio e distribuzione.

I vaccini alimentari possono essere, inoltre, di grande aiuto per la profilassi delle malattie infettive nei paesi in via di sviluppo. La conservazione dei vaccini tradizionali, infatti, richiede condizioni rigide, che rendono complicato il trasporto senza l’interruzione della catena del freddo. Al contrario, i vaccini commestibili a base vegetale possono essere liofilizzati o spediti sotto forma di semi essiccati, conservati a temperatura ambiente e somministrati facilmente anche nelle zone più isolate, senza la necessità di personale specializzato[8].

La maggior parte degli studi sui vaccini commestibili, tuttavia, è ancora preliminare. Uno dei limiti è il basso livello di espressione dell’antigene, che può causare tolleranza immunogenica (il sistema immunitario tollera la sua presenza senza scatenare una risposta immunitaria). Spesso, quindi, è necessario combinare questi vaccini con potenti adiuvanti.

Vantaggi:

immunità mucosale;
tollerabilità e sicurezza;
bassi costi;
facilità di produzione, stoccaggio e distribuzione;
stabilità dell’antigene;
facilità di somministrazione;

Svantaggi:

tolleranza immunogenica;
barriere nel tratto gastrointestinale (pH, enzimi proteolitici…);
non adatta per tutti i tipi di antigeni;
la maggior parte sono preliminari;

La sede anatomica e la lunghezza dell’ago dipendono dall’età e dalla massa corporea. La maggior parte dei
vaccini iniettati vengono somministrati per via intramuscolare.
 Per i neonati (primi 28 giorni di vita) e i pre-termine (nati prima di 37 settimane di gestazione)
dovrebbe essere usata la parte anterolaterale della coscia. Un ago di 1,5 cm di lunghezza di solito è
sufficiente per penetrare il muscolo della coscia se la cute viene distesa tra il pollice e l’indice e
l’ago viene inserito con un angolo di 90 gradi rispetto al piano cutaneo.
 La parte anterolaterale della coscia è preferibile per i bambini di età inferiore ai 12 mesi. Per la maggior parte
dei neonati è sufficiente un ago di 2,5 cm, con diametro di 22-25 G (gauge).
 Per i bambini dai 12 mesi sino ai 2 anni la porzione anterolaterale della coscia è la sede
raccomandata. L’ago deve essere lungo almeno 2,5 cm. Il muscolo deltoide può essere utilizzato se
la massa muscolare è adeguata.
 Per i soggetti di età da 3 a 19 anni, è preferibile il muscolo deltoide, sebbene possa essere utilizzata
anche la parte anterolaterale della coscia. Le dimensioni dell’ago per le iniezioni nel deltoide
possono variare tra i 22 e 25 G di diametro e da 1,5 a 2,5 cm di lunghezza, a seconda della tecnica
usata.
 Per gli adulti di età pari o superiore a 19 anni il muscolo deltoide è preferibile per le vaccinazioni
intramuscolari di routine, sebbene possa essere utilizzata anche la parte anterolaterale della
coscia. Per gli uomini e le donne che pesano meno di 60 kg, un ago di 1,5 cm è sufficiente a
garantire l’iniezione intramuscolare nel muscolo deltoide se l’iniezione viene effettuata con un
angolo di 90 gradi e il tessuto non viene sollevato dall’operatore. Per gli uomini e le donne che
pesano 60-70 kg, è sufficiente un ago da 2,5 cm. Per le donne che pesano 70-90 kg e gli uomini che
pesano 70-118 kg, si raccomanda un ago da 2,5 a 3,8 cm. Per le donne che pesano più di 90 kg o gli
uomini che pesano più di 118 kg, si raccomanda un ago da 3,8 cm.
 Le iniezioni sottocutanee vengono somministrate con un angolo di 45 gradi, di solito nella coscia
per i bambini piccoli e nella zona del tricipite supero-esterno nelle altre fasce di età. Nel bambino le
iniezioni sottocutanee possono essere somministrate nella zona supero-esterna del tricipite, se
necessario. Si utilizza per tutte le età un ago di 1,5 cm, con diametro di 23-25 G.