L'incredibile storia di un'invenzione che ha salvato milioni di vite

Ogni minuto, nel mondo, i vaccini salvano la vita di 5 persone e prevengono circa 2,5 milioni di morti infantili da difterite, tetano, pertosse e morbillo. Secondo l’ultimo rapporto dell’Unicef i vaccini «sono uno degli strumenti sanitari più economici mai inventati: per un dollaro speso per le vaccinazioni infantili c’è un incalcolabile ritorno economico e umano».

La pratica della vaccinazione ha permesso di sconfiggere gravissime malattie che causavano, fino al secolo scorso, la morte di milioni di persone. Basti pensare al vaiolo che, prima della scoperta del vaccino, mieteva, nella sola Europa 700 mila vite umane ogni anno mentre oggi è completamente sparito.

Le malattie che non ci sono più - Dal 1999 il tetano materno e neonatale è stato eliminato in 34 dei 59 paesi ad alto rischio in cui era presente mentre la poliomielite è ancora endemica in soli 3 paesi al mondo. Il morbillo, poi, altra malattia potenzialmente fatale, ha subito un calo di mortalità dell’80% tra il 2000 e il 2017.

Tutto questo per dire che c’è stato un periodo della nostra storia umana, di cui molti si sono dimenticati, in cui si moriva bambini per delle malattie che, ai nostri giorni, sono diventate quasi sconosciute, C’è stato un tempo in cui contro le epidemie si combatteva a mani nude e senza alcun rimedio, mentre oggi ci sono i vaccini. La loro scoperta è, forse, uno dei capitoli più avvincenti dell’intera storia della medicina. 

I vaccini sono medicinali biologici che servono a prevenire le malattie infettive grazie alla stimolazione del sistema immunitario con la conseguente produzione di anticorpi. In essi sono presenti delle sostanze attive rappresentate da microrganismi, batteri o virus, resi inattivi di modo che possano stimolare il sistema immunitario senza causare la malattia vera e propria.

L’immunità attiva è, infatti, quel processo attraverso cui il nostro sistema immunitario impara a riconoscere i microrganismi e a rispondere in maniere rapida ed efficace per neutralizzare gli effetti nocivi della malattia infettiva. Il nostro sistema immunitario, infatti, riconosce come proprio tutto ciò che appartiene al nostro organismo e come estranee le cellule di altri organismi preparandosi così a difendersi, se necessario.

Il vaccino agisce proprio facendo leva sull’iterazione tra agente patogeno e le cellule del sistema immunitario e creando la cosiddetta ‘memoria immunologica’: una parte dei linfociti attivati dalla presenza del microrganismo estraneo si trasformano in ‘cellule della memoria’ capaci di ricordare i microrganismi con i quali sono venute a contatto in passato e di rispondere velocemente a un loro attacco. 

Fin dall’antichità, si ebbe modo di osservare, pur non capendolo chiaramente, il meccanismo dell’immunizazione. Lo storico Tucidide ebbe modo di osservare, in occasione dell’epidemia di peste che colpì Atene nel 429 a.c., che le persone che avevano contratto la malattia ed erano guarite non si ammalavano una seconda volta e comunque mai in maniera grave. Ovviamente, all’epoca, mancavano ancora solide basi scientifiche che permettessero di poter trasformare tale giusta osservazione empirica nella scoperta di un rimedio contro le malattie mortali.

Tuttavia, fin dall’anno 1000 d.c., si era diffusa in India e in Cina la pratica della ‘variolizzazione’ che consisteva nell’estrarre materiale infettivo dalle pustole di una persona che aveva contratto il vaiolo in maniera lieve o che fosse in via di guarigione e inocularlo sotto pelle alle persone sane perché si contagiassero a loro volta.  Tale pratica, concettualmente simile alla vaccinazione, era però molto più pericolosa perché poteva causare la malattia vera e propria nel paziente in quanto utilizzava un virus umano non attenuato.

L'opera di Lady Wortley Montagu - Nel 1700 la variolizzazione era diffusa in Estremo Oriente e nell’Impero Ottomano e, successivamente, raggiunse anche l’Europa grazie all’intervento di Lady Mary Wortley Montagu, scrittrice, poetessa e intellettuale con idee molto progressiste.  Nel 1717 la gentildonna risiedeva a Istanbul, avendo seguito il marito ambasciatore britannico presso l’Impero Ottomano, ed ebbe modo di assistere in prima persona a tale pratica che, pur nell’innegabile pericolosità, funzionava realmente.

Lady Wortley Montagu ne parlò quindi in numerose lettere indirizzate ad amici e parenti residenti in Inghilterra e una volta tornata in patria ne promosse la diffusione sfidando lo scetticismo della classe medica inglese per pratiche importate dall’Oriente. Grazie all’opera di proselitismo della Montagu, la pratica della variolizzazione si diffuse nella maggior parte dei Paesi europei e in Nord America, anche se in maniera piuttosto limitata, per poi venir superata dalla scoperta dei vaccini.

Edward Jenner, il luminare - La scoperta della vaccinazione quale tecnica per sconfiggere le malattie infettive si deve ad Edward Jenner, medico britannico e allievo del celebre James Hunter, forse il più celebre chirurgo della sua epoca. Descritto di frequente, ed erroneamente, come un semplice medico di campagna, Jenner aveva ricevuto una educazione di alto livello che, unitamente a una grande capacità di osservazione della realtà, lo portò alla scoperta rivoluzionaria dei vaccini nel 1796.

All’epoca Jenner ebbe modo di osservare che i mungitori che avevano contratto il vaiolo bovino, cowpox, che provocava delle pustole purulente nelle mammelle delle vacche, una volta guariti non si ammalavano della variante umana della malattia, smallpox, molto più pericolosa. Colta l’utilità pratica di tale osservazione, Jenner iniettò del materiale prelevato dalla pustola di vaiolo bovino contratto da una giovane donna a un bambino di 8 anni, James Philipps. Passati alcuni mesi, al paziente venne inoculato del materiale prelevato dalla pustola di vaiolo umano e, come previsto da Jenner, il bambino non si ammalò.

La scoperta di Jenner si basava su dati squisitamente empirici dato che, all’epoca, non si era forniti di conoscenze microbiologiche e immunologiche sufficienti per comprendere appieno il meccanismo d’azione dei vaccini. La scoperta fu comunque talmente importante che in Inghilterra, a partire dal 1840, il vaccino contro il vaiolo divenne obbligatorio per tutti. Grazie al successo ottenuto da Jenner, i ricercatori approfondirono i propri studi per cercare di scoprire altri vaccini utili per far fronte alle tante malattie infettive mortali che ancora decimavano milioni di vite umane.Il primo bimbo immune - James fu il primo paziente a diventare immune al vaiolo senza esserne mai stato ammalato. L’esperimento venne poi ripetuto su altre 23 persone, tra cui il proprio figlio undicenne, e i risultati definitivi, una volta completato lo studio, vennero pubblicati nel 1801. Jenner fu il primo a dimostrare scientificamente che l’organismo umano, infettato in modo lieve dalla malattia, scatena una reazione che immunizza il paziente per il resto della sua vita.

Importanti traguardi vennero raggiunti, intorno alla metà dell‘800, nello studio di malattie infettive come la tubercolosi, il carbonchio e la rabbia dal medico tedesco Robert Koch e dal biologo e chimico francese Louis Pasteur.

Robert Koch è considerato il fondatore della batteriologia moderna: nel 1876 riuscì a coltivare l’agente causale dell’antrace, detto anche carbonchio, e a descriverne il suo ciclo di vita svelando il ruolo di un agente patogeno nella nascita di una malattia. È inoltre universalmente noto per aver isolato per primo il batterio della tubercolosi, chiamato ‘bacillo di Koch’ e tale scoperta gli valse il Nobel per la medicina nel 1905. 

Parallelamente al collega tedesco, Louis Pasteur si considera il padre fondatore della moderna microbiologia. Fu il primo a dimostrare la cosiddetta ‘teoria dei germi’ secondo la quale le malattie infettive sono causate da un agente microscopico vivente. Lo scienziato sviluppò inoltre il concetto di ‘attenuazione’ che rappresentò uno sviluppo ulteriore e fondamentale nella ricerca dei vaccini. Secondo Pasteur si poteva attenuare la carica aggressiva dell’agente patogeno trattandolo in diversi modi, come passandolo in animali diversi o in colture cellulari oppure aggredendolo con il calore e l’ossigeno. In tal modo, pur conservando la capacità di suscitare una reazione immunitaria veniva altresì reso innocuo per l’organismo umano.

Una scoperta fortunata - Pasteur riuscì ad attenuare il bacillo del colera dei polli, isolato qualche anno prima, grazie a una fortuita scoperta: nel 1879 il medico francese e il suo assistente stavano studiando una forma aggressiva di colera che colpiva i volatili e, per errore, usarono batteri lasciati a lungo fuori dal loro terreno di coltura. Poterono quindi osservare che gli animali sviluppavano una forma molto lieve della malattia e una volta infettati nuovamente si dimostravano immuni.

Grazie ai suoi studi lo scienziato francese trovò l’antidoto all’antrace e alla rabbia nel 1885. All’epoca si riteneva che l’agente patogeno della rabbia risiedesse nella saliva dei cani mentre Pasteur dimostrò che risiedeva nel sistema nervoso e che non si trattava di un batterio ma di un virus. Inoculò quindi, ad alcuni pazienti morsi da cani rabbiosi, un virus attenuato ottenuto dall’esposizione all’aria del midollo spinale di un coniglio infettato ottenendo uno straordinario successo che accrebbe ancora di più la sua fama.

L'oro, nel siero - Sempre alla seconda metà dell‘800 risale l’importantissima scoperta di altri due vaccini: quelli contro il tetano e la difterite a opera del medico tedesco Emil Adolf von Behring, coadiuvato presso l’Istituto di Igiene di Berlino dal collega Shibasaburo Kitasato. Tali vaccini, che valsero a Behring il Nobel per la medicina nel 1901, furono resi disponibili alla popolazione nel 1920, in seguito alla scoperta del trattamento di disattivazione delle tossine batteriche da parte del veterinario francese Gaston Ramon.

Per i vaccini di Behring, il quale negli anni aveva lavorato anche con Robert Koch, non si utilizzava la tecnica di inoculare i ‘germi’ in qualche modo attenuati, ma si ottenevano dalla preparazione di siero sanguigno di animali infettati che avevano sviluppato gli anticorpi della malattia. Tale trattamento pose le fondamenta per la nascita della sieroterapia, pratica utilizzata di frequente per far fronte a pericolose epidemie, non ultima quella di Ebola del secolo scorso.

Ogni scoperta legata ai vaccini è una vittoria della scienza nei confronti di malattie che oggi possiamo permetterci il lusso di ignorare ma che, fino a pochi decenni fa, continuavano a mietere tante vittime.

È il caso della poliomielite, una gravissima malattia causata dal poliovirus: nella prima metà del Novecento, l’Europa e gli Stati Uniti registrarono drammatiche epidemie di tale malattia e, tra gli anni ’40 e ’50 del secolo scorso, essa uccideva o paralizzava più di un milione di persone nel mondo ogni anno.

Un morbo letale e insidioso - La poliomielite, malattia poco diffusa fino al XIX secolo, divenne una delle malattie infantili più temute del secolo successivo: nel 1910 si verificò un drammatico aumento dei casi d'infezione, specialmente nelle grandi città e nel periodo estivo, cosa che dette l’impulso per una frettolosa corsa alla scoperta di un vaccino.

Tra il 1952 e il 1953 negli Stati Uniti sorse un focolaio di poliomielite che fece contare fino a 58 mila casi all’anno, per poi stabilizzarsi su di un valore di circa 20 mila casi. Per far fronte a queste drammatiche epidemie, furono stanziati milioni di dollari nella ricerca e commercializzazione di un vaccino antipolio.

Nei laboratori Lederle di New York, uno dei più attivi sul fronte della ricerca, il virologo e immunologo di origine polacca Hilary Koprowski sostenne di aver creato, nel 1950, un vaccino antipolio funzionante. Tale vaccino fu ottenuto attraverso passaggi seriali del virus della malattia in embrioni di topo e pollo ma si trovava ancora in fase di sperimentazione quando altri due grandi scienziati americani scoprirono il vaccino definitivo, giungendo allo stesso risultato pur partendo da tecniche diverse: si trattava di Jonas Salk e Albert Sabin.

Uno sforzo collettivo - Nel febbraio del 1954 il vaccino di Salk venne testato in una scuola elementare di Pittsburgh, per poi coinvolgere, nella fase iniziale dei test, circa 4 mila bambini delle scuole elementari di una cittadina nella Virginia. Nel 1955 a seguito dell’autorizzazione ottenuta, partì negli Stati Uniti una imponente campagna vaccinale che portarono i casi di poliomielite dai 35'000 nel 1953 ai 5'600 nel 1957, per poi registrare nel 1961 solo 161 casi in tutto il Paese.

«Si può brevettare il sole?» - Il primo vaccino antipolio efficace fu sviluppato nel 1952 da Salk presso l’Università di Pittsburgh e si basava su tre tipi di ceppi di virus della poliomielite coltivati in un tipo di coltura ricavato dal rene di scimmia e inattivati con la formalina. Dato che la sperimentazione del vaccino avrebbe richiesto diversi anni, al fine d'incoraggiare il suo utilizzo nel minor tempo possibile, Salk rifiutò di brevettare il vaccino dichiarando che «...(Il vaccino) appartiene alla gente. Non esiste un brevetto. Si può forse brevettare il sole?».

Il vaccino, per bocca - Appena due anni dopo, nel 1957, Albert Bruce Sabin scoprì un secondo vaccino antipolio con somministrazione orale. Già nel 1939 Sabin aveva fatto una importantissima scoperta sulla natura del poliovirus: riuscì a dimostrare infatti che, a differenza di quel che si credeva fino ad allora, la sede prediletta del virus fosse l’intestino.

Non si trattava quindi di un virus respiratorio ma enterico. Il vaccino, realizzato dopo anni di studi ed esperimenti, fu ottenuto attraverso la coltura in vitro di cellule utilizzate come substrato per la replicazione del virus. Il vaccino quindi si basava sullo stesso virus della polio ma privato della capacità di provocare la paralisi delle fibre nervose nel corpo umano.

Grazie a questi due vaccini, oggi la poliomielite è prossima alla totale eradicazione e sono stati segnalati solo 33 casi nel 2018 a fronte dei 350 mila nel 1988.

Nel ripercorrere la storia dei vaccini, altra menzione d’onore spetta al microbiologo statunitense Maurice Hilleman che si contraddistinse per un imbattuto record di produttività avendo sviluppato più di 40 vaccini umani e animali. A lui si devono i vaccini contro il morbillo, la parotite, l’epatite A e B, la varicella, la meningite, la polmonite e la parotite, oltre che la messa a punto, nel 1971, del vaccino trivalente contro il morbillo, la parotite e la rosolia.

Un'influenza diversa dalle altre - Nel 1957, mentre era a capo del dipartimento delle malattie infettive dell’Army Medical Center, Hilleman si accorse che ad Hong Kong si stava diffondendo una influenza dalle caratteristiche molto aggressive. Il microbiologo e il suo team riuscirono quindi a isolare il nuovo ceppo influenzale ritenendolo potenzialmente in grado di causare una pandemia dall’esito catastrofico.

E in effetti, l’epidemia influenzale diffusasi tra il 1957-1958 del Novecento, ribattezzata ‘l’asiatica’, uccise circa due milioni di persone in tutto il mondo. Negli Stati Uniti, grazie al vaccino realizzato in tempo record da Hilleman, i morti non superarono quota 70 mila a fronte di una previsione di un milione di vittime.

I vaccini hanno salvato e continuano a salvare milioni di vite umane eppure c’è chi ne sostiene la loro inutilità, se non la loro dannosità. Le voci contrarie presero piede fin dalla loro scoperta e all’epoca di Jenner si diffuse l’idea che inoculandosi una malattia animale di potessero, addirittura, acquisire gli stessi comportamenti delle vacche.

Gli albori dei no-vax - Nel 1863 a Londra fu fondata l’associazione internazionale contro la vaccinazione denominata ‘Societas Universa contra Vaccinum virus’ e i suoi sostenitori erano convinti che la vaccinazione, oltre che inutile o dannosa, costituisse una violazione della libertà individuale.

Nel 1902, negli Stati Uniti, in seguito di una epidemia di vaiolo la città di Cambridge, in Massachusetts, obbligò tutti i suoi cittadini a vaccinarsi. Henning Jackson si rifiutò di aderire alla campagna vaccinale ed intentò una azione legale contro la città di Cambridge che lo vide condannato. Jackson adì allora la Suprema Corte degli Stati Uniti la quale, in una sentenza che tutt’oggi rimane una pietra miliare della giurisprudenza americana, dichiarò che in caso di minaccia alla salute pubblica «il bene pubblico è superiore alla libertà individuale». È il caso di notare come proprio il vaiolo, grazie a una intensa campagna di vaccinazione, sia la sola e unica malattia totalmente eradicata nel mondo.

Tutto parte dalle fake news - Negli anni, il fronte dei No-Vax, ha preso sempre più piede traendo fondamento per le proprie tesi dalle tante fake news che circolano e proliferano online. Si ritiene che la prima falsa notizia ad aver dato nuova linfa vitale a tale movimento sia dovuta al medico inglese Andrew Wakefield il quale, nel 1998, in un articolo pubblicato sul Lancet, una delle più prestigiose riviste mediche del mondo, metteva in evidenza una connessione tra il vaccino trivalente di Hilleman e una patologia definita enterocolite autistica, caratterizzata da disturbi gastrointestinali e problemi cognitivi rientranti nello spettro autistico.

Tale studio provocò un’ondata di panico tra i genitori inglesi e oltre i confini nazionali che portò a una drammatica diminuzione delle richieste di vaccinazioni infantili. Qualche anno più tardi il giornalista investigativo Brian Deer scoprì che Wakefield aveva brevettato un proprio vaccino anti-morbillo e un kit diagnostico per l’enterocolite autistica, una malattia che si scoprirà in seguito non esiste affatto.

Il medico inglese, di fatto, aveva alterato i risultati del proprio studio per motivi meramente economici eppure, nonostante le articolate smentite provenienti dal mondo scientifico, la miccia era stata accesa e in tanti sono coloro che, ancora oggi, credono che dietro ai vaccini ci sia un complotto mondiale delle case farmaceutiche. 

Il tema dei vaccini è tornato a essere di scottante attualità da quando, alla fine del 2019, nel mondo si è diffusa la pandemia da Covid-19. Nella consapevolezza che, oltre alle misure di contenimento dell’epidemia, solo un vaccino avrebbe permesso il ritorno a una vita normale, dallo scorso anno sono stati avviati una serie di studi volti a scoprire un vaccino contro il coronavirus.

Una gara contro il virus... - L’urgenza di pervenire a tale scoperta ha portato a programmi compressi che hanno accorciato di molto la normale tempistica per lo sviluppo di un antidoto, pervenendo, nell’arco di mesi, a un risultato per il quale sono necessari anni. Il coranovirus è stato isolato, per la prima volta, nel dicembre del 2019 e da allora è stato possibile studiarne la sequenza genetica, pubblicata poi l’11 gennaio 2020.

La ricerca al vaccino ha visto nascere delle collaborazioni senza precedenti tra case farmaceutiche internazionali e governi e decine di miliardi sono stati investiti d aziende pubbliche e private, oltre che da organizzazioni sanitarie internazionali e gruppi di ricerca universitari, per sviluppare centinaia di possibili vaccini.

... e per l'approvazione - L’11 agosto 2020 la Russia ha annunciato l’approvazione di un suo vaccino, SputnikV, mentre la partnership tra la statunitense Pfizer e la tedesca BioNtech ha portato all’autorizzazione all’uso del vaccino in fase emergenziale anche in Europa a fine dicembre scorso. Negli Stati Uniti tale vaccino è stato autorizzato l’11 dicembre 2020 ma è stata la Gran Bretagna a essere il primo paese occidentale ad approvarne l’utilizzo il 2 dicembre.

Secondo la panoramica dell’Organizzazione mondiale della Sanità, alla data del 22 gennaio 2021 erano 237 i vaccini candidati in corso di sviluppo di cui 173 in fase pre-clinica e 64 in fase clinica. Finora in Europa sono stati autorizzati due vaccini: quello prodotto da Pfizer-BioNtech, approvato il 21 dicembre 2020, e quello prodotto da Moderna, approvato dall’Ema il 6 gennaio 2021.

A fine gennaio è stato altresì approvato dall’Ema il vaccino AstraZeneca. Le principali piattaforme utilizzate hanno portato alla produzione di vaccini aventi caratteristiche diverse: vaccini virali inattivati, prodotti coltivando il virus Sars-Cov2 inattivato poi chimicamente, vaccini vivi attenuati, prodotti generando una versione geneticamente indebolita del virus.

Ecco come funzionano - Alcuni vaccini si basano sulla proteina ‘spike’, ossia la proteina che ricopre la superficie del virus creando le caratteristiche punte simili a quelle di una corona, altri su plasmidi modificati in modo da trasportare geni che codificano la proteina spike mentre altri ancora, come quelli Pfizer e Moderna, si basano su pezzi di codice genetico, Rna messaggero o su un Rna replicante.

La tecnica utilizzata da quest’ultimi è innovativa e si basa sulla iniezione di Rna del coronavirus nelle cellule umane così da produrre proteine virali capaci di attivare una risposta immunitaria da parte dell’organismo.Il vaccino AstraZeneca utilizza invece un metodo più tradizionale: si serve di un vettore virale di scimpanzé basato su di una versione indebolita di un comune virus del raffreddore che contiene il materiale genetico della proteina spike del virus Sars-Cov2.

Ancora una volta, quindi, la speranza di debellare una grave malattia è totalmente rimessa ai vaccini che si confermano essere una delle più importanti scoperte scientifiche fatte dall’uomo.