Nuova idea per la prevenzione delle epidemie: somministrare vaccini agli animali selvatici

Dalla pandemia del nuovo coronavirus ai vaccini contro la rabbia, gli esseri umani hanno pagato un prezzo economico enorme per la ricerca, lo sviluppo e la vaccinazione. Se interveniamo “in anticipo” vaccinando gli animali selvatici, possiamo cambiare la situazione?

Reporter/Redattore Wang Xueying/Ding Lin

Responsabile dei nuovi media/Chen Xuanzhi

Dalla "Peste Nera" del XIV secolo alla nuova polmonite da coronavirus di oggi, nel corso dell'ultimo secolo nella società umana si sono verificate innumerevoli epidemie infettive su larga scala. Con il continuo progresso della scienza e della tecnologia, l'uomo ha gradualmente compreso che gli animali, in quanto ospiti di numerose malattie mortali, svolgono un ruolo sempre più importante nella storia delle epidemie umane. Se vaccinare gli esseri umani è solo un "trattamento sintomatico", allora vaccinare gli animali selvatici per prevenire e curare le malattie diventerà una nuova idea per un "trattamento alla radice" nella prevenzione delle epidemie umane?

Come vaccinare gli animali selvatici

Ogni gennaio, alcuni aeroporti del Texas diventano estremamente affollati: da qui partono aerei cargo diretti alla zona di confine tra Stati Uniti e Messico, disseminando dall'aria circa 1 milione di "piccoli blocchi esca marroni" nelle periferie e nelle aree selvagge.

A prima vista, queste cose non passano inosservate. Il guscio fatto di mangime per pesci pressato è quadrato e grande meno della metà di una scatola di fiammiferi, e può essere facilmente seppellito nell'erba. Tuttavia, non sottovalutate queste cose dall'aspetto "sporco", perché nascondono un grande segreto: quando gli animali selvatici non riescono a resistere alla tentazione del mangime per pesci e masticano attivamente l'esca, il liquido del vaccino avvolto nella "capsula" all'interno dell'esca schizzerà nella loro bocca al momento del morso, raggiungendo indirettamente lo scopo di "vaccinare" gli animali selvatici con il vaccino antirabbico.

▲Blocchi esca per vaccino orale antirabbico. (Fonte: Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie)

Gli umani non hanno avuto altra scelta che escogitare questo trucco.

Come tutti sappiamo, la rabbia è una malattia infettiva acuta causata dal virus della rabbia. È comune in animali come cani, lupi e gatti. Si tratta di una malattia zoonotica con un tasso di mortalità molto elevato negli esseri umani. Sebbene con il progresso della scienza la comprensione umana della rabbia abbia fatto un balzo in avanti qualitativo, la comunità medica non dispone ancora di un metodo di trattamento efficace. Il piano di risposta più comune resta la prevenzione e il trattamento passivi, ovvero la "profilassi post-esposizione" (PEP). Per limitare il più possibile la diffusione della rabbia alla fonte, gli esseri umani hanno iniziato a includere anche gli animali tra i bersagli della vaccinazione antirabbica.

Ma anche se gli animali domestici possono essere vaccinati volontariamente dai loro proprietari, che dire degli animali selvatici allevati all'aperto? Nei paesi occidentali, come gli Stati Uniti e l'Australia, circa il 90% dei casi di rabbia segnalati ogni anno si verificano in natura: gli animali selvatici, in particolare volpi, puzzole, coyote e procioni, hanno superato i cani domestici, diventando la principale fonte del virus della rabbia.

Gli scienziati svizzeri hanno compiuto il primo passo verso la soluzione del problema della difficoltà di vaccinazione degli animali selvatici. Nel 1978 hanno effettuato la prima somministrazione su larga scala di un vaccino orale contro la rabbia in natura, prendendo di mira le volpi selvatiche.

Tuttavia, il programma di vaccinazione iniziò male e non ottenne i risultati attesi: a quel tempo le persone non avevano ancora pienamente compreso che per indurre con successo gli animali selvatici ad assumere vaccini orali era necessario adattare le dimensioni, la confezione e persino il sapore dei blocchi di esca vaccinale in base alle diverse preferenze alimentari e alle abitudini di vita degli animali target. Inoltre, questo vaccino orale migliorato contro la rabbia è principalmente un vaccino vivo (attenuato), il che ha suscitato preoccupazioni nell'opinione pubblica circa la sua sicurezza, e il progetto è stato in passato sospeso.

▲Diversi tipi comuni di vaccini orali contro la rabbia. (Fonte foto: Plos One)

Nel 1995 i paesi europei iniziarono a introdurre e testare i vaccini orali contro la rabbia. In considerazione di ciò, il Dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti ha collaborato con i governi statali e federali per lanciare una massiccia campagna di vaccinazione antirabbica in natura: in base alle condizioni effettive di ogni stato, gli Stati Uniti distribuiranno 6,5 milioni di vaccini orali antirabbici nei capoluoghi di stato ogni anno per proteggere specificatamente gli animali selvatici "ad alto rischio" come i procioni, sebbene questa mossa non possa garantire che gli animali producano anticorpi dopo aver mangiato vaccini esca, né che tutti gli ospiti selvatici come volpi grigie, puzzole e coyote saranno "indotti a riprodursi". Tuttavia, dall’attuazione del programma nel 1995, i casi di rabbia segnalati in Texas, un tempo uno stato duramente colpito, sono stati quasi eliminati e la diffusione della rabbia verso ovest negli Stati Uniti a causa dello spostamento di animali selvatici è stata effettivamente frenata [1].

▲Dall'introduzione dei vaccini orali contro la rabbia nel 1995, il numero di casi di rabbia segnalati negli animali selvatici negli Stati Uniti ha continuato a diminuire in modo significativo. (Fonte dell'immagine: AVMA Journals)

Essere sconfitti dagli umani o dalle bestie? Calcolo economico

Non tutti contrarranno la rabbia nel corso della loro vita. Allora perché tanto clamore intorno all'introduzione dei vaccini veterinari? Non sarebbe meglio preparare vaccini più efficaci e sicuri per l’uso umano?

Le scelte effettive delle persone potrebbero dover iniziare con un resoconto economico.

Secondo il piano di trattamento raccomandato dall'Organizzazione Mondiale della Sanità, un adulto sano morso da un animale malato deve essere vaccinato contro la rabbia in più dosi secondo il "metodo delle 5 iniezioni" o il "metodo 2-1-1" per proteggere il più possibile la vita del paziente. Allo stesso tempo, il paziente dovrà anche decidere se ricevere ulteriori immunoglobuline antirabbiche, a seconda della gravità della lesione. A causa di molteplici fattori, tra cui i diversi luoghi di produzione, il prezzo di un ciclo completo di vaccino antirabbico PEP varia notevolmente da un Paese all'altro.

▲ "Metodo delle 5 iniezioni" e schema di vaccinazione PEP "2-1-1" (Fonte immagine: Researchgate)

Secondo lo “Stato attuale della prevenzione e del controllo della rabbia in Cina” pubblicato dal Centro cinese per il controllo e la prevenzione delle malattie nel 2009, il prezzo di un ciclo completo di vaccino antirabbico per gli esseri umani nel mio paese varia da 250 RMB (vaccino nazionale) a 350 RMB (vaccino importato), a seconda del luogo di produzione del vaccino. Il prezzo dei preparati per l'immunizzazione passiva varia da 300 RMB (antisiero) a 1.200 RMB (immunoglobuline antirabbiche). Il costo totale per una persona esposta di livello 3 per completare il trattamento preventivo standardizzato è di 1.500 RMB [2].

Negli Stati Uniti, tuttavia, è più costoso procurarsi una serie completa di vaccini antirabbici PEP. I dati dei Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie mostrano che, sebbene il costo vari da 1.200 a 6.500 dollari, il prezzo medio per le persone comuni per ricevere un ciclo completo di vaccinazione antirabbica PEP in una struttura medica può arrivare fino a 3.800 dollari, senza includere il costo delle cure manuali[3]. Poiché il sistema assicurativo sanitario degli Stati Uniti sostiene la maggior parte dei costi per i pazienti, il governo degli Stati Uniti spende più di 200 milioni di dollari ogni anno per i vaccini antirabbici[4].

D'altro canto, il vaccino orale veterinario contro la rabbia non è affatto economico. Il suo costo non copre solo il costo dei blocchi esca, ma tiene conto anche di molteplici fattori, come la densità di rilascio, il ciclo di rilascio e il metodo di semina nelle diverse regioni.

Attualmente, il costo dei blocchi esca per il vaccino orale antirabbico in Europa e negli Stati Uniti non è basso: il costo dei blocchi esca che soddisfano gli standard di utilizzo è di circa 1,27 dollari USA a blocco. Una volta rilasciati in natura, il numero di esemplari rilasciati per chilometro quadrato deve essere superiore a 75 per ottenere l'effetto di prevenzione dell'epidemia previsto.

Allo stesso tempo, poiché anche le diverse traiettorie di volo dei piloti influiscono sull'efficacia del vaccino, anche il costo della somministrazione dei blocchi di vaccino orale antirabbico varia notevolmente: il costo dell'utilizzo di voli ad ala fissa è il più basso, circa 8,62 dollari USA per chilometro quadrato, mentre il costo dell'utilizzo della modalità di volo multirotore è il più alto, raggiungendo i 33,30 dollari USA per chilometro quadrato.

▲Distributore di esche sull'aereo (Fonte foto: ontario.ca)

Considerando tutti i fattori sopra menzionati, il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti ha sottolineato in un recente rapporto di indagine che il costo dei vaccini orali antirabbici per la fauna selvatica varia da 58 a 148 milioni di dollari, ma può mantenere buoni effetti di prevenzione e controllo per un periodo di 20 anni[5]. Sebbene il costo non sia basso, se paragonato all'investimento finanziario necessario per immunizzare gli esseri umani contro la rabbia, il vaccino orale contro la rabbia è in effetti un'opzione "economica e accessibile".

Per molti Paesi la soglia per la vaccinazione orale contro la rabbia è effettivamente un po' alta. Ma anche promuovere vaccini veterinari iniettabili contro la rabbia sarebbe vantaggioso rispetto alla gestione dei pazienti esposti.

Prendiamo l'Africa come esempio. Sebbene l'Africa non sia un'area ad alta incidenza di rabbia, il tasso di mortalità individuale per rabbia in molti paesi dell'Africa subsahariana è generalmente elevato. Uno dei motivi principali è che il tasso di vaccinazione antirabbica per i cani randagi locali e per i cani domestici è troppo basso e, tra le aree più colpite, le città rurali sono le più colpite. Per gli abitanti dei villaggi locali, se vogliono sottoporsi al ciclo completo di cinque vaccinazioni antirabbiche dopo essere stati morsi da un cane malato, devono pagare almeno 60 dollari a persona, ovvero il 25% del reddito annuo di un comune contadino locale. A peggiorare la situazione, anche il bestiame locale è colpito dalla rabbia: il numero di capi di bestiame uccisi ogni anno da cani malati provoca perdite all'Africa fino a 280 milioni di dollari all'anno.

▲Molti cani randagi si spaventano facilmente e non è facile convincerli a vaccinarsi in modo obbediente. Alcune persone hanno addirittura addestrato degli acchiappa-cani per implementare le vaccinazioni (fonte immagine: nytimes.com)

A causa degli elevati costi di trasporto del vaccino, il costo della vaccinazione contro la rabbia dei cani in Africa può arrivare a 7,3-11,27 dollari USA a cane. Ma dopo un'attenta riflessione, promuovere i vaccini veterinari contro la rabbia sembra essere la scelta migliore.

Copia l'esperienza di successo: proteggere i "vicini" = proteggere te stesso

L'epidemia di quest'anno ci ha costretti ad affrontare una triste realtà: i nostri "vicini" animali pelosi stanno esponendo gli esseri umani a un rischio maggiore di contrarre malattie: dei 1.415 organismi infettivi noti per essere patogeni per l'uomo, il 61% può causare malattie sia negli esseri umani che negli animali, e si ritiene che circa 175 di questi patogeni siano correlati a una serie di malattie emerse negli ultimi due decenni. Allo stesso tempo, tra i patogeni emergenti attualmente noti, gli esseri umani possono identificare circa 132 patogeni che possono causare malattie zoonotiche[6].

I Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie hanno sottolineato in un rapporto: "(Attualmente) più di 6 malattie su 10 note che possono causare patologie negli esseri umani vengono trasmesse dagli animali, e questa percentuale raggiunge il 75% per le malattie infettive emergenti". Ogni anno nel mondo muoiono in media 2,7 milioni di persone a causa di malattie zoonotiche[7].

Possiamo replicare il successo dei vaccini orali contro la rabbia per curare più tipi di malattie zoonotiche? Almeno, US Biologic, un noto fornitore americano di anticorpi e reagenti biochimici, ritiene che questa idea sia affidabile.

▲Vaccino orale contro la malattia di Lyme prodotto da US Biologic. (Fonte foto: Tennessean)

La malattia di Lyme è una malattia infettiva trasmessa dalle zecche, il cui ospite principale sono i topi selvatici dai piedi bianchi. Dopo aver contratto la malattia di Lyme, il corpo umano subisce danni al sistema nervoso e sviluppa problemi cardiaci o articolari. Negli ultimi anni, a causa dei drastici cambiamenti nell'ambiente ecologico naturale, il massiccio aumento dei topi dai piedi bianchi ha fatto sì che la società umana continuasse a soffrire per l'invasione della malattia di Lyme. Ancora oggi mancano vaccini contro la malattia di Lyme nell'uomo che possano essere forniti in grandi quantità e per un lungo periodo di tempo sul mercato.

Per questo motivo, la US Biologic ha preso in prestito l'idea del vaccino orale contro la rabbia e ha mascherato il vaccino contro la malattia di Lyme sotto forma di confezioni esca, che sono state poi sparse in grandi quantità nelle aree di osservazione dove spesso apparivano topi selvatici dai piedi bianchi. Per soddisfare meglio le preferenze dei topi dai piedi bianchi, i ricercatori hanno modificato la forma e le dimensioni del vaccino e hanno sostituito le materie prime per avvolgere le capsule del vaccino con mangimi per animali domestici composti principalmente da farina di ossa e farina di lische di pesce.

Oltre alla forma e al sapore più "adatti", gli scienziati hanno ulteriormente migliorato la sicurezza di questo vaccino: colpisce solo il patogeno e non l'ospite. Anche se scoiattoli e tamie lo mangiassero accidentalmente, il vaccino orale contro la malattia di Lyme non comprometterebbe la salute di questi animali. È incoraggiante che, dopo un gran numero di sperimentazioni sul campo, la US Biologic abbia recentemente annunciato ufficialmente il successo del vaccino.

▲Topi morsi dalle zecche (Fonte foto: lymedisease.org)

"Proteggendo queste creature pelose e i loro vicini, proteggiamo noi stessi", ha affermato Tonie Rocke, epidemiologa presso il National Wildlife Health Center dell'U.S. Geological Survey. Secondo lui, vaccinare l'ospite intermedio è talvolta più efficace e facile da effettuare rispetto al "tagliare" direttamente la fonte. Rocke ha usato il virus Hendra come esempio.

Il virus Hendra, che provoca gravi malattie respiratorie negli esseri umani, è trasmesso da pipistrelli volanti, ma i cavalli possono essere infettati mangiando frutta rosicchiata da pipistrelli volanti. Quando le persone entrano in contatto con cavalli malati, il virus può infettare le persone sane attraverso le secrezioni dei cavalli malati.

▲Dopo l'epidemia di Hendra nel Queensland, in Australia, alcuni cavalli locali sono stati messi in quarantena (smh.com.au)

Grazie alle abitudini di vita dei pipistrelli volanti e al loro importante ruolo nell'ecologia delle piante da frutto, gli scienziati hanno cambiato l'idea del vaccino orale contro la rabbia. Invece di "colpire" i pipistrelli volanti, hanno scelto di vaccinare i cavalli a scopo preventivo. Interrompendo la via d'accesso dei pipistrelli volanti agli ospiti intermedi, non solo proteggevano la salute dei cavalli, ma indirettamente proteggevano anche la salute umana. Seguendo questa linea di pensiero, gli esseri umani non solo sperano di proteggere la propria salute proteggendo i loro "vicini pelosi", ma sperano anche di proteggere meglio i loro portafogli e perfino il loro cibo.

Come tutti sappiamo, la peste suina africana è una malattia emorragica altamente contagiosa. Sebbene non venga trasmesso agli esseri umani, è altamente letale per i cinghiali e i maiali domestici. Il virus è estremamente stabile e sopravvive facilmente. Dopo l'infezione, il decorso della malattia negli animali malati è breve e il tasso di mortalità è elevato. In un ambiente di produzione e allevamento, la peste suina africana è difficile da identificare e la diagnosi dipende in larga misura dal monitoraggio di laboratorio. Inoltre, esistono molti sottotipi del virus della peste suina africana, in continua mutazione, il che ha fatto sì che la peste suina africana diventasse una spada affilata che gravava sulla testa dell'industria dell'allevamento.

Essendo una malattia animale soggetta a denuncia obbligatoria elencata dall'Organizzazione mondiale per la sanità animale, la peste suina africana è anche una malattia animale di classe I nel mio Paese. Prezzi alle stelle della carne di maiale, allevatori che subiscono enormi perdite da un giorno all'altro, maiali domestici macellati indiscriminatamente... Per proteggere allo stesso tempo sia il portafoglio delle persone sia le tavole dei cittadini, vaccinare i maiali domestici contro le malattie è diventata la soluzione migliore.

Sebbene al momento non esista un vaccino contro la peste suina africana che possa essere prodotto in serie sul mercato mondiale, il traguardo si sta avvicinando: di recente, l'Istituto di ricerca veterinaria di Harbin dell'Accademia cinese delle scienze agricole (di seguito denominato Istituto di ricerca veterinaria di Harbin) ha annunciato che il vaccino contro la peste suina africana, da esso sviluppato in modo indipendente, ha ottenuto un'importante svolta. Il suo team di ricerca scientifica è riuscito a selezionare artificialmente un vaccino vivo attenuato per la peste suina africana e ha confermato tramite esperimenti che il vaccino può fornire efficacemente un'immunità sicura ai suini domestici per prevenire la peste suina africana. Anche se somministrato alla dose massima, il vaccino non presenta rischi di regressione alla virulenza, né provoca effetti sulla salute delle scrofe gravide o dei suinetti dopo il parto.

Salvare gli animali è peggio che salvare se stessi?

Sebbene l'uomo abbia studiato come vaccinare gli animali selvatici in modo più efficace, all'interno della comunità accademica ci sono sempre state obiezioni sulla fattibilità e sul rapporto costi-efficacia di questa idea.

È stato ripetutamente confermato che i coronavirus che hanno causato numerose epidemie negli ultimi anni sono collegati ai pipistrelli. Alcuni esperti hanno sottolineato che se i pipistrelli, un "serbatoio mobile di virus", potessero essere controllati alla fonte, si potrebbe ridurre l'insorgenza di nuove malattie infettive. Tuttavia, a differenza dei procioni e dei topi dai piedi bianchi, che possono essere alimentati direttamente con vaccini esca, gli scienziati possono vaccinare i pipistrelli solo tramite intermediari (come gli insetti) e basarsi sulle abitudini sociali dei pipistrelli selvatici stessi: questo non solo aumenta il lavoro e l'incertezza nello sviluppo del vaccino, ma ne aumenta anche notevolmente il costo.

Inoltre, i diversi tipi di malattie si manifestano in modo diverso nelle diverse popolazioni di animali e anche le misure di prevenzione e controllo adottate dagli esseri umani per le diverse situazioni di malattia variano notevolmente. Pertanto è ingenuo e quasi impossibile bloccare la fonte dell'infezione "colpendo" gli animali selvatici.

"Per non parlare del fatto che potrebbero volerci decenni per identificare il vero ospite; a volte, per alcune malattie trasmesse da insetti come zanzare e zecche, una strategia che consiste nell'eliminare direttamente i portatori può essere più efficace", ha affermato Melinda Rostal, responsabile scientifica dell'organizzazione no-profit statunitense EcoHealth Alliance. Ritiene che invitare gli esseri umani a stare il più possibile lontani dagli animali potenzialmente pericolosi sia più efficace che convincere gli animali selvatici a vaccinarsi.

▲Vaccini comuni per la fauna selvatica. (Fonte foto: Cornell University)

Tuttavia, i sostenitori dei vaccini veterinari non sono da meno e sottolineano che le procedure di ricerca, sviluppo e approvazione per i vaccini veterinari sono più semplici e rapide di quelle per i vaccini umani. Soprattutto per alcune nuove malattie infettive, i vaccini veterinari sono talvolta più efficaci nel controllare rapidamente l'epidemia nel suo complesso.

"Sviluppare direttamente vaccini per gli esseri umani può certamente ridurre i costi ed è facile da implementare, ma cura solo i sintomi e non la causa principale". Il dott. Duan Yu, specializzato nell'individuazione e nello sviluppo di malattie infettive nel pollame e nel bestiame, ha affermato quanto segue in un'intervista rilasciata a un giornalista del Beijing Science and Technology Daily | Cliente Science Plus. Essendo stato per molti anni in prima linea nella ricerca e nello sviluppo di kit per la rilevazione delle malattie del pollame e del bestiame, può comprendere meglio il significato del termine "comunità sanitaria uomo-animale".

"Forniamo vaccini orali agli animali selvatici, il che in realtà crea una rete protettiva attorno agli esseri umani", ha affermato Duan Yu. "Come il COVID-19, è difficile per gli esseri umani prevedere che tipo di virus appariranno in futuro e quale impatto avranno sulla società umana. Quindi non possiamo semplicemente sederci e pensare che creare un vaccino per noi stessi risolverà il problema. Dopotutto, rispetto ad altre specie, il potere umano è limitato. Solo proteggendo i nostri vicini possiamo proteggere meglio noi stessi a lungo termine."

Anche la dottoressa Joanne Maki, che condivide la stessa opinione, ha chiesto un cambiamento nel modo di pensare delle persone in materia di prevenzione e controllo delle epidemie. "In passato, la prevenzione e il controllo delle malattie della fauna selvatica si basavano principalmente sull'abbattimento su larga scala, attraverso la caccia mirata, l'imprigionamento e lo sterminio di alcuni animali. Tuttavia, questo metodo non è né umano né scientifico, soprattutto se applicato all'intero ambiente ecologico, ha un grande impatto negativo", ha affermato il dott. Maki, responsabile della tecnologia veterinaria e della salute pubblica presso un'azienda di salute animale. Ha sottolineato che l'abbattimento per prevenire le epidemie richiede molto lavoro e l'effetto è difficile da sostenere, il che rappresenta una "doppia perdita" per l'economia e l'ecologia: "Se potessimo costruire artificialmente un 'muro di immunità' per gli animali selvatici (come il vaccino orale contro la rabbia), tutto sarebbe diverso".

In quanto parte importante dell'ecologia naturale, l'impatto degli animali selvatici sulla società umana aumenta di anno in anno. Vaccinare gli animali selvatici per prevenire le malattie potrebbe rappresentare una nuova idea per gli esseri umani per proteggere la propria salute.

Riferimenti:

[1]aphis.usda.gov/aphis/ourfocus/wildlifedamage/programs/nwrc/research-areas/SA_Rabies/CT_Orv_vaccination

[2] Stato attuale della prevenzione e del controllo della rabbia in Cina (2009)

[3]cdc.gov/rabies/location/usa/cost.html

[4]aphis.usda.gov/aphis/ourfocus/wildlifedamage/programs/nrmp/ct_orv_vaccination

[5] Conflitti umani con la fauna selvatica: considerazioni economiche. Dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti, Servizio di ispezione sanitaria degli animali e delle piante, Centro nazionale di ricerca sulla fauna selvatica; 2000.

[6]Louise H. Taylor, Sophia M. Latham. Fattori di rischio per l'insorgenza di malattie nell'uomo. Casa editrice Royal Society. Luglio 2001, Volume 356, Numero 1411

[7]emro.who.int/in-press/reviews/one-health-operational-framework-for-action-for-the-eastern-mediterranean-region-focusing-on-zoonotic-diseases.html

[8]who.int/rabies/vaccines/oral_immunization/en/

[9]avmajournals.avma.org/doi/full/10.2460/javma.253.12.1555

[10]sciencemag.org/news/2017/01/inside-global-campaign-get-rid-rabies

Prodotto da: Science Central Kitchen

Prodotto da: Beijing Science and Technology News | Cliente Science Plus