Un microbiota vaginale caratterizzato da una scarsa presenza di lattobacilli è fortemente associato al rischio di infezione da papillomavirus umano (HPV), una tra le malattie a trasmissione sessuale più comuni al mondo.

Lo rivela uno studio coordinato da Lars Engstrand e Juan Du del Karolinska Institutet di Stoccolma, in Svezia, pubblicato sulla rivista Nature Biofilms and Microbiomes.

HPV e tumore cervicale

L’infezione da HPV è la principale causa di cancro cervicale ed è correlata a molti altri tumori, compreso il cancro della testa e del collo dell’utero.

I tipi di HPV possono essere divisi in HPV oncogeni, come quelli osservati nel cancro, e HPV non oncogeni, presenti principalmente nel condiloma.

Lo studio svedese ha arruolato, per lo screening della cervice uterina presso cliniche ginecologiche, in totale 345 partecipanti di cui 206 giovani donne di età compresa tra 14 e 22 anni e 139 di età compresa tra 23 e 29 anni .

I campioni sono stati raccolti durante la visita clinica dal personale sanitario o auto-raccolti con un tampone vaginale.

Lo studio si poneva l’obiettivo di valutare la correlazione tra età, stato vaccinale e microbiota vaginale con il rischio di infezione da HPV o di neoplasia HPV correlata.

I due tipi più comuni di HPV nel cancro cervicale sono HPV 16 e 18, che sono responsabili di circa il 70% dei casi di cancro cervicale in tutto il mondo.

Delle 345 partecipanti, 33 sono state escluse dallo studio a causa dell’uso di antibiotici negli ultimi tre mesi o di informazioni cliniche incomplete. I campioni con bassa concentrazione di DNA e letture basse nel sequenziamento (n = 55) sono stati esclusi dall’analisi del microbiota vaginale.

Nelle 169 donne incluse nello studio, la prevalenza di qualsiasi HPV e HPV oncogeno era rispettivamente del 67,5% e del 59,8%. Tra le 88 donne che hanno partecipato allo screening cervicale, la prevalenza complessiva di HPV è stata del 34,1%, con HPV56 (6,8%), HPV45 (4,5%) e HPV52 (4,5%) come i tre tipi di HPV oncogeni più comuni.

La prevalenza dei tipi di HPV coperti dal vaccino è diminuita significativamente nelle donne vaccinate rispetto alle donne non vaccinate, sottolineando l’importanza e il successo del programma di vaccinazione. Tuttavia, la prevalenza complessiva di infezione da tipi di HPV non coperti dal vaccino è ancora elevata, indicando che sono necessarie ancora azioni per ridurre tali infezioni da HPV.

La vaccinazione anti papilloma virus

Il programma di vaccinazione HPV è stato introdotto gradualmente in Svezia a partire dal 2007. Dal 2012, a tutte le ragazze di età compresa tra 10 e 12 anni è stata offerta la vaccinazione gratuita con il vaccino quadrivalente Gardasil contro HPV 6, 11, 16 e 18, in una vaccinazione scolastica e vaccinazione di richiamo. Il tasso di vaccinazioni è aumentato significativamente dal 10,7% (2008-2010) all’82,1% (2017-2018).

Mentre, come abbiamo visto, la prevalenza dei tipi di HPV coperti dal vaccino è diminuita significativamente nelle donne vaccinate rispetto alle donne non vaccinate, l’influenza del vaccino HPV sul microbiota vaginale non è stata studiata a fondo, soprattutto nel caso di paesi ad alta copertura vaccinale. Un numero crescente di studi suggerisce che il microbiota vaginale svolge un ruolo essenziale nella salute delle donne, in particolare nelle malattie a trasmissione sessuale e nelle malattie infiammatorie pelviche.

Il microbiota vaginale è principalmente formato da una delle quattro specie di Lactobacillus più comuni: L. crispatus, L. iners, L. gasseri e L. jensenii. Nel microbiota vaginale si possono trovare anche batteri come BVAB 1, 2 e 3,  Prevotella, Gardnerella e Sneathia.

Gli approcci diagnostici per la vaginosi batterica (BV), caratterizzata da una mancanza di lattobacilli e da una maggiore quantità di batteri aerobi e anaerobi, sono i criteri di Amsel e il punteggio Nugent; tuttavia, la sensibilità e la specificità per entrambi i metodi sono moderate.

La diagnosi molecolare, come il sequenziamento del gene 16S rRNA, consente la determinazione del microbiota a livello di specie.

I batteri associati alla vaginosi batterica (BVAB), tra cui BVAB 1, 2 e 3, sono stati identificati nel liquido vaginale delle donne con vaginosi batterica e potrebbero servire come potenziali biomarcatori della vaginosi.

Studi trasversali e pochissimi studi longitudinali di altri paesi hanno dimostrato che L. crispatus è osservato frequentemente nelle donne senza infezione da HPV e lesioni neoplastiche, mentre le specie L. iners e non Lactobacillus sono più comuni nelle donne con infezione da HPV e in pazienti con lesioni neoplastiche.

Non ci sono ancora dati disponibili nei paesi nordici sulla composizione del microbiota vaginale e del suo rapporto con l’infezione da HPV. E’ stato quindi avviato uno studio trasversale su database per valutare l’associazione tra microbiota vaginale e i 27 tipi di HPV in Svezia. Inoltre, poiché l’infezione da HPV ha la più alta prevalenza tra le giovani donne, lo studio è stato progettato sulle donne di età inferiore ai trenta anni.

Il vaccino HPV sembrava fornire una protezione completa alle partecipanti allo screening cervicale, senza che nessuna (comprese quelle non vaccinate) fosse infettata dai tipi di HPV coperti dal vaccino quadrivalente. Inoltre, se confrontate le donne vaccinate e non vaccinate, nessuna delle differenze di prevalenza (qualsiasi HPV, HPV oncogeno, HPV coperto dai vaccini) ha raggiunto la significatività statistica secondo il test esatto di Fisher. Sia la prevalenza dell’infezione da HPV sia la copertura vaccinale nei campioni di screening cervicale erano significativamente inferiori a quella dei campioni delle cliniche giovanili (34,1% vs 67,5%, p <0,0001 e 61,4% vs 81,1%, p <0,001, rispettivamente).

Il microbiota vaginale era comparabile nelle donne delle cliniche e in quelle dello screening della cervice. E’ stata condotta analisi alfa sulla diversità del microbiota e il profilo basato sulla diversità di Shannon e Faith ha suggerito che non vi sono differenze significative tra le due sorgenti, mentre l’analisi Chao 1 ha mostrato una significativa differenza tra le due sorgenti. La flora batterica vaginale nei campioni della clinica giovanile e in quelli dello screening cervicale erano comparabili, con il 32,7% di L. crispatus, il 30,4% L. iners e il 33,5% non da Lactobacillus.

Infezione da HPV e microbiota carente in Lattobacilli

Per approfondire la relazione tra microbiota vaginale e infezione da HPV sono stati combinati i campioni della clinica e quelli dello screening cervicale mediante analisi delle coordinate principali (PCoA) basata sul Bray-Curtis che ha dimostrato che tutti i campioni erano principalmente composti da L. crispatus, L. iners e non Lactobacillus, e solo pochi campioni erano dominati da altri specie Lactobacillus. Inoltre, è stato eseguito il PCoA basato sulla differenza filogenetica UniFrac, che separava tutti i file campioni in categorie dominate da Lactobacillus e non dominate da Lactobacillus. Poiché le specie Lactobacillus sono filogeneticamente vicine, i campioni dominati da Lactobacillus raggruppati insieme in PCoAY delle giovani donne con infezione da HPV avevano una maggiore diversità microbica vaginale. In generale, L. crispatus e L. iners sono risultati essere le specie più dominanti tra i partecipanti sia non-HPV che con HPV. La maggior parte dei campioni non dominati dai lattobacilli era costituita da un’ampia percentuale di batteri appartenenti ai generi Gardnerella, Prevotella, Sneathia. Le analisi della diversità di Shannon, Chao 1 e Faith hanno evidenziato una diversità microbica alfa significativamente più elevata tra le donne con infezione da HPV rispetto a quelle senza infezione da HPV (p = 0,0006, 0,001 e 0,0005, rispettivamente). I rapporti delle quattro composizioni del microbiota vaginale erano significativamente differenti tra le donne con e senza infezione da HPV. In particolare, il profilo non Lactobacillus era prevalente tra le donne con infezione da HPV, rispetto alle donne non infette secondo il test esatto di Fisher (p = 0,011).

Le giovani donne con infezione da HPV avevano una più accentuata varietà microbiologica vaginale.

L’analisi PCoA non ha mostrato una chiara separazione dei campioni senza HPV da quelli con HPV, sia oncogeni che non oncogeni, e solo HPV oncogeni. Sono stati ulteriormente suddivisi i campioni in base ai loro gruppi filogenetici HPV e valutata l’associazione dei gruppi filogenetici HPV con la composizione del microbioma vaginale e il PCoA, basato sulla distanza filogenetica UniFrac, non ha mostrato alcuna netta separazione tra i campioni di diversi gruppi filogenetici HPV. Rispetto alle donne senza infezione da HPV, tutte le analisi hanno mostrato che le donne con più tipi di HPV avevano una varietà maggiore del  microbiota vaginale (p = 0,0004 per Shannon, 0,0007 per Chao 1, e 0,0008 per la diversità di Faith, rispettivamente). Solo l’analisi di Shannon ha mostrato una diversità del microbiota significativamente più alta nelle donne infettate con un singolo tipo di HPV rispetto alle donne senza HPV infezione (p = 0,042).

Per identificare potenziali biomarcatori batterici per l’infezione da HPV, è stata confrontata la rappresentazione del microbiota vaginale delle donne con e senza infezione da HPV. Dall’analisi statistica e dalla tassonomia del microbiota, è stato osservato che BVAB 1, BVAB 2, Sneathia, Prevotella e Megasphaera erano significativamente più prevalenti tra le donne con infezione da HPV rispetto alle donne non infette da HPV; è interessante notare che BVAB 1 si è presentato quasi esclusivamente nel microbiota vaginale di giovani donne con infezione da HPV, indicando una loro relazione molto.

Età, vaccino e microbiota vaginale

L’età, e il vaccino anti-HPV hanno avuto poca influenza sulla diversità microbica vaginale.

In generale, la copertura del vaccino HPV è diminuita con l’aumentare dell’età, probabilmente a causa del tempo di ritardo del programma nazionale di vaccinazione HPV in Svezia. La copertura vaccinale era del  100% tra le giovani donne di età compresa tra 14 e 17 anni, ma scendeva al 70-90% tra quelle di età compresa tra 18 e 24 anni e al 20-60% tra quelle di età compresa tra 25 e 29 anni. Indipendentemente dallo stato di vaccinazione, la prevalenza di HPV è aumentata dall’età di 14 anni (0%) e ha raggiunto il picco intorno all’età di 18-26 anni (~ 50% e oltre) ed è scesa a ~ 10% all’età di 29 anni. I tipi di HPV oncogeni rappresentavano la maggior parte dei i casi di infezione da HPV in ciascun gruppo di età e hanno seguito un andamento simile a quello dell’infezione totale da HPV. Tuttavia, l’analisi della diversità del microbiota vaginale in base all’età non ha mostrato differenze tra i gruppi di età in tutte e tre le analisi. Allo stesso modo, anche la diversità microbica alfa delle donne vaccinate non ha mostrato differenze significative rispetto alle donne non vaccinate.

Tutti insieme, questi dati suggerivano che l’età e la vaccinazione anti-HPV avevano poca influenza sulla composizione microbica; invece l’età, lo stato vaccinale e il microbiota vaginale hanno mostrato una correlazione con l’infezione da HPV.

La prevalenza significativamente più alta di HPV nella clinica giovanile rispetto ai campioni di screening cervicale, ha contribuito al più alto rapporto di qualsiasi infezione da HPV, HPV oncogeno o HPV multi-tipo osservato tra il gruppo di età 19-24. L’analisi di regressione logistica ha mostrato che l’età e la fonte del campione erano significativamente associati al rischio di essere infettati da HPV. I più alti rischi di HPV dopo l’aggiustamento erano tra le donne nella fascia di età 19-24 (odds ratio: OR = 4,0, 95% intervalli di confidenza: CI 1,9-8,7), rispetto alle donne sotto i 18 anni, e le donne della clinica giovanile (OR = 5.4, 95% 2.4–12.2), rispetto ai campioni di screening cervicale. Associazioni simili sono state osservate sia per i tipi di HPV oncogeni che per i tipi di HPV non oncogeni. Il vaccino HPV ha dimezzato il rischio di infezione da HPV oncogenica (OR = 0,5, 95% CI 0,2–1,00).

Il microbiota vaginale non dominato dai lattobacilli ha mostrato di più del doppio il rischio di contrarre un’infezione da qualsiasi HPV, oncogeno. Questo è un ampio studio trasversale per valutare la relazione tra microbiota vaginale e infezione da HPV, effettuato in un paese ad alta copertura vaccinale HPV, ed utilizza la tecnologia di sequenziamento.

Sebbene pochi studi longitudinali suggeriscano come il microbiota possa influenzare l’infezione persistente da HPV, l’HPV potrebbe anche contribuire al cambiamento della stabilità e della composizione del microbiota vaginale. Inoltre, un cambiamento nell’infezione da HPV e nel microbiota vaginale può verificarsi contemporaneamente in seguito ai rapporti sessuali. Sono necessari ulteriori studi, in particolare quelli longitudinali, per aiutarci a capire quale composizione del microbiota vaginale è correlata a un rischio più elevato di infezione da HPV, displasia cervicale e sviluppo di neoplasie.

Conclusioni

In conclusione, questo ampio studio trasversale su giovani donne svedesi con un’elevata copertura vaccinale HPV dimostra la forte associazione tra microbiota vaginale non dominato da Lactobacillus e infezione da HPV; indica inoltre che il vaccino HPV ha scarso impatto sul microbiota vaginale e specie batteriche come i BVAB potrebbero essere potenzialmente utilizzate come biomarcatori dell’infezione da HPV e bersagli per il trattamento.