La vaccination est l’intervention médicale la plus efficace pour prévenir les maladies virales, on estime qu’elle évite 2 à 3 millions de décès par an. Les vaccins viraux fonctionnent en présentant au système immunitaire des antigènes qui imitent un agent pathogène, induisant ainsi une mémoire immunologique qui permet une protection rapide lors d’une exposition naturelle. La diversité des plateformes vaccinales reflète les différents défis posés par les différents virus, notamment la sécurité, l’efficacité, la durabilité de la protection et les considérations logistiques liées à la distribution mondiale.
Vaccins vivants atténués
Les vaccins vivants atténués contiennent des virus vivants qui ont été affaiblis par des passages en série dans des cultures cellulaires ou par génie génétique, de sorte qu’ils se répliquent peu ou pas du tout chez l’homme tout en conservant leur immunogénicité. Ces vaccins induisent généralement une immunité forte et durable après une ou deux doses, car ils imitent une infection naturelle, stimulant les réponses immunitaires humorales et cellulaires, notamment les réponses des lymphocytes T CD8+. Les vaccins vivants atténués efficaces comprennent le vaccin contre la rougeole, les oreillons et la rubéole (ROR), le vaccin oral contre la polio (Sabin), le vaccin contre la fièvre jaune (souche 17D), le vaccin contre la varicelle (varicelle) et le vaccin intranasal contre la grippe (FluMist). Le vaccin antipoliomyélitique oral a joué un rôle déterminant dans la quasi-éradication de la polio, le poliovirus sauvage de type 2 ayant été déclaré éradiqué en 2015 et le type 3 en 2019. La principale préoccupation liée aux vaccins vivants atténués est le risque de retour à la virulence, qui se produit à très faible fréquence avec le vaccin antipoliomyélitique oral, provoquant une polio paralytique associée au vaccin à un taux d’environ 1 dose sur 2,4 millions. Les vaccins vivants atténués sont généralement contre-indiqués chez les personnes immunodéprimées.
Vaccins inactivés
Les vaccins inactivés contiennent un virus qui a été tué par un traitement chimique (formaldéhyde ou β-propiolactone) ou par la chaleur, le rendant non infectieux tout en préservant sa structure antigénique. Les vaccins inactivés sont plus sûrs que les vaccins vivants car ils ne peuvent pas se répliquer ou revenir à la virulence, ce qui les rend adaptés aux personnes immunodéprimées. Cependant, ils nécessitent généralement plusieurs doses et adjuvants pour induire une immunité protectrice, et ils provoquent principalement des réponses humorales (anticorps) avec des réponses cellulaires T plus faibles que les vaccins vivants. Les exemples incluent le vaccin inactivé contre la polio (Salk), les vaccins inactivés contre la grippe, le vaccin contre la rage, le vaccin contre l’hépatite A et la plupart des vaccins COVID-19 à virion entier (CoronaVac, Sinopharm). Des doses de rappel sont souvent nécessaires pour maintenir des niveaux d’anticorps protecteurs. Les vaccins inactivés à virion entier contiennent l’ensemble complet des protéines structurelles virales, tandis que certaines préparations inactivées peuvent être des vaccins fractionnés ou sous-unitaires qui ne contiennent que des composants antigéniques sélectionnés.
Vaccins sous-unitaires et à particules pseudo-virales
Les vaccins sous-unitaires contiennent des antigènes viraux purifiés plutôt que du virus entier, éliminant ainsi le risque d’infection et de réactogénicité associés aux vaccins à virus entier. Le vaccin contre l’hépatite B, autorisé pour la première fois en 1986, était le premier vaccin sous-unitaire produit par la technologie de l’ADN recombinant, composé de l’antigène de surface de l’hépatite B (AgHBs) produit dans des cellules de levure. Les vaccins à particules pseudo-virales (VLP) constituent une classe spéciale de vaccins sous-unitaires dans lesquels les protéines structurelles virales s’auto-assemblent en particules qui imitent la taille et la structure des virions natifs mais manquent de matériel génétique, ce qui les rend non infectieuses. Les vaccins contre le virus du papillome humain (VPH) (Gardasil, Cervarix) sont des vaccins VLP composés de protéines de capside L1 recombinantes assemblées en VLP, qui sont hautement immunogènes et ont démontré une efficacité remarquable dans la prévention de l’infection par le VPH et du cancer du col de l’utérus. La technologie VLP a également été appliquée au développement de vaccins contre l’hépatite E, les norovirus et la grippe. Les vaccins sous-unitaires nécessitent généralement des adjuvants pour améliorer l’immunogénicité. Le vaccin contre l’hépatite B utilise des sels d’aluminium (alun), tandis que des adjuvants plus récents tels que l’AS04 (alun avec lipide monophosphoryl A) et MF59 (émulsion huile dans eau) sont utilisés respectivement dans les vaccins contre le VPH et la grippe.
Vaccins à vecteur viral
Les vaccins à vecteur viral utilisent un virus inoffensif (le vecteur) pour administrer le matériel génétique codant pour l’antigène d’intérêt dans les cellules hôtes, où l’antigène est produit de manière endogène et présenté au système immunitaire. Les vecteurs basés sur l’adénovirus sont parmi les plus largement utilisés, notamment l’adénovirus du chimpanzé ChAdOx1 utilisé dans le vaccin Oxford-AstraZeneca contre la COVID-19 et l’adénovirus humain de type 26 (Ad26) utilisé dans le vaccin contre la COVID-19 de Johnson & Johnson. Les vecteurs du virus de la stomatite vésiculaire (VSV) sont utilisés dans le vaccin contre Ebola (rVSV-ZEBOV), qui a démontré une efficacité de 100 % lors des essais cliniques. Les vecteurs viraux peuvent induire de fortes réponses de lymphocytes T et d’anticorps, et une immunité préexistante contre le vecteur (en particulier les adénovirus humains) peut réduire l’immunogénicité du vaccin, une limitation résolue par l’utilisation de sérotypes rares ou d’adénovirus de primates non humains. La vaccine Ankara modifiée (MVA) et les vecteurs du canarypox (ALVAC) sont d’autres plates-formes basées sur le poxvirus présentant d’excellents profils de sécurité et utilisées dans les vaccins contre le VIH, le paludisme et la tuberculose en cours de développement.
Vaccins à base d’acide nucléique
Les vaccins à base d’acide nucléique délivrent du matériel génétique (ADN ou ARN) codant pour l’antigène directement aux cellules hôtes, exploitant ainsi la machinerie cellulaire pour produire l’antigène in situ. Les vaccins à ARN messager (ARNm), validés à une vitesse sans précédent pendant la pandémie de COVID-19, se composent d’ARNm synthétique codant pour l’antigène viral encapsulé dans des nanoparticules lipidiques (LNP) pour l’administration et la protection contre les nucléases. Les vaccins Pfizer-BioNTech (BNT162b2) et Moderna (ARNm-1273) contre la COVID-19 ont atteint une efficacité de plus de 90 % lors des essais cliniques et ont été administrés à des milliards de personnes dans le monde. Les vaccins à ARNm offrent plusieurs avantages : ils peuvent être conçus et fabriqués rapidement sur la seule base des informations sur la séquence génomique, ils sont entièrement produits dans des systèmes acellulaires et ils ne s’intègrent pas dans le génome de l’hôte. Les nucléosides modifiés (tels que la N1-méthylpseudouridine) réduisent la détection immunitaire innée et améliorent la traduction. La formulation LNP est essentielle pour l’administration, la stabilité et l’immunogénicité. Les vaccins à ADN sont constitués d’ADN plasmidique codant pour l’antigène, administré par électroporation ou injection sans aiguille, et offrent une plus grande stabilité que l’ARNm mais une immunogénicité généralement plus faible chez l’homme.
Stratégies de vaccination et immunité collective
Les stratégies de vaccination visent à atteindre l’immunité collective, le seuil auquel une proportion suffisante de la population est immunisée pour que la transmission soit interrompue, protégeant même les individus non vaccinés grâce à une circulation réduite des agents pathogènes. Le seuil d’immunité collective dépend du nombre de reproduction de base (R₀) de l’agent pathogène et de l’efficacité du vaccin, et pour la rougeole (R₀ = 12-18), il faut qu’environ 95 % de la population soit immunisée. Les programmes de vaccination systématique des enfants constituent le fondement de la vaccination de santé publique, permettant d’obtenir une couverture élevée contre des maladies telles que la rougeole, la poliomyélite, la diphtérie, le tétanos, la coqueluche et l’hépatite B. Des doses de rappel sont nécessaires lorsque l’immunité diminue avec le temps ou lorsque la variation antigénique permet à l’agent pathogène de s’échapper, comme dans le cas des vaccins contre la grippe saisonnière mis à jour chaque année pour correspondre aux souches en circulation. La vaccination maternelle, dans le cadre de laquelle les femmes enceintes sont vaccinées pour se protéger et transmettre des anticorps protecteurs au nouveau-né, est efficace contre la grippe, la coqueluche et, plus récemment, le VRS. La vaccination en anneau, une vaccination ciblée des contacts des cas confirmés, a été utilisée avec succès dans l’éradication de la variole et la réponse à l’épidémie d’Ebola.
