Les vaccins peuvent être divisés en un certain nombre de types différents,mais fonctionnent finalement sur le même principe. Il s’agit de stimuler la réponse immunitaire pour qu’elle reconnaisse un agent pathogène (un organisme pathogène) ou une partie d’un agent pathogène. Une fois que le système immunitaire a été entraîné à le reconnaître, si l’organisme est exposé ultérieurement à l’agent pathogène, celui-ci sera éliminé du corps. Plus précisément, le système immunitaire reconnaît les « antigènes » étrangers, parties de l’agent pathogène à la surface ou à l’intérieur de celui-ci, qui ne se trouvent pas normalement dans l’organisme.
Vaccins contre l’agent pathogène entier
La méthode de vaccination la plus ancienne et la plus connue consiste à utiliser l’agent pathogène entier responsable de la maladie dans un vaccin afin de produire une réponse immunitaire similaire à celle observée lors d’une infection naturelle. L’utilisation de l’agent pathogène à l’état naturel provoquerait une maladie active et pourrait être potentiellement dangereuse pour l’individu qui la reçoit et risquerait de la propager à d’autres personnes. Pour éviter cela, les vaccins modernes utilisent des agents pathogènes qui ont été modifiés.
Vaccins vivants atténués
Les vaccins vivants atténués contiennent des bactéries ou des virus entiers qui ont été « affaiblis »(atténués) de sorte qu’ils créent une réponse immunitaire protectrice mais ne provoquent pas de maladie chez les personnes en bonne santé. Pour la plupart des vaccins modernes, cet « affaiblissement » est obtenu par modification génétique de l’agent pathogène, soit comme un phénomène naturel, soit comme une modification spécifiquement introduite par les scientifiques.
Les vaccins vivants ont tendance à créer une réponse immunitaire forte et durable et comprennent certains de nos meilleurs vaccins. Cependant, les vaccins vivants peuvent ne pas convenir aux personnes dont le système immunitaire ne fonctionne pas, que ce soit en raison d’un traitement médicamenteux ou d’une maladie sous-jacente. En effet, les virus ou les bactéries affaiblis pourraient, dans certains cas, se multiplier de manière excessive et provoquer des maladies chez ces personnes.
Vaccins vivants atténués utilisés dans le calendrier britannique :
- Vaccin contre le rotavirus
- Vaccin contre le MRM
- Vaccin contre la grippe nasale
- Vaccin contre la zona
- Vaccin contre la varicelle. vaccin (groupes spéciaux uniquement)
- Vaccin BCG contre la tuberculose (groupes spéciaux uniquement)
Vaccins de voyage vivants utilisés au Royaume-Uni :
- Vaccin contre la fièvre jaune
- Vaccin oral contre la typhoïde (pas le vaccin injecté)
Vaccins inactivés
Les vaccins inactivés contiennent des bactéries ou des virus entiers qui ont été tués ou ont été modifiés, de sorte qu’ils ne peuvent pas se répliquer. Comme les vaccins inactivés ne contiennent pas de bactéries ou de virus vivants, ils ne peuvent pas provoquer les maladies contre lesquelles ils protègent, même chez les personnes dont le système immunitaire est gravement affaibli. Cependant, les vaccins inactivés ne créent pas toujours une réponse immunitaire aussi forte ou durable que les vaccins vivants atténués.
Vaccins « entiers tués » utilisés dans le calendrier britannique :
- Vaccin antipoliomyélitique inactivé ou VPI (dans le vaccin 6 en 1, le rappel préscolaire, rappel pour les adolescents et le vaccin contre la coqueluche pendant la grossesse)
- Certains vaccins antigrippaux inactivés qui sont décrits comme des « virions divisés »
- Vaccin contre l’hépatite A (groupes spéciaux uniquement)
Exemples de vaccins de voyage « tués entiers » utilisés au Royaume-Uni :
- Vaccin contre la rage
- Vaccin contre l’encéphalite japonaise
Vaccins sous-unités
La plupart des vaccins du calendrier britannique sont des vaccins sous-unités qui ne contiennent pas du tout de bactéries ou de virus entiers. Au lieu de cela, ces vaccins contiennent généralement un ou plusieurs antigènes spécifiques (ou « drapeaux ») de la surface de l’agent pathogène. L’avantage des vaccins sous-unitaires par rapport aux vaccins à pathogène entier est que la réponse immunitaire peut se concentrer sur la reconnaissance d’un petit nombre de cibles antigéniques (« drapeaux »).
Les vaccins sous-unitaires ne créent pas toujours une réponse immunitaire aussi forte ou durable que les vaccins vivants atténués. Ils nécessitent généralement des doses répétées au départ et des rappels ultérieurs les années suivantes. Des adjuvants sont souvent ajoutés aux vaccins sous-unitaires. Il s’agit de substances qui contribuent à renforcer et à prolonger la réponse immunitaire au vaccin. Par conséquent, les réactions locales courantes (comme un bras douloureux) peuvent être plus perceptibles et plus fréquentes avec ces types de vaccins.
Vaccins à protéines recombinantes
Les vaccins recombinants sont fabriqués à partir de cellules de bactéries ou de levures pour fabriquer le vaccin. Un petit morceau d’ADN est prélevé sur le virus ou la bactérie contre lequel on veut se protéger et inséré dans les cellules de fabrication. Par exemple, pour fabriquer le vaccin contre l’hépatite B, une partie de l’ADN du virus de l’hépatite B est insérée dans l’ADN de cellules de levure. Ces cellules de levure sont alors capables de produire une des protéines de surface du virus de l’hépatite B, et celle-ci est purifiée et utilisée comme principe actif du vaccin.
La plupart des vaccins du calendrier britannique sont des vaccins sous-unitaires qui ne contiennent pas du tout de bactéries ou de virus entiers. (Au lieu de cela, ces vaccins contiennent des polysaccharides (sucres) ou des protéines provenant de la surface des bactéries ou des virus. Ces polysaccharides ou protéines sont les parties que notre système immunitaire reconnaît comme « étrangères » et sont appelées antigènes. Même si le vaccin ne contient que quelques-unes des milliers de protéines présentes dans une bactérie, elles sont suffisantes en elles-mêmes pour déclencher une réponse immunitaire qui peut protéger contre la maladie.
Vaccins recombinants utilisés dans le calendrier britannique :
- Vaccin contre l’hépatite B (dans le vaccin 6 en 1 et comme vaccin séparé contre l’hépatite B)
- Vaccin contre le VPH
- Vaccin contre le MenB. Celui-ci contient des protéines provenant de la surface des bactéries méningocoques. Trois des protéines sont fabriquées à l’aide de la technologie recombinante.
Vaccins toxoïdes
Certaines bactéries libèrent des toxines (protéines toxiques) lorsqu’elles attaquent l’organisme, et c’est contre les toxines plutôt que contre la bactérie elle-même que l’on veut se protéger. Le système immunitaire reconnaît ces toxines de la même manière qu’il reconnaît d’autres antigènes à la surface de la bactérie, et est capable d’organiser une réponse immunitaire contre elles. Certains vaccins sont fabriqués avec des versions inactivées de ces toxines. On les appelle « anatoxines » car elles ressemblent à des toxines mais ne sont pas toxiques. Ils déclenchent une forte réponse immunitaire.
Vaccins toxoïdes utilisés dans le calendrier britannique :
- Vaccin antidiphtérique (dans le vaccin 6 en 1, le rappel préscolaire, le rappel pour les adolescents et le vaccin contre la coqueluche pendant la grossesse)
- Vaccin antitétanique (dans le vaccin 6 en 1, rappel préscolaire, rappel adolescent et vaccin coquelucheux pendant la grossesse)
- Vaccin coquelucheux (dans le vaccin 6 en 1, le rappel préscolaire et le vaccin coquelucheux pendant la grossesse). Il contient de l’anatoxine coquelucheuse, ainsi que des protéines de la surface de la bactérie coquelucheuse. Il est souvent appelé vaccin « acellulaire ».
Vaccins conjugués
« Conjugué » signifie « relié » ou « joint ». Avec certaines bactéries, pour obtenir une protection par un vaccin, il faut entraîner le système immunitaire à réagir aux polysaccharides (sucres complexes à la surface des bactéries) plutôt qu’aux protéines. Mais au début des vaccins polysaccharidiques, on a constaté qu’ils ne fonctionnaient pas bien chez les bébés et les jeunes enfants.
Les chercheurs ont découvert qu’ils fonctionnaient beaucoup mieux si le polysaccharide était attaché (conjugué) à quelque chose d’autre qui crée une forte réponse immunitaire. Dans la plupart des vaccins conjugués, le polysaccharide est attaché à une protéine d’anatoxine diphtérique ou tétanique (voir « Vaccins anatoxiques » ci-dessus). Le système immunitaire reconnaît très facilement ces protéines et cela permet de générer une réponse immunitaire plus forte au polysaccharide.
Sur les fiches d’information sur les produits, l’anatoxine diphtérique est souvent appelée « protéine porteuse CRM197 », car elle est presque identique à l’anatoxine diphtérique mais pas tout à fait.
Vaccins conjugués utilisés dans le calendrier britannique :
- Vaccin Hib (dans le vaccin 6 en 1 et le vaccin Hib/MenC), qui contient un polysaccharide joint à l’anatoxine tétanique
- Vaccin MenC (dans le vaccin Hib/MenC), qui contient un polysaccharide joint à l’anatoxine tétanique
- VCP (vaccin pneumococcique pour enfants), qui contient des polysaccharides provenant de la surface de 13 types de bactéries à l’origine de l’infection pneumococcique, associés à l’anatoxine diphtérique (CRM197)
- MenACWY, qui contient des polysaccharides provenant de la surface de quatre types de bactéries responsables de la méningococcie, associés à l’anatoxine diphtérique ou tétanique
Il existe également un vaccin conjugué contre la fièvre typhoïde, appelé vaccin conjugué contre la typhoïde (TCV). Ce vaccin s’est révélé efficace dans une étude menée par Oxford Vaccine Group, et est recommandé par l’OMS pour protéger les enfants de la fièvre typhoïde dans les régions endémiques comme le Népal et le Bangladesh.
Particules de type viral
Les particules de type viral (VLP) sont des molécules qui ressemblent beaucoup aux virus, mais qui ne sont pas infectieuses car elles ne contiennent pas de matériel génétique viral. Elles peuvent être d’origine naturelle ou synthétisées par l’expression individuelle de protéines structurelles virales, qui peuvent ensuite s’auto-assembler dans la structure de type viral. Dans certains cas, les antigènes d’un vaccin VLP sont les protéines structurelles virales elles-mêmes. Par ailleurs, les VLP peuvent être fabriqués de manière à présenter à leur surface des antigènes provenant d’un autre agent pathogène, voire de plusieurs agents pathogènes à la fois. Comme chaque VLP présente plusieurs copies d’un antigène à sa surface, il est plus efficace pour stimuler une réponse immunitaire qu’une seule copie. Dans certains cas, les protéines structurelles du VLP peuvent agir comme des adjuvants, contribuant à renforcer la réponse immunitaire à l’antigène cible primaire.
Une poignée de vaccins à base de VLP sont actuellement utilisés dans le monde :
- Vaccin contre l’hépatite B
- Vaccin contre le VPH
Vaccins OMV
Les vésicules à membrane externe (OMV) sont naturellement produites par les bactéries et sont essentiellement une bavure de la membrane cellulaire externe bactérienne. Elle contient de nombreux antigènes présents sur la membrane cellulaire mais constitue une particule non infectieuse. En laboratoire, ces OMV peuvent être prélevés sur des bactéries pour être utilisés comme vaccins. Les OMV peuvent également être modifiés de manière à éliminer les antigènes toxiques et à conserver les antigènes susceptibles de stimuler une réponse immunitaire. Les OMV agissent aussi naturellement comme des adjuvants. Il s’agit d’une technologie vaccinale plus récente, il existe donc peu d’exemples homologués :
- Vaccin MenB (vaccin contre le méningocoque B)
Vaccins à acide nucléique
Les vaccins à acide nucléique fonctionnent d’une manière différente des autres vaccins en ce sens qu’ils ne fournissent pas l’antigène protéique au corps. Au lieu de cela, ils fournissent les instructions génétiques de l’antigène aux cellules de l’organisme et, à leur tour, les cellules produisent l’antigène, ce qui stimule une réponse immunitaire. Les vaccins à base d’acide nucléique sont rapides et faciles à développer, et sont très prometteurs pour le développement de vaccins à l’avenir.
Vaccins à ARN
Les vaccins à ARN utilisent l’ARNm (ARN messager) à l’intérieur d’une membrane lipidique (graisse). Cette enveloppe grasse protège l’ARNm lorsqu’il pénètre pour la première fois dans l’organisme, et l’aide également à pénétrer dans les cellules en fusionnant avec la membrane cellulaire. Une fois que l’ARNm est à l’intérieur de la cellule, un mécanisme à l’intérieur de la cellule le traduit en protéine antigène. Cet ARNm ne dure généralement que quelques jours, mais pendant cette période, suffisamment d’antigène est fabriqué pour stimuler une réponse immunitaire. Il est ensuite naturellement décomposé et éliminé par l’organisme. Les vaccins à ARN ne sont pas capables de se combiner avec le code génétique humain (ADN).
Il existe actuellement deux vaccins à ARN autorisés en urgence au Royaume-Uni. Les vaccins Pfizer BioNTech et Moderna COVID-19 sont tous deux des vaccins à ARN.
Vaccins à ADN
L’ADN est plus stable que l’ARNm et ne nécessite donc pas la même protection initiale. Les vaccins à ADN sont généralement administrés en même temps qu’une technique appelée électroporation. Celle-ci utilise des ondes électroniques de faible niveau pour permettre aux cellules du corps d’absorber le vaccin à ADN. L’ADN doit être traduit en ARNm dans le noyau cellulaire avant de pouvoir ensuite être traduit en antigènes protéiques qui stimulent une réponse immunitaire.
Il n’existe actuellement aucun vaccin à ADN homologué, mais il y en a beaucoup en développement.
Vaccins à vecteur viral
Comme les vaccins à acide nucléique, les vaccins à vecteur viral sont une technologie plus récente, utilisant des virus inoffensifs pour délivrer le code génétique des antigènes vaccinaux cibles aux cellules de l’organisme, afin qu’elles puissent produire des antigènes protéiques pour stimuler une réponse immunitaire. Les vaccins à vecteur viral sont cultivés dans des lignées cellulaires et peuvent être développés rapidement et facilement à grande échelle. Les vaccins à vecteur viral sont nettement moins chers à produire dans la plupart des cas par rapport aux vaccins à acide nucléique et à de nombreux vaccins sous-unitaires.
Les vecteurs viraux réplicants conservent la capacité de fabriquer de nouvelles particules virales parallèlement à la délivrance de l’antigène vaccinal lorsqu’ils sont utilisés comme plateforme d’administration du vaccin. Comme pour les vaccins vivants atténués à pathogène entier, cela présente l’avantage inhérent, en tant que virus réplicant, de fournir une source continue d’antigène vaccinal sur une période de temps prolongée par rapport aux vaccins non réplicants, et est donc susceptible de produire une réponse immunitaire plus forte. Un seul vaccin peut être suffisant pour donner une protection.
Les vecteurs viraux réplicatifs sont généralement sélectionnés de manière à ce que les virus eux-mêmes soient inoffensifs, ou soient atténués, de sorte que pendant qu’ils infectent l’hôte, ils ne peuvent pas causer de maladie. Malgré cela, comme il y a toujours une réplication virale en cours, il y a un risque accru d’événements indésirables légers (réactions) avec ces vaccins.
Un vaccin pour prévenir Ebola appelé Ervebo (rVSV-ZEBOV) utilise un virus recombinant de la stomatite vésiculaire. Ce vaccin a été approuvé dans toute l’Europe pour une utilisation en 2019, et a été utilisé dans de multiples épidémies d’Ebola pour protéger plus de 90 000 personnes. Le vaccin a principalement été utilisé dans le cadre de la « vaccination en anneau », où les contacts proches d’une personne infectée sont vaccinés pour empêcher la propagation du virus.
Vecteurs viraux non répliqués
Les vecteurs viraux non répliqués ne conservent pas la capacité de fabriquer de nouvelles particules virales pendant le processus de délivrance de l’antigène vaccinal à la cellule. Cela est dû au fait que les gènes viraux clés qui permettent au virus de se répliquer ont été supprimés en laboratoire. Cela présente l’avantage que le vaccin ne peut pas provoquer de maladie et que les événements indésirables associés à la réplication du vecteur viral sont réduits. Cependant, l’antigène du vaccin ne peut être produit que tant que le vaccin initial reste dans les cellules infectées (quelques jours). Cela signifie que la réponse immunitaire est généralement plus faible qu’avec les vecteurs viraux réplicatifs et que des doses de rappel seront probablement nécessaires.
Un vaccin à vecteur viral développé pour prévenir Ebola a été autorisé par l’Agence européenne des médicaments en juillet 2020. Le vaccin Oxford-AstraZeneca COVID-19 qui a été approuvé pour une utilisation d’urgence par la MHRA en décembre 2020, utilise également un vecteur viral non réplicatif appelé ChAdOx1.
Ce schéma montre comment fonctionne le vaccin Oxford-AstraZeneca COVID-19 :