Chapitre Vaccination 1er SPE SVT

L'utilisation de l'immunité adaptative en santé humaine

Ce génially va vous permettre de découvrir les grandes lignes du principe de la vaccination et de son histoire, de sa création à son utilisation dans la lutte contre les grandes pandémies ... Vous découvrirez aussi ce qu'est l'immunothérapie et comment elle est exploitée à des fins de santé

Réalisé par Mr Bouvier et Mme Villemin et modifié par Mr Pioche

Sommaire

Vaccins et lutte indirecte contre certains cancers

Vaccins et adjuvents

Histoire de la vaccination

- Qu'est ce que la vaccination préventive

- Que trouve-t-on dans un vaccin ? - A quoi sert un adjuvent ?

Exemples de l'hépatite B et du papillomavirus humain

De la création de la vaccination et des vaccins aux succès de leur utilisations contre de grandes pandémies

Principe(s) de la vaccination préventive

Enjeux citoyens

Vaccination à ARN et COVID-19

Pour les plus curieux

L'immunothérapie

Un article en plus sur l'hésitation des français à se vacciner

Vaccins thérapeutiques et utilisation d'anticorps monoclonaux

Quel est le principe d'un vaccin à ARN ?

- Comment protéger les populations fragiles ?

La vaccination préventive

La vaccination consiste à injecter des substances immunogènes mais non pathogènes pour l'organisme afin de déclencher une réponse immunitaire primaire.

La réponse primaire aboutit à la formation de LT et de LB mémoires spécifiques des antigènes de l'agent pathogène (Cf : cours sur l'immunité adaptative) En cas de contact avec la forme virulente des agents pathogènes, l'organisme pourra réagir rapidement grâce à une réponse secondaire rapide et plus importante fondée sur les propriétés de ces cellules mémoires : il est donc immunisé. Ainsi, tout au long de sa vie, le phénotype immunitaire d'un individu (détesrminé entre autres par la diversité de le nombre de cellules mémoires dont il dispose) évolue au gré de ses vaccinations et rencontrent successives avec des agents pathogènes.

La mémoire immunitaire

La mémoire immunitaire

La mémoire immunitaire est rendue possible grâce à la formation des LT et LB mémoire lors de la 1ere infection.

Analyser ces deux graphiques pour mettre en évidence l'efficacité accrue de la réponse secondaire par rapport à la réponse primaire

En cas de seconde rencontre avec cet antigène, les lymphocytes mémoires, déjà présents, prolifèrent plus intensément que les lymphocytes naïfs et se différencient plus vite en cellule effectrices (plasmocytes ou LT cytotoxique). En outre, certains effecteurs produits lors du premier contact avec l'agent infectieux sont conservés après élimination de ce dernier : il s'agit des plasmocytes mémoires. Les anticorps qu'ils sécrètent contribuent à la protection de l'organisme. Ces cellules mémoires permettent une réponse secondaire à l'antigène plus rapide et quantitativement plus importante, donc plus efficace.

Comparaison de la réponse immunitaire adaptative contre le virus de la grippe chez des souris ayant ou non été déjà infectées. La réponse immunitaire est dite primaire chez les souris n'ayant jamais été infectées par le virus. Chez les souris ayant déjà été infectées, la réponse est dire secondaire

Pensais tu vraiment avoir la réponse sans travailler ?

Analyser ces deux graphiques pour mettre en évidence l'efficacité accrue de la réponse secondaire par rapport à la réponse primaire

Dans la réponse primaire on observe une augmentation du nombre de LTC de 0 à 500 UA entre 5 et 10 jours après l'infection. Or dans la réponse secondaire, on observe une augmentation du nombre de LTC de 0 à 4300 UA entre 2 et 13 jours. De même, dans la réponse primaire, on observe une augmentation du nombre d'anticorps de 0 à 500 en 14 jours alors que dans la réponse secondaire, le nombre d'anticorps passe de 200 à 1000 UA en 7 jours. Dans la réponse primaire, le virus est éliminé en 11 jours environs contre 6 jours pour la réponse secondaire. J'en déduis que la réponse secondaire est bien plus rapide et efficace que la réponse primaire.

Comparaison de la réponse immunitaire adaptative contre le virus de la grippe chez des souris ayant ou non été déjà infectées. La réponse immunitaire est dite primaire chez les souris n'ayant jamais été infectées par le virus. Chez les souris ayant déjà été infectées, la réponse est dire secondaire

Ok j'ai vraiment travaillé cet fois, permettez moi d'avoir la correction

Effets de la vaccination préventive sur la défense immunitaire

La capacité d'un individu à se défendre contre des agents pathogènes dépend de son phénotype immunitaire. Celui-ci se modifie au gré des expositions aux antigènes des agents infectieux.

Calendrier des vaccinations préventives

Notion de rappel vaccinal

Comprendre les bénéfices de la vaccination

La vaccination infentile en quelques chiffres

Vaccins et adjuvants

Les vaccins disponibles aujourd'hui sont fabriqués à partir d'organismes pathogènes vivants atténués, inactivés entiers, ou de fragments d'organismes. Dans ces 2 derniers cas, ils sont souvent injectés en association avec un adjuvant afin de stimuler le déclenchement d'une réponse innée préalablement, indispensable à la mise en oeuvre d'une réponse adaptative efficace.

Les vaccins à base de pathogènes "tués" ou inactivés

Les vaccins à base de pathogènes vivants atténués

A propos des adjuvants

(version du pathogène entier mais affaibli par un traitement)

(version du pathogène incapable de se multiplier)

Il existe également des vaccins sans agents infectieux

Histoire de la vaccination

Louis Pasteur (1822-1895)

1990

1930-1960

1885

Succès vaccinale contre la poliomyélite

Pasteur et le premier vaccin atténué

1796

Nouveaux vaccins et vaccins combinés

Edward Jenner et la variole

Actuel

XVIIIe siècle

1853

1980

Années 1920

1998

Le premier vaccin obligatoire

Eradication de la variole

La résurrection du mouvement antivax : le vaccin ROR

Découverte des anatoxines et de la notion d'adjuvant

Vaccins et lutte indirecte contre certains cancers

Les cancers ne sont pas des maladies contagieuses et pourtant, des virus sont impliqués dans le développement de certaines tumeurs. Lorsqu'une infection virale n'est pas éliminée par les défenses immunitaires du corps, les virus s'installent de façon chronique dans certaines cellules. A la longue, cette situation peut favoriser la dégénérescence cancéreuse de ces cellules. C'est pas exemple le cas pour les cancers du col de l'utérus et les cancers primitifs du foie (ceux dont l'origine se situe dans le foie).

Exemple de l'hépatite B

Exemple du papillomavirus

Vaccins à ARN et lutte face à la pandémie de Covid-19

Le vaccin de Pfizer, qui serait efficace à 90% pour prévenir la Covid-19, est un vaccin à ARN, une technologie dont les bases ont été posées il y a une vingtaine d'années. Le vaccin de Pfizer contre le Covid-19 utilise une version récente des vaccins sans agents infectieux, Les vaccins à ARN messager. Cette technique fait encore l'objet de nombreuses recherches. En effet, pour le moment aucun vaccin à ARNm n'est commercialisé pour un usage en santé humaine. En revanche, l'utilisation de l'ARNm dans les vaccins ne nous est pas totalement étrangères ! De nombreux vaccins de ce type ont déjà été utilisés en santé animale (chez le porcs notamment).

Les avantages du vaccin à ARN

Techniques et objectif de vaccination

Comment expliquer la création d'un vaccin pour faire face à l'épidémie de Covid-19 en seulement 1 an ?

Source pour l'ensemble des iconographies : Vie de Carabin.

L'immunothérapie

Les cellules cancéreuses présentent à leur surface des antigènes repérables par notre système immunitaire. Une réaction immunitaire se déclenche alors, détruistant bon nombre de ces cellules avant qu'elles ne se développent en tumeur. Pourtant, certaines échappent à notre système immunitaire. L'immunothérapie est un traitement qui vise à stimuler les défenses immunitaires de l'organisme contre les cellules cancéreuses. Elle constitue aujourd'hui une véritable révolution dans la lutte contre le cancer. Il s'agit également d'un champ de recherche aux impliations sociétale importantes.

Prix Nobel de médecine 2018 James Allison et Tasuku Honjo " pour leur découverte du traitement du cancer par inhibition de la régulation immunitaire négative"

Les anticorps monoclonaux

Les vaccins thérapeutiques

Les anticorps monoclonaux

Depuis une vingtaine d'années, les anticorps monoclonaux sont utilisés pour traiter des maladies très variées : pathologies infectieuses, maladies auto-immunes, cancers ... Les anticorps monoclonaux forment une population homogène d'anticorps car ils sont issus d'un clone unique de lymphocytes B. Ils sont dirigés contre un seul épitope antigénique (partie de l'antigène reconnue par les lymphocytes).

Un aperçu de l'efficacité des anticorps monoclonaux dans la lutte contre le cancer du colon

L'immunothérapie reste coûteuse ...

Enjeux citoyens

Le développement de vaccins et de stratégies vaccinales collectives permet de protéger des populations par la limitation des effets, l'élimination ou l'éradication de certaines maladies

Vacciner c'est protéger, vacciner c'est sauver

Couverture vaccinale

Couverture vaccinale

Il vous est proposé ici d'étudier les résultats de la modélisation de différentes couvertures vaccinale (0%,25%, 50%, 75%, 95%). Tout les paramètres de contamination et de propagation sont identiques pour tous les modèles. A l'aide de l'ensemble des connaissances obtenus durant ce parcours et de vos interprétations des résultats des différentes modélisations de couvertures vaccinale, proposez une argumentation solide à soumettre à un antivax pour tenter de le convaincre de l'importance de la vaccination.Travail facultatif qui peut être rendu !

Taux de la couverture vaccinale dans la population

Etat de la population après l'infection

Etat de la population avant l'infection

0 %

25 %

50 %

75 %

95 %

La vaccination représente l'un des plus grands succès de la santé publique : selon l'OMS, 2 à 3 millions de vies sont sauvées chaque année grâce à cet acte simple de prévention. Plusieurs millions de personnes sont vaccinées chaque année en France. Se faire vacciner en respectant le calendrier de vaccinations est le moyen de prévention le plus efficace aujourd'hui pour lutter contre certaines maladies infectieuses graves, difficile à traiter et/ou à risques de complications et de séquelles. Certains vaccins, comme celui contre le virus de la grippe sont à renouveler chaque année, contrairement à d'autres qui ne sont à renouveler que tous les 5 ou 10 ans. En effet, les antigènes utilisés dans le vaccin contre la grippe changent tous les ans pour s'adapter aux nombreuses mutations du virus. Il es particulièrement recommandé chez les personnes âgées, les femmes enceintes ou des personnes présentant certaines maladies chroniques.

Source : Belin

En 1998, une étude publiée dans la prestigieuse revue médicale The Lancet suggère un lien entre la vaccination ROR qui protège contre la rougeole, la rubéole et les oreillons, et la survenue de l'autisme chez les enfants en bas âge. L'étude s'avère être un « trucage » de son auteur Andrew Wakefield. Le démenti officiel de la revue et les multiples travaux postérieurs démontrant l'absence de lien entre vaccin et autisme ne parviendront pas à taire les craintes. La fausse étude est encore aujourd'hui régulièrement citée par des opposants aux vaccins.

Source : Futura-Santé

L’hépatite B est une infection du foie causée par le virus de l’hépatite B (VHB). Ce virus se transmet par le sang et par les autres fluides corporels, essentiellement les sécrétions vaginales et le sperme. En France, on estime que près de 280 000 personnes sont porteuses d’une hépatite B chronique et que, chaque année, près de 1 500 décès/an sont liés à l’hépatite B.

Le vaccin contre l’hépatite B est très efficace. La protection est de très longue durée, probablement à vie, même si les anticorps ne sont plus détectés dans le sang. Il n’y a pas besoin de rappel.. La capacité du vaccin à réduire le nombre de cas d’hépatite B et ses complications, en particulier les cancers du foie, a été démontrée dans les pays touchés par la maladie où le nombre de cas à très nettement diminué. En France, la campagne de vaccination contre l’hépatite B menée au milieu des années 1990 a permis de réduire de manière très importante le nombre d’hépatites B fulminantes

Au Royaume-Uni, le vaccin contre la variole devient obligatoire pour les enfants dès 1853. Cette toute première obligation vaccinale suscite une opposition virulente. Les adversaires invoquent le "danger" d'injecter des produits issus d'animaux, des "motifs religieux" ou encore l'"atteinte aux libertés individuelles" (d'après Inserm, Le Muscadier). Une "clause de conscience" est introduite dans la loi britannique en 1898 (disposition renforcée en 1907) pour permettre aux récalcitrants de se soustraire à l'obligation vaccinale. En France, le vaccin antivariolique devient obligatoire en 1902.

Source : Futura-Santé

Les vaccins thérapeutiques visent à "aider" une personne MALADE en stimulant son système immunitaire. Il ne faut pas les confondre avec les vaccins préventifs (dont nous discutons dans la vaccination préventive) qui eux sont administrés à des personnes SAINES dans le but de les immuniser.

Les scientifiques démontrent que ce sont les toxines sécrétées par le bacille de la diphtérie et du tétanos qui rendent ces maladies redoutables. Ils découvrent également comment le corps se protège de la maladie : en fabriquant des anticorps. Tout cela ouvre la voie à la production de vaccins contenant des « anatoxines », des toxines modifiées pour leur faire perdre leur toxicité. C’est à cette période également qu’on découvre l’« effet adjuvant » de certaines substances, comme les sels d’aluminium, qui augmentent le pouvoir immunogène du vaccin en boostant la création d’anticorps. Les vaccins contre la diphtérie (1923), la coqueluche (1926) et le tétanos (1926) sont synthétisés. Les recherches s’écartent du principe d’atténuation du pathogène pour opter pour son inactivation : le vaccin contient des bacilles tués. Des vaccins contre la typhoïde et contre la tuberculose (le BCG mis au point en 1921 par Albert Calmette et Camille Guérin) voient également le jour.

Le cetuximab est un anticorps monoclonal chimérique utilisé en association avec la chimiothérapie pour traiter le cancer colorectal.

Les sels d'aluminium constituent l'adjuvant le plus utilisé dans le monde, mais aussi le plus efficace et le mieux toléré. Ils permettent un relargage progressif de l'antigène vaccinal. Les spécialistes appellent ce phénomène l'effet dépôt : les sels d'aluminium libèrent l'antigène très progressivement dans l'organisme et pas d'un seul coup. De plus, ils favorisent la production d'anticorps. Les sels d'aluminium, un composant dangereux ? Si les sels d'aluminium sont très utilisés, ils sont aussi très controversés. L'OMS recommande un maximum de 1mg de sels d'aluminium par kilogramme et par jour dans l'alimentation. Or, les vaccins prévus dans le calendrier vaccinal contiennent une dose d'aluminium inférieur à 0.85 mg/dose. Selon le laboratoire Pfizer, un individu de 60 ans en aura ingéré environ 82 00 fois plus d'aluminium par son alimentation que par les adjuvants vaccinaux, selon son mode de vie. Leurs seuls effets secondaires connus à ce jour sont des réactions inflammatoires locales.

Source : Allodocteurs

Source : Belin

En utilisant ce document, comment pouvez vous justifier l'intérêt des rappels vaccinaux ?

Source : Belin

Au XVIIIe siècle, la variole (infection virale occasionnant l'apparition de pustules hautement contagieuses) fait des ravages parmi les jeunes enfants en Europe. En Angleterre, on remarque que les fermiers ayant contracté la vaccine, une forme de variole affectant les vaches mais bénigne pour l'Homme, sont protégés de la variole et ne contractent donc pas la maladie. En 1796, le médecin Edward Jenner a l'idée d'inoculer chez un enfant du pus prélevé sur une fermière infectée par la vaccine. Puis il s’efforce d’infecter son « cobaye » avec la variole, sans succès : celui-ci ne développe pas la maladie. Le Britannique devient le premier à expérimenter scientifiquement la « vaccination ». Mais le procédé existait déjà, au moins depuis le début du XVIIIe siècle, sous une forme empirique et aléatoire : la « variolisation ». La technique, qui consistait à mettre une personne en contact avec les pustules d'un malade peu atteint suscitait craintes, débats et polémiques médicales.

Comparaison du phénotype macroscopique de 2 individus atteint de la variole (à gauche) ou sain (à droite).

Edward Jenner inoculant les germes de la vaccine à un enfant (1885)

Source : Futura-Santé et Vaccination-info.be

Source : Allodocteurs

Dans la seconde moitié du 19ème siècle, Louis Pasteur, un docteur en sciences français, explore le rôle des microbes dans la survenue des maladies contagieuses, en travaillant sur des animaux d’élevage. Il démontre que le choléra des poules est dû à une bactérie. Retrouvant dans son laboratoire de vieilles cultures de cette bactérie, il les administre à des volailles. Celles-ci tombent malades mais ne meurent pas, même quand on les infecte ensuite avec des germes frais et virulents.Louis Pasteur vient de créer un vaccin atténué. En l’honneur de Jenner, il invente le terme « vaccin ». En 1881, Pasteur énonce le principe de la vaccination : inoculer « des virus affaiblis ayant le caractère de ne jamais tuer, de donner une maladie bénigne qui préserve de la maladie mortelle ». Après avoir mis au point un autre vaccin animal atténué contre la maladie du charbon qui décimait les troupeaux ovins et bovins, Pasteur oriente ses recherches vers la vaccination humaine. Il se penche sur une maladie touchant à la fois l’animal et l’homme : la rage. A partir de cerveaux d’animaux morts de la rage, Pasteur parvient à isoler, purifier et inactiver la souche de l’agent contagieux. En 1885, il met au point le premier vaccin humain à virus atténué. En l’occurrence, celui-ci est utilisé post-exposition (il est administré avec succès à un jeune berger mordu par un chien supposé enragé). Une commission d’enquête internationale confirme son efficacité. La découverte provoque un afflux mondial de candidats à la vaccination. Il s’est avéré par la suite que le virus utilisé dans le vaccin contre la rage était détruit, ce qui a ouvert la voie à des vaccins à base de microbes « tués ». Louis Pasteur crée autour de lui une véritable école de pensée scientifique. Il fonde un institut, l’Institut Pasteur, et forme de nombreux chercheurs en infectiologie, immunologie, parasitologie, génétique…

Les vaccins contre les infections à HPV ont été introduits dans de nombreux pays dans le monde depuis 2006/2007. L’efficacité des vaccins contre les HPV est ainsi désormais démontrée en vie réelle pour la prévention des lésions cervicales de haut grade, événement préalable à une évolution vers le cancer invasif du col de l’utérus. En Australie, où la recommandation de vacciner les filles date de 2007 et celle des garçons de 2013, la couverture vaccinale d’au moins 80 % a permis : - une réduction de plus de 77 % des génotypes responsables de 75 % des cancers du col de l’utérus ; - une diminution de plus de 50 % de l’incidence des lésions précancéreuses cervicale de haut grade chez les jeunes filles de moins de 20 ans. Dans ce pays, le succès de la campagne de vaccination, associée au dépistage, ouvre la perspective d’une éradication du cancer du col de l’utérus d’ici une quinzaine d’année. Cependant, l’évaluation de l’efficacité en termes de réduction des cancers nécessitera plusieurs années en raison de la durée de survenue de ces pathologies à la suite d’une infection HPV (entre 10 et 30 ans avec une prévalence faible avant 30 ans).

Depuis le 1er janvier 2018, 11 vaccins et leurs rappels sont obligatoires selon un calendrier encadré par la loi. D'autres vaccins et rappels sont facultatifs (fièvre jaune, méningite ...) mais ils peuvent devenir recommandés ou obligatoires selon l'état de santé, la profession ou les déplacements à l'étranger.

Source : Belin

Source : Allodocteurs

Le dernier cas recensé de variole, contractée de manière naturelle, a été diagnostiqué en Somalie, le 26 octobre 1977. Cette maladie, qui a fait environ 300 millions de morts au cours du XXe siècle, selon des experts, a été déclarée éradiquée par l'Organisation mondiale de la santé (OMS) le 8 mai 1980.

Source : Futura-Santé

En fait, aucun vaccin n’est efficace à 100% et une petite partie de la population n’est jamais immunisée malgré les vaccinations. De plus, des raisons médicales peuvent contre-indiquer l’administration de vaccins. C’est le cas de réactions allergiques importantes. Voilà pourquoi certains vaccins obtenus par des cultures de virus sur des œufs ne doivent pas être administrés aux personnes allergiques aux œufs (c’est le cas de celui contre la fièvre jaune, par exemple). C’est aussi le cas de la grossesse ou de l’immunodépression, pour les vaccins obtenus à partir de bactéries et de virus vivants atténués, où le risque est important. Ce risque n’existe pas pour les vaccins inactivés (agents pathogènes morts). Le fait de vacciner les jeunes enfants permet justement d’éviter la circulation de l’agent pathogène. C’est une raison majeure pour éviter les épidémies et enlever un risque majeur, même si quelques réactions secondaires sont toujours possibles. Un des aspects essentiels de la vaccination, c’est l’effet vis-à-vis de la collectivité. À partir du moment où la couverture vaccinale est suffi sante (en moyenne 95%), l’agent pathogène ne circule plus. C’est toute la population qui est protégée. C’est-à-dire les très jeunes enfants, avant vaccination, ou ceux qui ne peuvent pas être vaccinés pour des raisons de santé. Indirectement, ces personnes à risque sont protégées d’infections graves, et même mortelles, par ceux qui sont vaccinés.

Source : APBG

Quelques adjuvants et leurs mécanismes d'action.

En plus du principe actif, les vaccins non vivants sont constitués d'un diluant, de conservateurs, ainsi que d'adjuvants. Les vaccins vivants sont très immunogènes et se passent d'adjuvants

Belin éducation

La poliomyélite est une maladie due à l’un des trois poliovirus existants, principalement présents dans les selles des personnes infectées. La transmission se fait par l’ingestion d’aliments, d’eau ou de boissons contaminés par les selles d’une personne porteuse du virus. La transmission peut également se faire à partir des virus présents dans la gorge des individus infectés. Chez un petit nombre de personnes, le virus atteint la moelle épinière et les neurones qui commandent les muscles, et entraîne des paralysies qui peuvent persister après la guérison de la maladie initiale. Avant la vaccination, la poliomyélite représentait la principale cause de handicaps chez l’enfant. La maladie peut évoluer vers le décès. Il n’existe pas de traitement spécifique des virus de la poliomyélite. Le vaccin est très efficace et permet une protection dès la 2e injection. La vaccination a permis d’éliminer la poliomyélite en France comme dans la plupart des autres pays du monde. Depuis 1990, aucun cas de poliomyélite n’a été déclaré dans notre pays. Grâce à la vaccination, la poliomyélite devrait être la prochaine maladie éradiquée dans le monde.

Des progrès dans les méthodes de culture de virus permettent l’émergence de plusieurs vaccins viraux. On passe d’une culture sur des œufs, des embryons de poulet, des tissus d’animaux vivants… à des techniques de culture cellulaire en milieu synthétique, qui seront adoptées largement en Europe et aux États-Unis. Les efforts se concentrent d’abord sur la fièvre jaune, contre laquelle un vaccin apparaît dans les années 30. L’Américain Jonas Salk met au point le premier vaccin contre la grippe, puis, 20 ans plus tard, le premier vaccin injectable contre la poliomyélite. Quelques années après, le médecin polonais Albert Sabin en propose une forme orale (prise par la bouche). C’est également dans les années 50-60 que voient le jour les vaccins à plusieurs valences, offrant une protection combinée contre plusieurs maladies à la fois. C’est le cas notamment du vaccin trivalent diphtérie–tétanos–poliomyélite (DTP) et du vaccin trivalent rougeole–rubéole–oreillons (RRO).