Comment fonctionnent les vaccins : la science, les principaux types et l'histoire expliqués

Les vaccins fonctionnent en montrant au système immunitaire une version inoffensive de l'antigène d'un pathogène — la partie d'une bactérie ou d'un virus que le corps reconnaît comme étrangère — selon le bureau régional européen de l'Organisation mondiale de la santé. Cette exposition entraîne le système immunitaire sans causer la maladie elle-même.

Le mécanisme immunitaire

Lorsque le système immunitaire rencontre un antigène, les cellules blanches appelées lymphocytes B produisent des anticorps façonnés pour se lier à cet antigène spécifique, explique l'OMS Europe. Ces anticorps peuvent bloquer le pathogène directement ou le marquer pour destruction par d'autres cellules immunitaires telles que les phagocytes.

Le système immunitaire conserve également des cellules de « mémoire » après cette rencontre. L'OMS Europe note que la première infection naturelle chez une personne non vaccinée peut prendre sept à douze jours avant que le corps ne monte une défense efficace — un délai pendant lequel une maladie grave ou la mort peut survenir. La vaccination permet à la réponse de mémoire de se former à l'avance, de sorte qu'une rencontre ultérieure avec le vrai pathogène déclenche une réaction plus rapide et plus forte. L'OMS Europe ajoute que l'immunité de cette mémoire peut durer des années, des décennies ou une vie entière, bien qu'elle souligne que les vaccins de routine sont « très efficaces » mais qu'« aucun n'est efficace à 100 % », c'est pourquoi certains vaccins nécessitent plusieurs doses.

Immunité active versus passive

Le Pink Book du CDC, le manuel de référence de l'agence sur les maladies évitables par la vaccination, distingue deux voies vers l'immunité. L'immunité passive provient d'anticorps produits par une autre source, comme un fœtus recevant des anticorps maternels pendant la grossesse ; elle confère une protection immédiate mais temporaire qui s'estompe sur quelques semaines à quelques mois. L'immunité active se développe lorsque le propre système immunitaire d'une personne répond — soit à une infection naturelle, soit à un vaccin — et, en raison de la mémoire immunologique, elle dure généralement des années ou une vie entière.

Principaux types de vaccins

Le Pink Book du CDC groupe la plupart des vaccins traditionnels en deux grandes catégories. Les vaccins vivants atténués contiennent une forme affaiblie du virus ou de la bactérie qui se réplique toujours dans le corps, produisant une réponse immunitaire que le Pink Book décrit comme « pratiquement identique » à une infection naturelle ; ceux-ci ne nécessitent généralement qu'une seule dose injectée. Les vaccins inactivés ne peuvent pas se répliquer et se présentent sous plusieurs sous-types : les vaccins à cellules entières utilisent un pathogène tué (les exemples incluent les vaccins contre la polio, l'hépatite A et la rage) ; les vaccins à sous-unité utilisent uniquement les pièces protectrices de l'organisme (grippe, pneumocoque) ; les vaccins à toxoïde utilisent une toxine bactérienne inactivée (diphtérie, tétanos) ; les vaccins conjugués attachent chimiquement un polysaccharide à une protéine pour améliorer la réponse chez les jeunes enfants ; et les vaccins recombinants utilisent la technologie de l'ADN pour produire des antigènes spécifiques (hépatite B, VPH).

Deux nouvelles plateformes ont été largement utilisées pendant la pandémie de COVID-19. Les directives du vaccin COVID-19 du CDC expliquent que les vaccins à ARNm, utilisés dans les injections Pfizer-BioNTech et Moderna, fournissent des instructions génétiques fabriquées en laboratoire qui dirigent les cellules musculaires pour produire brièvement un morceau inoffensif de la protéine de pointe du virus ; le système immunitaire réagit alors à cette protéine affichée avant que l'ARNm lui-même ne soit dégradé et éliminé par le corps. Les vaccins à sous-unité protéique, comme celui de Novavax, injectent directement le morceau de protéine de pointe avec un adjuvant qui renforce la réponse immunitaire.

Origines : de la variolation au vaccin de Jenner

La pratique d'exposer délibérément les gens à une forme bénigne d'une maladie pour prévenir un cas grave précède la vaccination moderne de plusieurs siècles. La ressource d'histoire de la vaccination de l'OMS indique que la variolation — utilisant du matériel provenant de croûtes de variole pour induire une infection plus bénigne — peut remonter aussi loin que 200 avant J.-C., avec des techniques documentées en Chine au milieu des années 1500 et en Inde au XVIIIe siècle. Lady Mary Wortley Montagu a introduit la pratique en Europe en 1721 après l'avoir observée dans l'Empire ottoman, et dans les colonies américaines, la technique, connue par les Africains de l'Ouest asservis, a été popularisée par Cotton Mather lors d'une épidémie du Massachusetts en 1721.

Le vaccin moderne a émergé en mai 1796, lorsque le médecin anglais Edward Jenner a inoculé James Phipps, un enfant de huit ans, avec du matériel provenant d'une croûte de variole de la vache sur la main de la laitière Sarah Nelmes, selon la page d'histoire de l'OMS. Deux mois plus tard, en juillet 1796, Jenner a délibérément exposé Phipps à la matière de la variole ; Phipps n'a pas développé la maladie, ce qui en fait, selon le compte rendu de l'OMS, « la première personne à être vaccinée contre la variole ». En 1801, des tests supplémentaires avaient confirmé l'efficacité de la méthode.

De la vaccination obligatoire à l'éradication mondiale

Selon l'OMS, la vaccination obligatoire contre la variole a commencé en Grande-Bretagne et dans certaines parties des États-Unis dans les années 1840 et 1850. Dans les années 1950, une version thermostable et lyophilisée du vaccin a éliminé le besoin d'une réfrigération constante, facilitant une distribution plus large. L'OMS a appelé à l'éradication mondiale de la variole en 1958, et le programme intensifié d'éradication de la variole a commencé en 1967 en utilisant un vaccin lyophilisé développé en Union soviétique.

La maladie a été éliminée région par région : d'Amérique du Sud en 1971, d'Asie en 1975 et d'Afrique en 1977, selon la chronologie de l'OMS. L'Organisation mondiale de la santé a officiellement déclaré la variole éradiquée en 1980 — la seule maladie humaine éliminée par la vaccination à ce jour, selon le compte rendu de l'OMS.