Un vaccin est un médicament à visée préventive. C’est une préparation composée d’une ou plusieurs substances actives d’origine biologique. Elle est introduite dans l’organisme pour provoquer la formation d'anticorps par notre système immunitaire contre des maladies virales ou bactériennes.

Un vaccin est administré le plus fréquemment à des personnes qui ne sont pas malades et souvent à des enfants, dès les premiers mois de la vie. Certains vaccins nécessitent des rappels réguliers, en fonction des différents schémas vaccinaux (diphtérie, tétanos, polio, rougeole, oreillons, rubéole, etc.).

Une conception encadrée

La mise au point d’un vaccin s’étale généralement sur plusieurs années car on ne peut l’envisager que lorsque les connaissances sur le microbe à combattre sont suffisantes pour s’assurer de la qualité, de l’efficacité et de la sécurité du produit.

La qualité et l’efficacité se mesurent notamment par rapport :

• aux fragments à utiliser pour provoquer une réaction immunitaire efficace ;
• aux anticorps produits par le système immunitaire qui doivent être suffisamment efficaces et en quantité suffisante.

La durée de mise au point d’un vaccin est plus ou moins longue

En parallèle, il faut s’assurer de la sécurité du vaccin, notamment par l’absence d’effets secondaires graves chez la personne vaccinée.

L’avancée des recherches sur une maladie précise va dépendre du nombre de personnes infectées. Par exemple, l’ampleur de la pandémie de la Covid-19 a permis de mettre en place des essais cliniques d’envergure. Ceux-ci ont permis de comprendre cette infection mais aussi de développer un vaccin, grâce à un nombre suffisant de personnes s’étant portées volontaires.

En outre, un certain recul est nécessaire pour connaître la durée de vie moyenne des anticorps mémoire et être capable d’établir un calendrier de primo-vaccination et des rappels.

Enfin, la production des vaccins doit répondre aux exigences de qualité et de sécurité qui sont encore plus contraignantes que pour certains autres médicaments car ils sont produits à partir d’organismes vivants.

Pour développer des mécanismes de défense en cas d’infection, l’organisme doit déjà avoir été confronté à l’agent infectieux. Cette immunité acquise s’appuie sur les défenses immunitaires développées à la suite d’une infection ou de la vaccination.

Comment se construisent naturellement les défenses immunitaires ?

Quand il est confronté à un micro-organisme étranger (virus ou bactérie, mais aussi parasites, champignons, etc.), l’organisme doit se défendre et éliminer cet agent infectieux pour éviter une multiplication qui pourrait provoquer une maladie. Pour cela, il dispose du système immunitaire qui fonctionne sur quatre principes :

• La reconnaissance de l’élément étranger. Cette notion est très importante car si le système immunitaire ne fait pas correctement la distinction entre élément étranger et éléments le constituant, il peut attaquer l’organisme lui-même par la fabrication d'auto-anticorps et provoquer des maladies dites auto-immunes, comme la polyarthrite rhumatoïde ou le lupus par exemple.
• L’activation de la réaction immunitaire quand un élément étranger est reconnu.
• La neutralisation et l’élimination de l’agent en cause, sans provoquer de dégâts dans l’organisme.
• Le fait de garder en mémoire les éléments de cette activation.

La neutralisation et l’élimination du corps étranger font appel à des mécanismes complexes, nombreux et très fins. La réponse est différente en fonction du type d’agent (virus ou bactérie ou autre), du lieu de l’infection dans l’organisme, etc.

Malgré cette diversité, un élément constant dans les réactions immunitaires est la production d’anticorps. Ce sont des molécules fabriquées sur mesure face à l’agent infectieux. Les anticorps ont principalement trois rôles :

• neutraliser physiquement l’agent infectieux en se fixant sur lui ;
• l’empêcher de fonctionner correctement pour provoquer sa mort, notamment en l’empêchant de se fixer sur ses cibles dans l’organisme ;
• le rendre repérable par certaines cellules spécifiques du système immunitaire chargées de la destruction et de l’élimination des corps étrangers.

Une fois l’infection contrôlée, une partie de ces anticorps sert de mémoire en cas de nouvelle infection par le même agent.

Comment se développent les défenses immunitaires suite à une vaccination ?

Le principe de la vaccination s’appuie sur le schéma de la production d’anticorps en cas d’infection naturelle. Il comprend cinq étapes :

• La conception du vaccin, fabriqué à partir d’éléments infectieux qui ne causent pas la maladie, mais provoquent quand même une réaction du système immunitaire.
• L’administration du vaccin. Il est le plus souvent injecté pour mettre l’organisme au contact de ces éléments qu’il n’a jamais rencontrés.
• La réaction immunitaire. Le système immunitaire est alors activé pour éliminer les éléments infectieux.
• L’inscription de l’intrusion de ces éléments dans la mémoire. Cette activation permet la mise en mémoire des anticorps correspondants.
• La réponse immunitaire suite à la vaccination. En cas de contact ultérieur avec le vrai agent infectieux, l’organisme est alors capable de mettre tout de suite en place une réaction efficace grâce aux anticorps en mémoire, et d’éviter que la maladie se développe.

Les vaccins peuvent être classés en fonction de leur mode de fabrication, ce qui permet de définir plusieurs catégories.

Les vaccins à micro-organisme vivant atténué

Ce type de vaccins est utilisé pour prévenir la varicelle ou la rougeole, par exemple. Ils contiennent un virus ou une bactérie mais dont la virulence a été atténuée pour le rendre inoffensif.

Ces vaccins sont en général très efficaces. Par précaution, ils ne sont toutefois pas utilisés chez les femmes enceintes ou les personnes immunodéprimées (dont les défenses immunitaires sont affaiblies) car ils contiennent un micro-organisme entier, même si celui-ci est rendu inoffensif.

Les vaccins à micro-organisme tué ou inactivé

Utilisés notamment dans la prévention de l'hépatite A, ces vaccins se composent d'un micro-organisme qui a été tué par traitement chimique ou par exposition à la chaleur ou à des rayonnements. Ce processus permet de conserver la structure globale du virus ou de la bactérie. L’organisme est donc capable d’apprendre à le reconnaître après l'injection.

Les vaccins à fragments ou sous-unités

Ces vaccins sont utilisés dans la prévention de l'hépatite B, la méningite, le tétanos, etc. Ils contiennent un ou plusieurs fragments du micro-organisme dont la capacité à provoquer une réaction immunitaire a été évaluée. Ces fragments peuvent être fabriqués de façon synthétique ou obtenus par traitement du micro-organisme. Parfois, le fragment utilisé n’est pas un morceau du micro-organisme mais une toxine qu’il fabrique et qui est responsable de la maladie ; c’est le cas du vaccin contre la diphtérie qui est composé de toxine diphtérique.

Ces vaccins nécessitent en général des doses de fragments assez élevées et il faut plusieurs injections pour obtenir une réponse immunitaire satisfaisante.

Les vaccins à Acide RiboNucléique messager (ARNm)

Les vaccins à ARNm emploient une technologie découverte dans les années 90 et qui est désormais utilisée dans le cadre de la prévention de la Covid-19 (Moderna vaccine^® ou Comirnaty^® développé pat Pfizer/BioNTech). Cette technologie s’apparent à celle utilisée pour les vaccins à fragments.

L’ARNm est un outil des cellules de tous les organismes. Il sert de donneur d’ordres pour fabriquer des protéines. Dans le cas d’un vaccin, un ARNm est fabriqué spécifiquement pour correspondre à un fragment du virus ou de la bactérie dont la capacité à provoquer une réaction immunitaire a été évaluée. L’ARNm injecté par vaccination va conduire les cellules de l’organisme à fabriquer directement le fragment voulu ce qui permet de provoquer une réaction immunitaire sans avoir à injecter le fragment lui-même.

Les vaccins à vecteur viral

La technologie utilisée pour ce type de vaccin a tout d’abord été utilisée pour le développement d’un vaccin contre Ébola et l’est désormais dans le cadre de la prévention de la Covid-19 (Vaxzevria^®, développé par AstraZeneca^® ou le Janssen vaccine^® de Johnson & Johnson).

Ces vaccins s’apparentent à ceux à fragments. Ils sont constitués d’un virus inoffensif pour l’homme (adénovirus). Ce virus est génétiquement modifié pour fabriquer un fragment de l’agent pathogène qui a la capacité à provoquer une réaction immunitaire. Cette réaction se réalise sans devoir injecter le fragment lui-même.

Ils sont appelés vaccins à vecteurs car le virus génétiquement modifié sert de transport au fragment souhaité.

Pour des raisons d’efficacité, les vaccins doivent être injectés pour être mis au contact du sang. En effet, c’est dans le sang qu’a lieu la plus grosse partie des réactions immunitaires et c’est là où les anticorps de mémoire sont présents.

Les vaccins ne sont toutefois jamais injectés directement dans le sang (injection intraveineuse) mais dans un muscle (injection intramusculaire) ou sous la peau (injection sous-cutanée). Cela permet de créer une zone de rétention du vaccin, donnant le temps au système immunitaire de créer une réaction locale suffisamment importante pour produire assez d’anticorps.

Certains vaccins doivent contenir des adjuvants qui vont créer une petite inflammation locale. En effet, certains agents ou fragments sont très immunogènes, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas assez reconnus par le système immunitaire. L’adjuvant va alors aider à augmenter l’activation du système immunitaire et permettre d’obtenir une production d’anticorps plus importante.

Enfin, même s’ils sont très peu nombreux, il existe aussi des vaccins qui peuvent être administrés par voie orale. C’est le cas des vaccins contre le choléra, la poliomyélite ou les rotavirus (virus responsable de gastro-entérites infectieuses chez l’enfant).

La vaccination n’est efficace que s’il y a assez d’anticorps fabriqués pour protéger l’organisme. C’est pourquoi plusieurs injections (deux ou parfois trois) sont nécessaires pour s’assurer que le système immunitaire a correctement appris à reconnaître le microbe en question, et qu’il a fabriqué une quantité suffisante d’anticorps spécifiques. Le calendrier des injections initiales est ce qu’on appelle la primo-vaccination.

La vaccination n’est efficace que si des anticorps de mémoire sont fabriqués et conservés par l’organisme. C’est la raison pour laquelle des rappels sont nécessaires quelques années après la primo-vaccination. La mémoire du système immunitaire peut en effet s’atténuer avec le temps. On n’est donc plus sûr, passé un certain délai, que les anticorps restants seront suffisants pour être protecteurs. Les injections de rappel sont un moyen de relancer la fabrication d’un stock efficace d’anticorps.

Les périodes entre les rappels correspondent donc à la durée de protection que donne le vaccin. Ces durées sont très variables d’un vaccin à l’autre car certains induisent une immunité qui dure assez peu de temps (par exemple, environ trois ans pour le pneumocoque) alors qu’avec d’autres, l’immunité peut rester plusieurs dizaines d’années (hépatite B ou tétanos). Cela dépend principalement de la capacité de l’agent pathogène naturel à induire ou pas, une réponse immunitaire forte et durable.

Le respect du calendrier vaccinal

Le vaccinations sont programmées selon un calendrier vaccinal.

Plusieurs erreurs sont possibles dans le programme de vaccination :

• Une injection supplémentaire lors de la primo-vaccination. Cette injection est inutile et risque d’exposer à des effets secondaires mais elle n’est pas dangereuse.
• Un rappel fait trop tôt. Cette situation n’expose à aucun risque particulier.
• Un oubli ou un retard trop important d’une injection dans la primo-vaccination. Cela peut provoquer une réaction insuffisante du système immunitaire et aboutir à une absence de protection.
• Un oubli ou un retard trop important d’un rappel. Cela peut conduire à se croire protégé alors qu’on ne l’est plus vraiment.

La vaccination d’une personne ayant déjà développé la maladie doit généralement être évitée car elle pourrait amener des risques de réactivation ou de formes compliquées de certaines maladies comme la varicelle, par exemple. Cependant, il existe des exceptions et la vaccination suit alors un protocole médical précis. C'est le cas pour les personnes ayant eu la Covid-19, qui sont vaccinées à distance de la maladie. Ces personnes ne reçoivent qu'une seule dose de vaccin et non deux. De même, chez les personnes qui ont été immunodéprimées et dont les fonctions immunitaires ont été restaurées, il est possible de reprendre un programme de vaccinations. 

Pour éviter les erreurs, il est nécessaire de tenir à jour son carnet de vaccination et de respecter les échéances du calendrier vaccinal.

Le rattrapage vaccinal en cas d'oubli

Le rattrapage vaccinal concerne les personnes qui n’ont plus fait de rappels depuis longtemps ou dont le statut vaccinal n’est pas connu (carnet de vaccination inexistant, par exemple). Dans ces cas, le rattrapage vaccinal correspond à un nouveau calendrier de vaccination établi par le médecin ; il peut concerner un ou plusieurs vaccins à la fois. Pour éviter de multiplier les injections, on privilégie alors l’administration de vaccins qui combinent la protection contre plusieurs maladies.

Il n’est pas dangereux d’administrer plusieurs vaccins en même temps à une personne. Par contre, il est déconseillé d’administrer certains vaccins en même temps. Le calendrier de rattrapage vaccinal doit alors assurer un délai minimum entre ces vaccins. Par exemple, quatre semaines minimum sont conseillées entre la vaccination contre la fièvre jaune et la celle contre rougeole-oreillons-rubéole (ROR).

Le rattrapage vaccinal peut être mis en place par le médecin lors d’une consultation. Il peut couvrir un besoin spécifique (voyage dans une zone avec vaccinations recommandées ou obligatoires) ou le rattrapage de toutes les vaccinations obligatoires qui ne sont plus à jour.

Les virus ou les bactéries qui pénètrent dans l’organisme mais qui ne restent pas directement exposés aux anticorps sont très difficiles à éliminer pour le système immunitaire. Il est donc peu ou pas efficace de vacciner contre ce type de microbes.

C’est le cas, par exemple, du virus de l’herpès ou du VIH. Lorsque ces virus infectent l’organisme, ils vont se dissimuler à l’intérieur des cellules (dans certains nerfs pour le virus de l’herpès). Ils sont donc masqués et inaccessibles au système immunitaire. Les anticorps présents dans la circulation sanguine ne peuvent pas les atteindre. Un vaccin qui ferait fabriquer des anticorps contre ces virus n’apporterait donc pas de protection.

Un vaccin n’apporte une protection que si le système immunitaire est capable de mettre en place une réaction efficace. Il doit donc être suffisamment mature et fonctionnel. C’est pourquoi certains vaccins ne doivent pas être administrés chez des enfants trop jeunes ou, au contraire, que d’autres soient déconseillés au-delà d’un certain âge. En effet, si le système immunitaire n’est pas assez fonctionnel, le vaccin n’entrainera pas une protection efficace.

Pour la même raison, les vaccins à micro-organismes vivants ou atténués ne doivent pas être utilisés chez les personnes immunodéprimées ou qui ont atteint un certain âge. Il existe, dans certains cas, un risque d’effets secondaires sans aucune certitude d’obtenir une protection puisque le système immunitaire n’est pas pleinement fonctionnel.

Le vaccin sert à éduquer le système immunitaire et à l’entraîner contre un microbe qu’il ne connaît pas encore. Le principe est donc bien celui de la prévention.

Il existe cependant quelques maladies qui ne se développent pas immédiatement après la contamination. Cette période de latence peut parfois être suffisante pour permettre à un vaccin de mettre en place une réaction immunitaire efficace, avant le début de la maladie. C’est, par exemple, le cas de la rage : entre la morsure qui conduit à l’infection, et le début de la maladie, plusieurs jours s’écoulent. Ce laps de temps peut permettre à la vaccination, si elle faite immédiatement, d’installer une protection efficace de l’organisme.

Des vaccins curatifs sont en cours de recherche contre le VIH et pourraient avoir le même effet protecteur s’ils sont administrés entre l’infection et le début de la maladie (ce qui représente une période moyenne de plus de dix ans).

Enfin, il existe des vaccins atypiques qui peuvent être développés pour guérir et non prévenir, et qui ne ciblent pas des microbes. L’idée ici est d’utiliser la vaccination pour apprendre au système immunitaire à neutraliser des molécules qui dysfonctionnent dans certains cancers.