Contrairement aux idées reçues, Pasteur n’est pas l’inventeur du vaccin. Il semble que les Chinois pratiquaient déjà la variolisation au XVIème siècle. En Europe, c’est le chirurgien anglais Edward Jenner qui fit les premières expérimentations en 1796 en inoculant à des patients du pus de vaches infectées par une forme voisine de la variole. C’est ce qui a donné son nom à la technique : la vaccination. A la fin du XIXème siècle, Louis Pasteur a donné un fondement scientifique à cette méthode et développé plusieurs vaccins (dont celui contre la rage, qui lui a assuré sa renommée).

Au cours du XXème siècle, la pratique de la vaccination a contribué à éradiquer ou à rendre inoffensives des maladies qui faisaient des ravages dans la population comme la diphtérie, la poliomyélite, le tétanos, la rougeole...

Le principe du vaccin est de stimuler le système immunitaire adaptatif en le mettant en présence d'un antigène du virus. Le plus souvent, cet antigène est une protéine de surface du virion, c'est à dire une des protéines qui lui permettent de s'accrocher à la cellule qu'il va infecter. Le système immunitaire réagit en développant des anticorps et mémorisera ce type de réponse à cet antigène. La pérennité de la réponse immunitaire adaptative est très variable. Elle peut durer des années (diphtérie, tétanos, polio...) ou quelques mois. Le virus de la grippe, par exemple, mute chaque année et le vaccin de l'année n peut s'avérer inefficace l'année n+1. Les virus provoquant le rhume semble quant à eux ne développer qu'une immunité adaptative très provisoire !

Les premières vaccinations consistaient à inoculer un virus atténué ou inactivé de la maladie. C’est le cas des vaccins contre la rougeole, la grippe ou la polio. D’autre techniques ont été proposées depuis, dont certaines font déjà l’objet d’une application médicale. C’est la cas des vaccins à protéines. Ce type de vaccination consiste à inoculer directement les protéines caractérisant les antigènes du virus. Le vaccin contre l’hépatite B et la coqueluche sont basées sur cette technologie.

Nota : les virus atténués sont obtenus par sélection des souches les moins virulentes.

Plus sophistiqués sont les vaccins à protéines recombinantes, comme celui de la grippe. L'ADN qui code des protéines (ou une partie des protéines) de surface du virion est inséré dans le génome d'un plasmide. Ce plasmide est utilisé pour transporter la séquence d'ADN codant la préotéine dans un virus spécialisé appelé baculovirus. Le baculovirus infecte des cellules cultivées en laboratoire qui servent d'usine de production de la protéine. Celle-ci est ensuite extraite du bouillon de culture et purifiée. Le vaccin est constitué d'un assemblage de différentes protéines de surface de façon à le rendre le moins sensible possible aux mutations. Il est associé à un adjuvant qui stimule la réaction immunitaire. (Injectées seules, ces protéines ne seraient pas capables de déclencher la réaction immunitaire.)

Les vaccins à vecteur viral sont des virus inoffensifs pour l’homme que l’on a modifié pour leur « greffer » un antigène du virus à combattre. Certains sont répliquants (ils peuvent se répliquer dans les cellules, ce qui assure une réponse immunitaire musclée), d’autres non. Ils se contentent dans ce cas d’exprimer l’antigène déclencheur de la réponse immunitaire.

Citons enfin les vaccins à ARN que la pandémie de Covid-19 a mis à l’honneur. Ils sont constitués d’une molécule d’ARN messager contenus dans une enveloppe lipidique. Une fois que le vaccin a pénétré dans une cellule, il mobilise la machinerie intra-cellulaire pour produire la ou les protéines caractérisant les antigènes du virus que l’on cherche à combattre.

Efficacité, effets secondaires et mise sur le marché

Un vaccin n'est jamais efficace à 100% mais cela n'est pas nécessaire. Même avec une efficacité de 60 ou 70%, il permet de conférer à la population une certaine immunité collective et de faire régresser une épidémie.

Un vaccin peut présenter des risques d'effets secondaires. On calcule dans ce cas un ratio bénéfice/risque. Prenons l'exemple d'une épidémie dont le taux de prévalence est de 400 pour 100000 (nombre de personnes infectées pour 100000 habitants au couirs d'une semaine), avec un risque de développer une forme grave de 1/10 au-delà de 60 ans. Un individu de cette classe d'âge a 40 chances sur 100000 d'être hospitalisé dans la semaine. Supposons que le vaccin présente un risque d'effets secondaires graves de 1 sur un million dans la semaine qui suit son injection, la balance bénéficie/risque est de 400 sur une semaine une fois l'immunité acquise, en général 15 jours après la vaccination.

La mise sur le marché d'un vaccin se fait après qu'il a subi plusieurs phases de test, d'abord in vitro, puis sur des animaux et enfin sur de volontaires. La phase 1 (une centaine de personnes) à pour objectif de tester la sécurité du vaccin. La phase 2 (500 volontaires) son immunogénicité, c'est à dire sa capacité à générer des anticorps. En phase 3 on évalue son efficacité sur un panel de plusieurs dizaines de milliers de volontaires. Une moitié reçoit le vaccin, l'autre moitié un placebo et on compare au bout d'une période donnée le nombre de personnes ayant développé la maladie dans chacune des cohortes. Le panel doit bien sûr être représentatif de la population : genre, race, pyramide des âges. Cette phase 3 permet également de se faire une meilleure idée des effets secondaires les plus fréquents. C'est l'agence de sécurité du médicament qui autorise la mise sur le marché. Cette autorisation se fonde sur les résultats d'essais mais aussi sur la démonstration, par le fournisseur du vaccin, de sa capacité de le produire et de le distribuer dans des conditions de qualité et de sécurité suffisantes.