Types de vaccins et conception rationnelle de vaccins

Les vaccins diffèrent non seulement par le virus qu'ils ciblent, mais aussi par la manière dont l'antigène est présenté au système immunitaire — sous forme de virus vivant atténué, de préparation inactivée, de protéine purifiée, de vecteur génique ou d'ARN messager. La conception rationnelle de vaccins sélectionne et modifie l'antigène et la plateforme pour susciter une réponse protectrice, de plus en plus guidée par la connaissance structurelle des protéines virales impliquées.

Definition

La conception de vaccins est la sélection d'un antigène viral et d'une plateforme de délivrance — avec tout adjuvant — conçus pour induire une immunité adaptative protectrice et durable tout en restant sûrs, les plateformes allant du virus entier atténué ou inactivé aux protéines sous-unitaires et aux constructions à base d'acides nucléiques.

Scope

Ce sujet couvre les principales plateformes vaccinales (vivants atténués, inactivés, sous-unitaires et conjugués, à vecteur viral et à acides nucléiques), le rôle des adjuvants et les principes de la conception rationnelle et basée sur la structure. Il explique comment chaque plateforme façonne la réponse immunitaire résultante. Il n'aborde pas les calendriers, les indications ou les conseils d'immunisation individuels.

Core questions

• Quelles sont les principales plateformes vaccinales et comment diffèrent-elles mécanistiquement ?
• Pourquoi le choix de la plateforme influence-t-il la force, l'étendue et la durabilité de l'immunité ?
• Qu'est-ce qu'un adjuvant et quand est-il nécessaire ?
• Comment la connaissance structurelle des antigènes viraux permet-elle une conception rationnelle ?
• Quels compromis existent entre les approches vivantes, inactivées et à acides nucléiques ?

Key concepts

• Vaccins vivants atténués
• Vaccins inactivés (tués)
• Vaccins sous-unitaires et conjugués
• Vaccins à vecteur viral
• Vaccins à acides nucléiques (ARNm et ADN)
• Adjuvants
• Sélection d'antigènes et conception d'immunogènes
• Conception de vaccins basée sur la structure et rationnelle

Mechanisms

Chaque plateforme délivre l'antigène viral par une voie différente. Les vaccins vivants atténués utilisent un virus affaibli mais réplicatif qui imite l'infection naturelle et tend à induire une immunité large et durable ; les vaccins inactivés présentent un virus entier non réplicatif et nécessitent souvent des rappels et des adjuvants. Les vaccins sous-unitaires et conjugués utilisent des protéines ou des polysaccharides purifiés, privilégiant la sécurité au détriment de l'étendue de la réponse. Les vaccins à vecteur viral et à acides nucléiques délivrent plutôt les instructions génétiques d'un antigène afin que les propres cellules du receveur le produisent, engageant à la fois les réponses des anticorps et des lymphocytes T. Pollard et Bijker (2020) fournissent le cadre comparatif de ces plateformes, et Shi et al. (2019) décrivent comment les adjuvants améliorent et façonnent la réponse aux antigènes non vivants. La conception rationnelle affine l'antigène lui-même — par exemple en stabilisant une protéine de surface virale dans sa conformation de préfusion — pour concentrer l'immunité sur les épitopes protecteurs.

Clinical relevance

Le choix de la plateforme détermine une grande partie du profil pratique d'un vaccin — comment il est stocké, combien de doses sont nécessaires et le type d'immunité qu'il favorise — c'est pourquoi la compréhension des plateformes est essentielle pour interpréter les données vaccinales. Les vastes essais cliniques des vaccins à ARNm contre la COVID-19 (Polack et al., 2020 ; Baden et al., 2021) ont démontré qu'une plateforme alors nouvelle atteignait une efficacité mesurée élevée. Cette entrée explique la science de ces conceptions et n'est pas une source de recommandations d'immunisation.

History

La conception de vaccins a progressé de l'inoculation de pathogènes entiers de Jenner à l'atténuation de Pasteur, puis aux vaccins viraux inactivés et vivants du milieu du XXe siècle, ensuite aux antigènes sous-unitaires et recombinants, et enfin aux plateformes à vecteur viral et à ARNm qui ont obtenu une autorisation de mise sur le marché pendant la pandémie de COVID-19, comme l'ont décrit Pollard et Bijker (2020).

Debates

Les plateformes à acides nucléiques et à vecteurs remplacent-elles les vaccins traditionnels à virus entier ?

Les plateformes plus récentes offrent rapidité et flexibilité et se sont avérées très efficaces contre le SARS-CoV-2, mais les vaccins vivants et inactivés conservent des avantages dans certains contextes, de sorte que le domaine considère le choix de la plateforme comme dépendant de l'antigène et du contexte plutôt que comme une question résolue.

Key figures

• Andrew Pollard
• Stanley Plotkin

Seminal works

• pollard-bijker-2020
• shi-2019

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre un vaccin sous-unitaire et un vaccin à ARNm ?

Un vaccin sous-unitaire délivre une protéine virale prête à l'emploi, tandis qu'un vaccin à ARNm délivre les instructions génétiques afin que les propres cellules du receveur fabriquent la protéine ; les deux visent à présenter le même antigène mais l'atteignent par des voies différentes.

Pourquoi certains vaccins contiennent-ils un adjuvant ?

Les antigènes purifiés ou inactivés sont souvent faiblement immunogènes par eux-mêmes, un adjuvant est donc ajouté pour stimuler et façonner la réponse immunitaire, améliorant ainsi la force et la durabilité de la protection.