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Immunologie de la vaccination

Immunogénicité des vaccins

Plusieurs facteurs peuvent influencer la réponse immunitaire induite par la vaccination. La nature et l’intensité de la réponse varieront en fonction de facteurs liés au vaccin et de facteurs liés à l’hôte.

Facteurs liés au vaccin

Nature de l’antigène

Vaccins vivants atténués

Les particules virales se disséminent rapidement dans l’organisme, se multiplient et activent l’immunité innée puis l’immunité adaptative, comme lors de l’infection naturelle.

Les réactions inflammatoires locales sont rares et sont liées plus au volume injecté qu’à la composition du vaccin.

L’infection est habituellement non apparente. Elle peut être accompagnée de symptômes systémiques atténués (ex. : fièvre, malaises, éruption) après la période nécessaire à la réplication virale (de 7 à 21 jours selon le vaccin).

Le temps nécessaire à l’induction d’anticorps (de 2 à 3 semaines) reflète la durée de différenciation des lymphocytes B dans la rate et les ganglions.

Comparativement aux vaccins inactivés, les vaccins vivants atténués induisent une meilleure réponse immunitaire innée, une production d’anticorps plus importante et plus persistante en raison de la réplication systémique. La conséquence est l’obtention d’un taux d’anticorps plus élevé et plus durable.

Réponse immunitaire humorale provoquée par la rougeole naturelle et par le vaccin contre la rougeole
L'image présente 2 graphiques pour comparer le moment de l'apparition, la durée et l'intensité de la virémie, des symptômes et des anticorps contre le virus de la rougeole à la suite de l'infection naturelle et à la suite de la vaccination.

Adapté de Michel REY, Vaccinations

Vaccins inactivés

La réponse immunitaire est variable selon les antigènes des vaccins.

Les Ag vaccinaux sont pris en charge par les cellules dendritiques. Celles-ci provoquent l’activation des cellules inflammatoires et déclenchent la réaction locale. Les cellules dendritiques migrent également vers les ganglions régionaux et peuvent y déclencher de l’inflammation. Cette période dure de 2 à 3 semaines, produisant un pic d’anticorps environ 1 mois après la vaccination.

Les plasmocytes responsables de cette réponse immunitaire primaire meurent rapidement par la suite, entraînant une baisse rapide du taux d’anticorps, d’où la nécessité d’administrer 1 ou plusieurs doses additionnelles, qui entraîneront une réponse anamnestique secondaire.

On distingue 3 types de vaccins inactivés :

  • Inactivés polysaccharidiques;
  • Inactivés polysaccharidiques conjugués à une protéine;
  • Inactivés entiers ou inactivés à protéines purifiées.
Caractéristiques des 3 types de vaccins inactivés

Type de vaccin

Caractéristiques

Vaccins entiers ou à protéines purifiées

Vaccins inactivés entiers constitués de micro‑organismes complets; ou vaccins inactivés à protéines purifiées contenant des protéines constituantes des micro-organismes

La présence de protéines rend les substances immunogènes et induit une réponse immunitaire humorale (lymphocytes B) et cellulaire (lymphocytes T)

Les antigènes sont dits T‑dépendants

Ces vaccins sont immunogènes avant l’âge de 2 ans

La production de cellules mémoire permet une réponse anamnestique lors d’une nouvelle exposition à ces vaccins

Vaccins polysaccharides conjugués à une protéine

La conjugaison est le couplage des polysaccharides à une protéine vectrice

La réponse immunitaire est apparentée à celle des vaccins inactivés entiers ou inactivés à protéines purifiées et elle possède les mêmes caractéristiques

La réponse immunitaire induite est humorale (lymphocytes B) et cellulaire (lymphocytes T)

Les principales protéines utilisées pour la conjugaison dans la fabrication des vaccins contre le pneumocoque et le méningocoque sont :

  • anatoxine diphtérique;
  • anatoxine tétanique;
  • variante non toxique de la toxine diphtérique (CRM197);
  • protéine OMV provenant de la capsule de Neisseria meningitidis

Vaccins polysaccharidiques

Les polysaccharides sont des constituants de la membrane externe de la bactérie

La réponse immunitaire induite est humorale seulement (lymphocytes B)

Les lymphocytes T ne sont pas stimulés

Les antigènes sont dits T‑indépendants

Ces vaccins peu ou pas immunogènes avant l’âge de 2 ans

Il n’y a pas de production de cellules mémoire et de réponse anamnestique à la suite d’une nouvelle exposition à ces vaccins

Comparaison des caractéristiques de la réponse primaire et des caractéristiques de la réponse secondaire aux vaccins inactivés

Caractéristiques

Réponse primaire

(1er contact avec l’antigène)

Réponse secondaire

(contacts ultérieurs avec l’antigène)

Période de latence

Période relativement longue avant l’apparition des anticorps spécifiques

Période de latence plus courte avant l’apparition des anticorps spécifiques

Intensité de la réaction

Intensité faible (habituellement insuffisante pour conférer une protection)

Intensité plus forte (habituellement suffisante pour conférer une protection)

Avidité des anticorps

Faible avidité des anticorps

Forte avidité des anticorps

Durée des anticorps

Durée courte

Durée longue

 SCHÉMA DE LA RÉPONSE IMMUNITAIRE INDUITE PAR UN VACCIN INACTIVÉ
L'image présente 2 graphiques pour comparer le moment de l'apparition, la durée et le niveau d'anticorps à la suite de la 1re dose de vaccin et d'une dose de rappel.

Présence d’un adjuvant

Les adjuvants peuvent être utilisés pour plusieurs raisons :

  • Obtenir une meilleure réponse sérologique.
  • Renforcer l’immunogénicité du vaccin en favorisant la réaction inflammatoire.
  • Assurer une immunité plus durable.
  • Utiliser une quantité plus faible d’antigènes.
  • Administrer un plus petit nombre de doses.

L’adjuvant le plus fréquemment utilisé est le sel d’aluminium, en général sous forme de phosphate ou d’hydroxyde d’aluminium. Les autres adjuvants utilisés sont :

  • Émulsion huile-eau MF59.
  • AS01B (Fraction de Quillaja saponaria Molina et 3-O-désacyl-4’— monophosphoryl lipide A).
  • Adjuvant AS03 (Polysorbate 80, tocophérol et squalène).
  • Adjuvant AS04 (hydroxyde d’aluminium et 3‑O‑désacyl‑4’— monophosphoryl lipide A).

Voie d’administration

La voie ID est la plus immunogène en raison de la grande quantité de cellules présentatrices d’antigènes (ex. : cellules dendritiques et macrophages) présentes dans le derme.

On observe une faible immunogénicité dans le tissu adipeux, car les cellules dendritiques y sont rares. Ainsi, la faible immunogénicité observée lorsque le vaccin HB est administré dans la fesse est probablement due à l’injection du vaccin dans le tissu adipeux plutôt que dans le muscle.

Posologie

Généralement, lorsque la quantité d’antigènes contenus dans un vaccin est plus élevée, la quantité d’anticorps augmente.

Nombre de doses

La réponse secondaire observée a tendance à augmenter avec le nombre de doses de vaccin administrées si les intervalles minimaux entre les doses de vaccin sont respectés.

Intervalles entre les doses

Une 2e stimulation antigénique trop rapprochée de la 1re peut être inefficace à cause de l’élimination de l’antigène par les anticorps sériques encore présents à une forte concentration, d’où l’importance de respecter les intervalles minimaux entre les doses.

Mécanismes de protection conférée par certains vaccins

Selon le type de vaccins, ces derniers peuvent induire des anticorps et des lymphocytes T considérés comme des mécanismes essentiels de protection. Ces mécanismes sont présentés dans les tableaux qui suivent.

À noter que les lymphocytes T CD4+ participent à l’induction de toutes les réponses en anticorps, à l’exception de celles induites par les vaccins polysaccharidiques.

Les tableaux ci‑dessous montrent le type de cellules, anticorps ou lymphocytes, induits par différents vaccins.

Mécanismes essentiels de protection conférée par les vaccins vivants atténués
Vaccins Mécanismes
Poliomyélite
(vaccin oral)
Anticorps neutralisants sériques IgG (++)
Anticorps neutralisants muqueux IgG (++) et IgA (++)
Rougeole, rubéole, oreillons Anticorps neutralisants sériques IgG (+++)
Lymphocytes T CD8+ (rougeole)
Varicelle Anticorps neutralisants sériques IgG (++)
Lymphocytes T CD4+ (+?)
Fièvre jaune Anticorps neutralisants sériques IgG (+++)
Tuberculose (BCG) Lymphocytes T CD4+ (++)
Grippe (intranasal) Anticorps neutralisants sériques IgG (++)
Anticorps neutralisants muqueux IgG (+) et IgA (+)
Lymphocytes T CD8+ (+)
Rotavirus Anticorps neutralisants sériques IgG (+)
Anticorps neutralisants muqueux IgG (+) et IgA (++)
Zona Lymphocytes T CD4+ (++)

Adapté de J. GAUDELUS, Vaccinologie, p. 2. et de Vaccines, 2018, page 17.

Mécanismes essentiels de protection conférée par les vaccins inactivés entiers
Vaccins Mécanismes
Coqueluche
(vaccin entier)
Anticorps neutralisants sériques IgG (++)
Lymphocytes T CD4+ (+?)
Poliomyélite
(vaccin inactivé)
Anticorps neutralisants sériques IgG (++)
Anticorps muqueux IgG (+)
Hépatite A Anticorps neutralisants sériques IgG (+++)
Rage Anticorps neutralisants sériques IgG (++)

Adapté de J. GAUDELUS, Vaccinologie, p. 2. et de Vaccines, 2018, page 17.

Mécanismes essentiels de protection conférée par les vaccins inactivés à protéines purifiées
Vaccins Mécanismes
Hépatite B Anticorps neutralisants sériques IgG (++)
Coqueluche
(vaccin acellulaire)
Anticorps neutralisants sériques IgG (++)
Lymphocytes T CD4+ (+?)
Grippe
(vaccin injectable)
Anticorps neutralisants sériques IgG (++)
Anticorps neutralisants muqueux IgG (+)

Tétanos
Diphtérie

Anticorps neutralisants sériques IgG (+++)

Adapté de J. GAUDELUS, Vaccinologie, p. 2. et de Vaccines, 2018, page 17.

Mécanismes essentiels de protection conférée par les vaccins inactivés polysaccharidiques
Vaccins Mécanismes

Pneumocoque

Anticorps neutralisants sériques IgG T-indépendants (++)
Anticorps neutralisants muqueux IgG (+)

Adapté de J. GAUDELUS, Vaccinologie, p. 2. et de Vaccines, 2018, page 17.

Mécanismes essentiels de protection conférée par les vaccins inactivés conjugués
Vaccins Mécanismes

Hæmophilus influenzæ de type b
Pneumocoque
Méningocoque

Anticorps neutralisants sériques IgG (+++)
Anticorps muqueux IgG (++)

Adapté de J. GAUDELUS, Vaccinologie, p. 2. et de Vaccines, 2018, page 17.

Facteurs liés à l’hôte

De nombreux facteurs liés à l’hôte peuvent moduler la réponse immunitaire.

Âge au moment de la vaccination

Le système immunitaire du corps humain est fonctionnel dès la naissance et persiste tout au long de la vie. Des différences dans la réponse immunitaire existent selon l’âge, particulièrement chez les très jeunes enfants et les personnes âgées.

Nouveau-nés prématurés

La réponse immunitaire dépend de l’âge après la naissance, et non de l’âge gestationnel. Ainsi, un bébé né à 30 semaines de grossesse recevra ses premiers vaccins quand il atteindra l’âge de 2 mois, même si cet âge correspond à un âge gestationnel de 38 semaines.

Nouveau-nés et nourrissons âgés de moins de 2 ans

La capacité du système immunitaire des enfants âgés de moins de 2 ans est très importante :

  • Nombre élevé de lymphocytes naïfs disponibles.
  • Capacité de générer jusqu’à 2 millions de lymphocytes T CD4+ chaque jour.
  • Capacité de répondre à 10 000 antigènes différents simultanément.

Leur système immunitaire est immature :

  • Forte proportion de lymphocytes B et T immatures.
  • Centres germinatifs non encore présents dans les tissus lymphoïdes.
  • Présence d’une réponse immunitaire aux antigènes T‑dépendants, mais production d’anticorps moindre que chez les enfants plus âgés.
  • Absence de réponse immunitaire aux antigènes T‑indépendants, d’où l’absence de réponse ou la faible réponse aux vaccins polysaccharidiques.

Les anticorps de la mère sont présents chez les nouveau‑nés :

  • Ils sont transmis passivement in utero ou par l’allaitement.
  • Ils peuvent avoir un effet inhibiteur sur la réponse immunitaire du nourrisson; les calendriers de vaccination en tiennent compte.
  • Ils protègent partiellement contre la varicelle, la poliomyélite, la rougeole, les oreillons, la rubéole, la gastroentérite à rotavirus, le tétanos, la diphtérie et l’infection invasive à Hæmophilus influenzæ de type b.
Schéma de la réponse humorale chez le nourrisson

L'image présente 4 courbes qui montrent le moment de l'apparition, la durée et le niveau des différents anticorps (ex. : IgM, IgG) chez le nourrisson au cours de la grossesse et après la naissance.

Source : Jean-Pierre REGNAULT, Immunologie générale.

Adolescents

En général, cette période d’âge est celle où le système immunitaire répond le mieux.

Personnes âgées

La capacité d’obtenir une bonne réponse immunitaire s’atténue au cours du vieillissement, car le pool des plasmocytes non différenciés diminue avec le temps.

Facteurs génétiques

Les déterminants génétiques, tels que le système sanguin ABO et les antigènes d’histocompatibilité HLA, jouent un rôle dans l’immunité adaptative.

Certaines personnes répondent mieux que d’autres aux vaccins. Par exemple, certaines personnes ne développent pas d’anticorps à la suite de la vaccination contre l’hépatite B, mais développent une réponse cellulaire qui assure leur protection.

Immunodépression

Qu’elle soit acquise ou congénitale, l’immunodépression diminue généralement la réponse immunitaire humorale ou la réponse immunitaire cellulaire, ou les deux.

Malnutrition

La malnutrition est associée à une altération de la fonction de la barrière intestinale et à un faible niveau des protéines du complément.

Le tissu lymphatique, en particulier le thymus, subit une atrophie, et les réponses d'hypersensibilité de type retardé sont réduites.

Les niveaux d'anticorps produits après la vaccination sont réduits chez les personnes gravement malnutries.

Obésité

L’obésité est associée à des troubles métaboliques qui provoquent un dysfonctionnement tissulaire dans le tissu adipeux, le foie, le pancréas et les vaisseaux sanguins.

Ces changements sont associés à un impact négatif sur l’immunité contre l’infection et sur l’efficacité vaccinale.

Dernière mise à jour : 30 avril 2018, 15:50

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