Le péché originel antigénique (ou « effet Hoskins ») fait référence à la propension du système immunitaire du corps humain à utiliser préférentiellement la mémoire immunologique, basée sur une infection antérieure, et activée lors d'une nouvelle rencontre avec l'agent infectieux, ou lors d'une rencontre avec une version légèrement différente de cet antigène (entité étrangère, tels que virus ou bactéries). Ce péché originel antigénique, cette empreinte, permet parfois une réponse efficace et rapide. Mais elle laisse parfois paradoxalement le système immunitaire « piégé » par la première réponse qu'il a faite à chaque antigène, en le rendant incapable de construire des réponses immunitaires potentiellement plus efficaces lors d'infections subséquentes par un antigène légèrement différent. Si les anticorps produits à la suite de l'empreinte ne correspondent pas tout à fait au virus provoquant une infection, ils n'auront pas l'effet attendu, et leur production supprime par ailleurs l'activation des cellules B naïves qui produiraient autrement des anticorps plus protecteurs. Ce phénomène semble expliquer la virulence du virus SARS-CoV-2 de la COVID-19.
En 2005 et 2008 respectivement, deux articles mettent en doute la réalité de ce phénomène dans le cas de la vaccination antigrippale, mais en utilisant un vaccin à virus inactivé ; l'utilisation d'un virus vivant semble par contre induire un phénomène de Péché originel antigénique.
Risque de confusion Ce concept ne doit pas être confondu avec celui de « péché originel de l'anaphylaxie », développée par JP Revillard en 2003 dans « Histoire des sciences médicales » Revillard J. P (2003) « Immunologie et allergie : le péché originel de l'anaphylaxie » Histoire des sciences médicales, 37(4), 479-488.).
Histoire de la médecine En 1960, Thomas Francis, Jr. découvre et décrit ce phénomène dans un article intitulé , ainsi nommé par analogie avec la parabole théologique biblique du péché originel. D'autres auteurs avaient déjà soupçonné ce petit défaut de l'immunitéDavenport, F. M., A. V. Hennessy, T. Francis, Jr. 1953. Epidemiologic and immunologic significance of age distribution of antibody to antigenic variants of influenza virus. J. Exp. Med. 98: 641-656. ou le confirmeront Jensen, K. E., F. M. Davenport, A. V. Hennessy, T. Francis, Jr. 1956. Characterization of influenza antibodies by serum absorption. J. Exp. Med. 104: 199-209..
Il a ensuite été décrit en relation avec le virus de la grippe, la dengue, le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) et plusieurs autres virus. Ainsi à propos de la grippe, selon Thomas Francis, qui a initialement décrit l'idée, et cité par Richard Krause : . Plus récemment d'autres articles ont fait état de préoccupations quant à cet angle mort du système immunitaire.
Pour la dengue, Jean-François Leorat en 2011 notait que parfois l'immunité cellulaire se déréglait lors d'infection : des Lymphocytes T auxiliaires Ly T CD4+ et Ly CD8+ sont rapidement activés en début d'infectionJean-François Leorat (2011) Thèse de doctorat en pharmacie : « La dengue: un vaccin à l'horizon 2015 » Sciences pharmaceutiques. Faculté de pharmacie de Grenoble. <dumas-00614768> ; ils le sont par les cellules dendritiques pour contrer précocement le virus, mais ils vont dans ce cas fausser la réponse immunitaire en montrant Green S. et Rothman A., « Immunopathological mechanisms in dengue and dengue hemorrhagic fever » Curr Opin Infect Dis, 2006, 19(5):429–436.. On constate une expansion sélective de ces Lymphocytes T à mémoire qui supplantent les Lymphocytes naïfs. et la réponse immunitaire est globalement affaiblie, et la charge virale augmente Anonymous (2009). « Dengue: guidelines for diagnosis, treatment, prevention and control » WHO library Cataloguing-in publication data (Geneva). Webster DP, Farrar J, Rowland-Jones S, « Progress towards a dengue vaccine » Lancet Infect Dis. 2009, 9(11):678-87..
Dans le monde animal aussi Dans les années 1970, on constate que ce problème n'est pas propre à l'Homme, il est retrouvé chez l'animal de laboratoire (souris, le furet ou le lapin)Virelizier, J. L., R. Postlethwaite, G. C. Schild, A. C. Allison. 1974. Antibody responses to antigenic determinants of influenza virus hemagglutinin, I: thymus dependence of antibody formation and thymus independence of immunological memory. J. Exp. Med. 140: 1559-1570..
Dans les cellules B Une cellule de lymphocyte B à mémoire (l'une des formes de lymphocyte B, d'affinité élevée, spécifique d'un virus A, est préférentiellement activée face à une nouvelle souche (virus A1) introduite dans le corps ; elle produit rapidement des anticorps, mais qui se lient inefficacement aux virus de la souche A1. La présence de ces anticorps inhibe en outre l'activation d'une cellule B naïve qui pourrait produire des anticorps plus efficaces contre le virus A1. Ceci entraîne une diminution de la réponse immunitaire contre le virus A1 et augmente la gravité potentielle de l'infection.
Lors d'une infection primaire, des cellules B à mémoire (à longue durée de vie) sont générées. Elles restent dans le corps et le protègent contre les infections ultérieures. Ces cellules B à mémoire répondent à des épitopes spécifiques à la surface des protéines du virus, afin de produire des anticorps spécifiques de l'antigène. En cas de nouvelle(s) infection(s) par le même pathogène, elles raccourcissent le temps nécessaire pour éliminer les infections ultérieures, car elles peuvent répondre à l'infection beaucoup plus rapidement que les cellules B. Mais elles ne peuvent répondre à de nouveaux antigènes proches du premier.
Entre les infections primaires et secondaires, ou après une vaccination, un virus (tout particulièrement les virus à ARN tel que le virus du Sida, de la grippe ou les coronavirus qui mutent très facilement et souvent), peut subir une dérive antigénique, lors de laquelle les protéines de surface virales (les épitopes) sont altérées (par mutation naturelle dues à de mauvaises copies de l'ARN ou dues à des recombinaisons génétiques entre virus plus ou moins proches). Cette dérive antigénique permet au virus d'échapper au système immunitaire. Lorsque cela se produit, le virus modifié réactive préférentiellement les cellules B de mémoire à haute affinité précédemment activées et stimule la production d'anticorps. Cependant, les anticorps produits par ces cellules B se lient généralement de manière inefficace aux épitopes modifiés. De plus, ces anticorps inhibent l'activation de cellules B naïves (d'affinité plus élevée qui auraient pu sans cela produire des anticorps plus efficaces contre le deuxième virus). Cela conduit à une réponse immunitaire moins efficace, et à des maladies récurrentes, difficiles à contrôler.
Le « péché originel antigénique » et les vaccins Pour les virus concernés, l'effet du « péché originel antigénique » a des implications importantes pour le développement des vaccins.
Cas de la dengue Quatre sérotypes du virus de la dengue existent. Quand un individu a établi une réponse immunitaire contre un sérotype du virus, il est peu probable que la vaccination contre un second sérotype soit efficace chez ce même individu. Le vaccin doit être tétravalent, c'est-à-dire que la première dose de vaccin doit induire des réponses immunitaires équilibrées contre les quatre sérotypes du virus. En 2015, une nouvelle classe d'anticorps neutralisants très puissants a été découverte, efficace contre les quatre sérotypes viraux, laissant espérer un vaccin universel contre la dengue.
Cas du virus grippal Un nouveau variant de ce virus domine chaque hémisphère chaque année. La spécificité et la qualité de la réponse antigénique face à de nouvelles souches de grippe sont souvent diminuées chez les individus qui sont immunisés à plusieurs reprises (par vaccination ou infections récurrentes).
Le « péché originel antigénique » est un mais son impact global dans les stratégies vaccinales n'est cependant pas clairement établi ni généralisable. Il semble différer pour chaque vaccin, et pour chaque agent infectieux, mais aussi selon l'emplacement géographique et l'âge de la personne. Ainsi, le vaccin contre la grippe pandémique A H1N1 de 2009 a produit une moindre réponse en anticorps chez les personnes antérieurement vaccinées contre le virus saisonnier A / Brisbane / 59/2007 (H1N1) dans les trois mois précédents.
Cas de la Covid-19 L'exposition préalable à d'autres coronavirus (du rhume ou d'une autre maladie respiratoire à coronavirus) modifie la réponse immunitaire d'un sujet exposé au SARS-CoV-2. Or la plupart des humains ont été infectés enfants par des coronavirus communs. Avant la pandémie de COVID-19, le sérum sanguin de nombreux patients contenaient des anticorps contre un coronavirus commun du rhume dit Coronavirus humain OC43, anticorps pouvant aussi se lier à la protéine de pointe du SARS-CoV-2 . En utilisant des échantillons prélevés avant et après l'infection par le SRAS-CoV-2, des chercheurs (Hensley et ses collègues) ont trouvé (publication ) que la capture du virus SRAS-CoV-2 stimule la production d'anticorps ciblant l'OC43 ; Dans d'autres cas, le 'rappel' des réponses d'anticorps contre des épitopes de virus est bénéfique pour l'immunité, mais dans le cas présent, ces anticorps anti-OC43 se lient à la sous-unité S2 de la protéine de pointe du SARS-CoV-2 (car cette sous-unité possède une structure similaire à celle de l'OC43) ; ils ne se lient pas à la région S1 du pic SARS-CoV-2, et donc ils n'empêchent pas la fixation du virus à son récepteur cellulaire. La réponse immunitaire est biaisée en faveur d'un antigène conservé mais dont le ciblage est inadéquat pour bloquer la pénétration du virus dans la cellule. En Espagne, les premières réponses immunitaires des personnes hospitalisées pour COVID-19, étaient caractérisées par un taux accru d'anticorps ciblant OC43 et autre bêtacoronavirus (Coronavirus humain HKU1) partageant des épitopes avec le SRAS-CoV-2 , et une légère corrélation a été observée entre une moindre immunité face au SRAS-CoV-2 et le fait d'avoir un taux anticorps plus élevés contre ces épitopes conservés. Un autre indice, encore à confirmer, présenté par Thompson et ses collègues, dans une prépublication du début de 2021 : la comparaison d'échantillons prélevés (en 2020) au Royaume-Uni d'une part sur des patients asymptomatiques et d'autre part hospitalisés pour une COVID-19 sévère (dont 50 % sont morts par la suite) montre que ceux qui sont morts avaient produit moins d'anticorps contre la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 que ceux qui ont survécu, mais ils avaient, inutilement, produit la même quantité d'anticorps contre une autre protéine trouvée dans le virus – la protéine de la nucléocapside. Ceci pourrait être dû au souvenir immunitaire de la protéine de pointe d'un autre coronavirus, qui a pu empêcher une réponse immunitaire plus efficace chez ces patients décédés.
En , il est encore difficile de savoir si le péché originel antigénique est globalement bénéfique ou préjudiciable face au SRAS-CoV-2 et à ses divers variants. En effet, les taux d'anticorps ne traduisent pas à eux seuls la qualité de la réponse immunitaire. Et un taux élevé d'anticorps anti-OC43 chez un patient victime de COVID-19 peut aussi traduire une récente infection par le coronavirus OC43 (tout en pouvant éventuellement aider le système immunitaire à combattre tout ou partie des variants du virus SRAS-CoV-2).