La vaccine (en anglais VACV ou VACcinia Virus) est un orthopoxvirus, longtemps confondu avec celui du cowpox ou . C'est aussi une anthropozoonose touchant notamment les bovidés (bovine vaccinia en anglais ou « vaccine bovine ») et des équidés ( en anglais). Ces virus, proches de celui de la variole, peuvent fournir un vaccin qui permet d'immuniser l'humain contre cette dernière.
Le vaccin de la vaccine (de première génération) a été utilisé lors de la campagne OMS d'éradication de la variole. Contrairement à ce qui était admis à cette époque, les souches de vaccine (à virus vivant réplicatif) peuvent survivre dans la nature, en circulant chez des mammifères.
Des vaccins de nouvelles générations (à virus vivant non réplicatif) sont disponibles contre la variole (menace bioterroriste) et la variole du singe. De plus, le virus de la vaccine est devenu un outil important de génie génétique, en étant notamment utilisé comme vecteurs de gènes.
Histoire Le cowpox est une maladie transmissible à l'humain, pour qui elle est le plus souvent bénigne (elle peut s'avérer plus grave voire mortelle pour les personnes immunodéprimées)..
À la fin du , Edward Jenner constate que le cowpox bénin protège ses porteurs de la variole, maladie grave, par immunité croisée. Ce qui le conduit à l'utiliser dans la prévention de la variole (vaccination), le matériel infectieux inoculé (issu de lésions de cowpox) étant appelé vaccine. Ce nouveau procédé remplaçait l'ancien procédé de variolisation, qui consistait à contaminer le sujet sain avec des lésions de varioleux convalescents.
La question des rapports entre la vaccine et la variole furent incertains, du temps de Jenner et plus tard encore, puisqu'en 1880 Louis Pasteur préfère s'abstenir d'une opinion précise sur le sujet, tout en se prévalant de la découverte de Jenner pour rendre acceptable la possibilité de l'atténuation d'un germeLouis Pasteur, De l'atténuation du virus du choléra des poules, Comptes rendus de l'Académie des sciences, , ..
Premiers problèmes Au début du , l'utilisation de matériel provenant de lésions de cowpox se heurte à la difficulté de disposer suffisamment de vaches malades, d'où une pénurie de vaccine, avec divers moyens pour y faire face :
La retrovaccination qui consistait à réinoculer à la vache de la variole humaine, avec l'idée erronée selon laquelle la variole peut se transformer en vaccine/cowpox une fois inoculée à la vache, idée qui a subsisté jusqu'au début du , avec des tentatives d'obtenir ainsi de la lymphe vaccinale (variolo-vaccin). L'utilisation de chevaux atteints de horsepox, c'est « l'équination » pouvant remplacer la « vaccination », proposée par Jenner en 1817, et appliquée plus particulièrement en France. Le procédé de vaccination de bras à bras, par transmission interhumaine, ce qui a pu entrainer des contaminations nosocomiales notamment de syphilis (premiers cas reconnus en Italie en 1814) ou de jaunisse (probablement hépatite B, cas décrits en Allemagne en 1885).
Pour ces raisons, la vaccination de bras à bras est fortement critiquée dès le congrès médical de Lyon (1864). Elle est bientôt abandonnée en France, en Europe et aux États-Unis, la production de vaccine est plutôt obtenue par passages sur des veaux, moyen utilisé en Italie depuis le début du siècle.
Le premier siècle de la vaccination s'est effectué sans aucun contrôle étatique de la production de vaccin. Tout médecin pouvait produire individuellement de la vaccine ou maintenir son stock par vaccination de bras à bras. Par exemple, le Royaume-Uni est l'un des derniers pays à abandonner la pratique de bras à bras, interdite par le de 1898, la règlementation sur la qualité des vaccins n'étant effective qu'à partir de 1925.
Production de vaccine
À la fin du , dans la plupart des pays développés, la vaccine est obtenue à partir de la peau d'un animal vivant, selon un processus empirique jugé primitif dès les années 1950.
Il fallait raser le flanc d'un veau ou d'une génisse, laver la zone d'inoculation puis la scarifier et enfin la badigeonner d'une suspension de vaccine. Au cinquième jour, on récolte une pulpe à partir des lésions. Cette pulpe se présente comme un produit visqueux qui est ensuite broyé puis filtré. On obtient une suspension d'apparence plus ou moins laiteuse, c'est le vaccin inoculable aux humains.
Plusieurs expressions historiques sont utilisées pour décrire cette production. L'animal où la vaccine est produite est dit vaccinifère, le matériel utilisé pour l'inoculation à l'animal est dit semence, le matériel recueilli de la lésion animale est dit pulpe vaccinale, et sa mise en suspension est dite lymphe vaccinale qui sert de vaccin pour l'humain ou de semence pour un nouvel animal vaccinifère.
Dans les années 1890, le glycérol est utilisé pour stabiliser et conserver la vaccine qui se présentait comme une suspension liquide, instable à la chaleur, en termes de limpidité et de viscosité. Empiriquement le glycérol agissait comme un agent bactéricide sans être virucide.
Cette méthode de production de lymphe vaccinale rendait inévitables les contaminations bactériennes, y compris dans les pays les plus avancés. Par exemple, en 1928, le ministère britannique de la santé autorise l'obtention de lymphe non seulement à partir de veau, mais aussi de chevaux, de moutons, de chèvre et de porc. Des pays asiatiques utilisent le buffle.
Durant la première moitié du , on se rend compte que les produits biologiques à usage humain doivent être bactériologiquement stériles, mais en ce qui concerne la vaccine, il n'existait pas d'autre méthode pratique de production. La réduction des risques se fait par examen vétérinaire de l'animal et antisepsie soigneuse à chaque étape.
Dès les années 1920, la France adopte la vaccine lyophilisée qui permet d'éviter les problèmes de thermostabilité de la vaccine liquide, et de l'appliquer avec succès dans ses colonies. Cette présentation du vaccin (poudre à diluer) est adoptée par les autres pays, et les formes lyophilisées de vaccine ont été utilisées lors de la campagne d'éradication mondiale de la variole.
Nature et origine de la vaccine En 1906, . montre que la vaccine est un virus filtrant A. Negri « » . 1906, 54:327-346, .. À partir de 1939, les études comparant les propriétés biologiques du virus cowpox (maladie animale spontanée) et du virus de la vaccine (en anglais Vaccinia virus) indiquent qu'il s'agit de deux virus différents à distinguer, contrairement à ce qui était admis.
Au début du , la provenance exacte du virus utilisé pour vacciner contre la variole reste inconnu, d'autant plus qu'il existe dans les laboratoires de nombreuses souches de vaccine, ce qui complique les études biomoléculaires pour l'établissement d'une phylogénie.
Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer l'origine du virus de la vaccine :
Dérive à partir du virus de la variole, mais qui n'a jamais pu être reproduite en laboratoire ; Recombinaison entre le virus Cowpox et le virus de la variole (chez sujet atteint de variole, et vacciné par du cowpox ) ; Dérive à partir d'un poxvirus animal disparu ou non reconnu de nos jours, par exemple à partir du horsepox (variole du cheval). Cette dernière hypothèse serait la plus probable, car appuyée par des analyses génétiques.
Quelle que soit l'origine exacte de la vaccine, les études génétiques indiquent que les différentes souches de virus de la vaccine sont remarquablement similaires les unes aux autres, tout en se distinguant nettement des autres orthopoxvirus comme le cowpox ou le virus de la variole. Cependant, du point de vue antigénique, tous les orthopoxvirus restent étroitement similaires en procurant une immunité croisée, aussi le « vaccin de Jenner », quelle que soit sa composition exacte, contenait un ou plusieurs orthopoxvirus en procurant une bonne protection contre la variole avec relativement peu de risques pour l'individu ou la collectivité.
Souches historiques de vaccine Les méthodes empiriques de production de vaccine au cours du et dans la première moitié du varient considérablement selon les époques et selon les pays. Une standardisation internationale sur ce sujet n'existe qu'après la deuxième guerre mondiale, à la suite de la création de l'OMS.
Les souches historiques de vaccine sont nombreuses et hétérogènes, avec différentes propriétés biologiques probablement liées à des pertes du génome. Elles portent le nom de leur production géographique d'origine, mais comme les agences et laboratoires se les distribuaient entre eux, pour les modifier en changeant leur nom, la nomenclature historique est restée confuse.
Des études de séquençage génétique sur des échantillons historiques cherchent à reconstituer leur origine et leur histoire. Par exemple aux États-Unis, celles conservées dans des laboratoires ou des musées, comme les kits de vaccination datant de la guerre de sécession du Mütter Museum de Philadelphie.
Les souches vaccinales utilisées durant la campagne d'éradication mondiale de l'OMS (1967-1977) constituent la première génération moderne de vaccin antivariolique. La majorité d'entre elles sont produites à partir de cultures cutanées sur animaux vivants (veau, buffle, mouton ou lapin). Aucune souche, plutôt qu'une autre, n'a été officiellement recommandée par l'OMS, mais en réponse à des demandes les responsables de la campagne d'éradication ont donné la préférence aux vaccins NYCBH et Lister.
Les quatre souches les plus utilisées lors de la campagne OMS furent, dans l'ordre décroissant:
EM-63, largement utilisée en URSS et en Inde. Elle serait un lointain dérivée de la souche américaine NYCBH via une souche de l'Équateur (1940) puis une souche du Danemark reçue à Moscou (1963) après passages sur vaches et lapins ; Lister, utilisée au Royaume-Uni depuis 1892, et produite par l'institut Lister depuis 1916. Son origine serait un soldat prussien atteint de variole au cours de la guerre de 1870, mais il est plus probable qu'il s'agisse d'une contamination survenue à l'institut de vaccination de Cologne. Il est produit par passages alternatifs sur homme, lapin et mouton. C'est le deuxième plus utilisé dans le monde avec de nombreuses souches dérivées (transferts à d'autres laboratoires) : Liverpool, Nigeria, Mérieux 37… La souche dérivée L-IVP a été produite en URSS à partir de 1971 ; NYCBH (New York City Board of Health) est une souche américaine produite dès 1876 à partir d'une souche anglaise importée en 1856. Elle a été distribuée à plusieurs laboratoires dans le monde en portant différents noms, et avec différentes propriétés biologiques selon différents passages sur lapin. Cette souche constitue le principe actif du vaccin Dryvax (laboratoires Wyeth), utilisé aux Amériques et en Afrique de l'Ouest. Seul approuvé aux États-Unis, et fabriqué jusqu'en 2007 ; Tian-Tian ou Temple of Heaven est une souche produite et utilisée en Chine depuis 1926. Elle proviendrait du pus d'un varioleux après passages sur singe, lapin, et vache ;
Il existe de nombreuses souches supplémentaires : Paris (France, institut Pasteur), Copenhague (Danemark), Berne (Suisse), Ankara (Turquie), Dairen (Japon) … 71 producteurs de vaccine dans le monde ont participé à la campagne d'éradication de l'OMS.
Ces différentes souches avaient d'importantes différences en risques de complications. Au fur et à mesure que les données épidémiologiques sont connues, les producteurs ont abandonné les souches les plus « réactogènes » pour les souches qui l'étaient moins. Par exemple, les Japonais ont longtemps utilisé une souche Ikeda avant de la remplacer par une souche Lister en 1971, alors qu'en Chine, la souche Tian-Tian, une des plus à risque, est restée utilisée.
Le premier séquençage d'un génome entier de vaccine est réalisé en 1990 sur celui de la souche Copenhague.
Vaccins de deuxième, troisième et quatrième génération