Il n'y a pas encore de vaccin disponible contre le nouveau coronavirus SARS-CoV-2 qui provoque la maladie COVID-19. Mais plus de 150 candidats vaccins sont actuellement évalués en laboratoire, d'abord sur des animaux et, pour certains, sur des êtres humains volontaires. Ces tests doivent permettre de préciser la sécurité des candidats-vaccins et leur capacité à déclencher une réponse immunitaire en fonction de la dose injectée.
Les principales étapes nécessaires à élaborer et tester un vaccin sont décrites sur la page > Développement d'un vaccin
Anticorps se fixant sur les spicules d'un coronavirus.
Image: modifié d'après HFCM Communicatie, Licence Creative Commons
Pourquoi est-il compliqué de développer un vaccin contre la COVID‑19 ?
Le développement d’un vaccin qui soit démontré sûr et efficace avant son administration à des millions ou des milliards de personnes est toujours complexe – et donc lent. Mais des défis particuliers sont liés au COVID-19 :
1. Les particularités des coronavirus
Certains vaccins sont particulièrement difficiles à développer, et c’est le cas pour les vaccins contre les coronavirus. Quatre souches de coronavirus circulent de manière endémique chez l’humain, provoquant des infections respiratoires bénignes. Deux autres souches se sont montrées beaucoup plus virulentes, provoquant des pneumonies et des insuffisances respiratoires sévères, voire mortelles : le SARS-CoV-1 en 2002-2004, et le MERS-CoV en 2012. Le nouveau virus responsable du COVID-19 (le SARS-CoV-2) appartient à ce deuxième groupe.
Il n’existe pas encore de vaccin commercialisé contre un coronavirus.
Une des particularités des coronavirus est d’infecter en premier lieu les muqueuses du nez et de la gorge. Parfois, les défenses immunitaires innées permettent de les stopper à ce niveau. C’est ainsi que la plupart des malades du COVID-19 n’ont que des symptômes ORL plus ou moins marqués. Mais si les coronavirus ne sont pas stoppés dans la sphère ORL, ils peuvent passer dans les poumons, puis dans le sang. Ils peuvent alors diffuser vers d’autres organes dont les cellules expriment les récepteurs aux virus (le cœur, les reins et les vaisseaux sanguins du corps entier, y compris du cerveau). C’est malheureusement le cas du virus responsable du COVID-19.
Pour se protéger contre toutes les formes de COVID-19, et donc aussi contre le risque de transmission, il faudrait disposer de vaccins capables d’induire et de maintenir des réponses immunitaires assez fortes et permanentes au niveau des muqueuses du nez et de la gorge. Or, l'induction d'une immunité totale (dite «stérilisante») n’a encore jamais été obtenue par un vaccin.
Peut-être faudra-t-il se contenter de vaccins capables de protéger uniquement contre les complications du COVID-19, c’est-à-dire de freiner la multiplication et la dissémination du virus aux autres organes. C’est bien sûr très important. Mais un tel vaccin serait a priori inutile pour les 8 personnes sur 10 qui ne développent pas de complications. De plus, un tel vaccin exigerait une excellente sécurité vaccinale, sans garantir un arrêt de la contagion, puisque les virus auraient toujours la possibilité de se multiplier dans le nez et la gorge.
2. Le choix des antigènes à inclure dans les vaccins
Sur leur surface, les coronavirus arborent des spicules (protéine S ou Spike) avec lesquelles ils s’attachent aux récepteurs des cellules humaines – les clefs qui leur ouvrent la porte d'entrée. Heureusement, ces protéines S sont bien reconnues par le système immunitaire humain – qui y réagit en induisant des lymphocytes B producteurs d’anticorps et des lymphocytes T capables de détruire les cellules infectées. Ceci est vrai pour toutes les souches de coronavirus, y compris le SARS-CoV-1, le MERS-CoV, et le SARS-CoV-2 responsable du COVID-19.
Ces spicules (antigènes vaccinaux) vont donc se trouver, d’une façon ou d’une autre, dans tous les candidats-vaccins (vivants atténués, inactivés, portés par des vecteurs viraux, ou codés par leur ARN).
3. Le choix des défenses immunitaires à induire
Les modèles animaux ont montré que, suite à une vaccination contre le SARS-CoV-1, la protection corrélait au mieux avec le taux d’anticorps neutralisants (= capables de neutraliser l’entrée des virus dans les cellules) dirigés contre la protéine S – même si des anticorps contre d’autres antigènes peuvent aussi y parvenir. Ainsi, induire des taux élevés d’anticorps neutralisants semble être une bonne stratégie – et c'est la stratégie utilisée par de nombreux candidats-vaccins.
Malheureusement, il est difficile (impossible?) d’induire seulement des anticorps neutralisants. Or, les anticorps se fixant aux virus sans pour autant les neutraliser peuvent être dangereux (voir ci-dessous). Le rapport entre les anticorps neutralisants/non neutralisants pourrait donc être essentiel.
Certaines études chez l’animal ont montré que la protection contre le SARS-CoV-1 (ou le COVID-19) pouvait aussi être atteinte par des vaccins induisant essentiellement des lymphocytes T contre les protéines internes du virus. Il est probable que ces vaccins agissent essentiellement contre les complications. Ainsi, certains candidats-vaccins visent essentiellement la production de réponses lymphocytaires T, même si, à ce jour, aucun des vaccins utilisés contre des virus ne protège essentiellement grâce à ce type de réponse cellulaire.
4. La difficulté d’induire de bonnes réponses vaccinales chez les personnes vulnérables
Induire des réponses vaccinales protectrices chez de jeunes volontaires en bonne santé est déjà un défi. Mais il est encore plus difficile d'induire ces réponses chez des personnes fragilisées par le grand âge, l’obésité, la maladie ou les traitements médicaux qui freinent les défenses immunitaires – le vaccin contre la grippe nous le rappelle chaque année. Des vaccins avec des adjuvants particulièrement efficaces sont souvent nécessaires pour protéger ces populations vulnérables.
5. Le risque d’un vaccin qui augmenterait la sévérité du COVID-19
Le COVID-19 est encore mal connu, mais sa sévérité provient clairement de réponses immunitaires inappropriées, excessives et/ou inadéquates. Ainsi, de nombreux traitements visent actuellement à freiner plutôt qu’à stimuler les réponses immunitaires/inflammatoires.
Il y a un risque d’induire des anticorps capables de se fixer sur les coronavirus, mais pas à l’endroit qui bloque leur capacité à infecter des cellules (anticorps non neutralisants). Ces anticorps non neutralisants peuvent faciliter l’entrée du virus dans les cellules, au lieu de la bloquer (antibody-dependent enhancement). Ce phénomène a été observé avec le SARS-CoV-1 et le MERS-CoV. Et on suspecte malheureusement qu’il pourrait survenir avec le COVID-19, obligeant à beaucoup de prudence.
Or, les modèles animaux permettant d'évaluer ce risque sont complexes à mettre en oeuvre. Et les études de vaccination classique – qui consistent à vérifier que les vaccins soient bien tolérés en suivant des volontaires pendant quelques semaines ou mois – ne pourront pas répondre à cette question : il faudra soit attendre que ces volontaires vaccinés aient été exposés au SARS-CoV-2, soit les y exposer volontairement, ce qui n’est pas envisageable en l’absence de traitement efficace.
The potential danger of suboptimal antibody responses in COVID-19
6. La nécessité d’une production de masse, rapide… et à prix abordable pour le monde entier
La production de vaccins à large échelle nécessite une technologie complexe; il faut même souvent construire des usines. C’est la raison pour laquelle l’urgence de la COVID-19 pousse les sociétés à commencer la production de masse de leur candidat-vaccin avant même de savoir s’il sera efficace et bien toléré.
Quand peut-on espérer disposer d’un vaccin contre la COVID-19 ?
À moins de renoncer aux études ayant pour but de démontrer la sécurité et l’efficacité d’un vaccin sur un nombre suffisants de personnes, le délai souvent mentionné de 12-18 mois (soit en 2021) semble un minimum pour mettre au point un vaccin selon la clause d’urgence – soit avant son approbation officielle par les autorités réglementaires.
Rappelons qu’habituellement cette durée atteint au moins 10 ans, si ce n’est plus…
Les principales étapes nécessaires à élaborer et tester un vaccin sont décrites sur la page > Développement d'un vaccin
Les candidats-vaccins suivants contre la COVID-19 sont actuellement testés chez l'humain (source: clinicaltrials.gov) :
Déjà en Phase III (efficacité et sécurité):
- Inactivated SARS-CoV-2 (PiCoVacc) (virus inactivés, Sinovac et Butantan Institute)
- Inactivated Novel Coronavirus Pneumonia (COVID-19) vaccine (virus inactivés, Sinopharm)
- AZD1222 (vaccin à vecteur, University of Oxford et Astra Zeneca)
- mRNA-1273 (vaccin à ARNm, National Institute of Allergy and Infectious Diseases et Moderna)
- BNT162 (vaccin à ARNm, BioNTech RNA Pharmaceuticals et Pfizer)
Déjà en Phase II ou I/II :
- Inactivated SARS-CoV-2 Vaccine (virus inactivés, Chinese Academy of Medical Sciences)
- BBV152 - COVAXIN (virus inactivés, Bharat Biotech International Ltd)
- NVX-CoV2373 (protéines recombinantes, Novavax)
- Recombinant new coronavirus vaccine (CHO cell) (protéines recombinantes, Anhui Zhifei Longcom Biologic Pharmacy Co., Ltd.)
- KBP-201 (protéines recombinantes, Kentucky BioProcessing Inc.)
- Ad5-nCoV (vaccin à vecteur, CanSino Biologics)
- LV-SMENP-DC (cellules recombinantes, Shenzhen Geno-Immune Medical Institute)
- Covid-19/aAPC (cellules recombinantes, Shenzhen Geno-Immune Medical Institute)
- INO-4800 (vaccin à ADN, Inovio Pharmaceuticals)
- GX-19 (vaccin à ADN, Genexine Inc.)
- AG0301-COVID19 (vaccin à ADN, AnGes, Inc., Japan Agency for Medical Research and Development)
- nCov Vaccine (vaccin à ADN, Cadila Healthcare Ltd)
- COVAC1 (LNP-nCoVsaRNA) (vaccin à ARNm, Imperial College London)
Ces vaccins, et ceux qui sont en phase I, sont décrits ci-dessous:
1. Vaccins vivants atténués :
Aucun encore en essai clinique.
2. Vaccins inactivés :
Inactivated SARS-CoV-2 (PiCoVacc)
Sponsor: Sinovac et Butantan Institute
Catégorie du vaccin: virus inactivé
Description du vaccin: virus SARS-CoV-2 inactivé, avec des sels d’aluminium
Type d'essai: phase I/II + phase III
Nombre de personnes prévues: 144 (phase Ⅰ), 600 (phase Ⅱ) et 8'870 (phase III)
Résultats: http://www.sinovacbio.com/
Inactivated SARS-CoV-2 Vaccine
Sponsor: Chinese Academy of Medical Sciences
Catégorie du vaccin: virus inactivé
Description du vaccin: virus SARS-CoV-2 inactivé
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 942
Résultats: http://english.cas.cn/newsroom/news/
Inactivated Novel Coronavirus Pneumonia (COVID-19) vaccine (Vero cells)
Sponsor: Henan Provincial Center for Disease Control and Prevention (Sinopharm)
Catégorie du vaccin: virus inactivé
Description du vaccin: virus SARS-CoV-2 inactivé
Type d'essai: phase I/II et phase III
Nombre de personnes prévues: 288 (phase Ⅰ), 1'168 (phase Ⅱ) et 15'000 (phase III)
Résultats: http://www.chinacdc.cn/en/
Sponsor: Bharat Biotech International Ltd
Catégorie du vaccin: virus inactivé
Description du vaccin: virus SARS-CoV-2 inactivé
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 1125
Résultats: https://www.bharatbiotech.com/press_releases.html
3. Vaccins sous unitaires/purifiés :
Sponsor: Novavax
Catégorie du vaccin: protéines recombinantes
Description du vaccin: nanoparticules contenant des protéines avec l'adjuvant Matrix-M
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 131
Résultats: http://ir.novavax.com/press-releases
Novavax Announces Positive Phase 1 Data for its COVID19 Vaccine Candidate (PDF - 4.8.2020)
Sponsor: Clover Biopharmaceuticals Australia
Catégorie du vaccin: protéines recombinantes
Description du vaccin: sous-unité de la protéine Spike du SARS-CoV-2 sous forme de trimère, avec ou sans adjuvants (adjuvant 1: AS03 / adjuvant 2: oligonucleotide "CpG 1018" + sels d’aluminium)
Type d'essai: phase I
Nombre de personnes prévues: 150
Résultats: http://www.cloverbiopharma.com/
Sponsor: University of Queensland Australia
Catégorie du vaccin: protéines recombinantes
Description du vaccin: protéine Spike stabilisée par clamp moléculaire avec l'adjuvant MF59
Type d'essai: phase I
Nombre de personnes prévues: 120
Résultats: https://research.uq.edu.au/research/area/vaccine-and-drugs
Coronavirus-Like Particle COVID-19 Vaccine
Sponsor: Medicago
Catégorie du vaccin: protéines recombinantes
Description du vaccin: particule sphérique ressemblant au SARS-CoV-2, produite par des plantes (administrée avec ou sans deux types d'adjuvants)
Type d'essai: phase I
Nombre de personnes prévues: 180
Résultats: https://www.medicago.com/en/newsroom/
Recombinant new coronavirus vaccine (CHO cell)
Sponsor: Anhui Zhifei Longcom Biologic Pharmacy Co., Ltd.
Catégorie du vaccin: protéines recombinantes
Description du vaccin: Protéine recombinante avec adjuvant (RBD- Dimer)
Type d'essai: phase I et phase II
Nombre de personnes prévues: 50 + 900
Résultats: http://en.zhifeishengwu.com/about/zfgk/
Sponsor: Kentucky BioProcessing Inc.
Catégorie du vaccin: protéines recombinantes
Description du vaccin: protéines du SARS-CoV-2 produites par des plants de tabac modifiés génétiquement
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 180
Résultats: https://kentuckybioprocessing.com/
Sponsor: Medigen Vaccine Biologics Corp.
Catégorie du vaccin: protéines recombinantes
Description du vaccin: sous-unité de la protéine Spike du SARS-CoV-2, avec deux adjuvants (oligonucleotide "CpG 1018" + sels d’aluminium)
Type d'essai: phase I
Nombre de personnes prévues: 45
Résultats: http://www.medigenvac.com/public/en
4. Vaccins à vecteur :
Sponsor: CanSino Biologics
Catégorie du vaccin: vecteur vaccinal
Description du vaccin: adénovirus humain de type 5 exprimant la protéine Spike du SARS-CoV-2
Type d'essai: phase I et phase II
Nombre de personnes prévues: 108 (phase I) et 375 (phase II)
+ au Canada: Nombre de personnes prévues: 72 (phase Ⅰ) et 500 (phase Ⅱ)
Résultats: http://www.cansinotech.com/homes/article/plist/56.html
Safety, tolerability, and immunogenicity of a recombinant adenovirus type-5 vectored COVID-19 vaccine: a dose-escalation, open-label, non-randomised, first-in-human trial (The Lancet 20.5.2020)
Immunogenicity and safety of a recombinant adenovirus type-5-vectored COVID-19 vaccine in healthy adults aged 18 years or older: a randomised, double-blind, placebo- controlled, phase 2 trial (The Lancet 20.7.2020)
Sponsor: University of Oxford et Astra Zeneca
Catégorie du vaccin: vecteur vaccinal
Description du vaccin: adénovirus du chimpanzé exprimant la protéine Spike du SARS-CoV-2
Type d'essai: phase I/II + Phase2b/3
Nombre de personnes prévues: 1090 + 10'260 (Phase2b/3 )
Résultats: http://www.ox.ac.uk/news-and-events/for-journalists
Safety and immunogenicity of the ChAdOx1 nCoV-19 vaccine against SARS-CoV-2: a preliminary report of a phase 1/2, single-blind, randomised controlled trial (The Lancet 20.7.2020)
Gam-COVID-Vacet Gam-COVID-Vac Lyo
Sponsor: Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Health Ministry of the Russian Federation
Catégorie du vaccin: vecteur vaccinal
Description du vaccin: adénovirus humains de type 5 et de type 26 inactivés, exprimant la protéine Spike du SARS-CoV-2. La variante “Lyo” consiste à tester une solution lyophilisée qui faciliterait le stockage du vaccin.
Type d'essai: phase I
Nombre de personnes prévues: 38 (phase I) et 38 (phase I pour la variante "Lyo")
Résultats: http://gamaleya.org/
Sponsor: Janssen Vaccines & Prevention B.V.
Catégorie du vaccin: vecteur vaccinal
Description du vaccin: adénovirus humain de type 26 inactivé, exprimant la protéine Spike du SARS-CoV-2.
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 1'045
Résultats: https://www.janssen.com/covid19
Sponsor: Merck Sharp & Dohme Corp.
Catégorie du vaccin: vecteur vaccinal
Description du vaccin: virus de la rougeole atténué, exprimant la protéine Spike du SARS-CoV-2.
Type d'essai: phase I
Nombre de personnes prévues: 260
Résultats: https://www.mrknewsroom.com/newsroom/news-releases/vaccine-news/default.aspx
Sponsor: Institut Pasteur
Catégorie du vaccin: vecteur vaccinal
Description du vaccin: virus de la rougeole atténué, exprimant une glycoprotéine de surface modifiée du SARS-CoV-2
Type d'essai: phase I
Nombre de personnes prévues: 90
Résultats: https://www.pasteur.fr/en/press-area
5. Vaccins à cellules recombinantes :
Sponsor: Shenzhen Geno-Immune Medical Institute
Catégorie du vaccin: cellules recombinantes
Description du vaccin: modification des cellules dendritiques par un vecteur (lentivirus) exprimant un minigène synthétique basé sur des extraits de protéines virales du SARS-CoV-2; ce vaccin est aussi administré avec des lymphocytes T recombinants spécifiques aux antigènes du SARS-CoV-2
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 100
Résultats: http://szgimi.org/en/news.php
Sponsor: Shenzhen Geno-Immune Medical Institute
Catégorie du vaccin: cellules recombinantes
Description du vaccin: cellules présentatrices d'antigènes artificielles, préparées en utilisant un lentivirus qui comprend des gènes immunomodulateurs et des minigènes de SARS-CoV-2
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 100
Résultats: http://szgimi.org/en/news.php
Sponsor: Symvivo Corporation
Catégorie du vaccin: bactéries modifiées génétiquement
Description du vaccin: transfection des cellules épithéliales du côlon avec une solution orale contenant entre 1 et 10 milliards de Bifidobacterium longum (une bactérie commune dans l’intestin humain), dans laquelle a été inséré un plasmide d’ADN qui contient la séquence ADN de la protéine Spike du SARS-CoV-2
Type d'essai: phase I
Nombre de personnes prévues: 63
Résultats: https://www.symvivo.com/
6. Vaccins génétiques (ADN, ARN) :
Sponsor: Inovio Pharmaceuticals
Catégorie du vaccin: ADN du SARS-CoV-2
Description du vaccin: Plasmide d'ADN codant pour la protéine Spike, délivré par électroporation
Type d'essai: phase I + phase II
Nombre de personnes prévues: 40 (phase I) et 160 (phase II)
Résultats: https://www.inovio.com/our-focus-serving-patients/covid-19/
Immunogenicity of a DNA vaccine candidate for COVID-19
Sponsor: Genexine Inc.
Catégorie du vaccin: ADN du SARS-CoV-2
Description du vaccin: Plasmide d'ADN codant pour la protéine Spike, délivré par électroporation
Type d'essai: phase I/IIa
Nombre de personnes prévues: 40 participants (phase I) et 150 (phase IIa)
Résultats: http://www.genexine.com/m62.php?cate=1
Sponsor: AnGes, Inc., Japan Agency for Medical Research and Development
Catégorie du vaccin: ADN du SARS-CoV-2
Description du vaccin: Plasmide d'ADN codant pour la protéine Spike
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 30
Résultats: https://www.anges.co.jp/en/
Sponsor: Cadila Healthcare Ltd
Catégorie du vaccin: ADN du SARS-CoV-2
Description du vaccin: Plasmide d'ADN codant pour la protéine Spike
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 1048
Résultats: https://zyduscadila.com/
Sponsor: National Institute of Allergy and Infectious Diseases et Moderna
Catégorie du vaccin: ARN messager du SARS-CoV-2
Description du vaccin: ARNm codant pour la protéine Spike du SARS-CoV-2, encapsulé dans une nanoparticule lipidique
Type d'essai: phase I + Phase II + Phase III
Nombre de personnes prévues: 105 + 600 + 30'000
Résultats: https://www.niaid.nih.gov/clinical-trials/safety-immunogenicity-study-vaccine-covid-19
https://investors.modernatx.com/news-releases
An mRNA Vaccine against SARS-CoV-2 — Preliminary Report (New England Journal of Medicine, 14.7.2020)
Sponsor: BioNTech RNA Pharmaceuticals / Pfizer
Catégorie du vaccin: ARN messager du SARS-CoV-2
Description du vaccin: ARNm codant pour la protéine Spike du SARS-CoV-2, encapsulé dans une nanoparticule lipidique
Type d'essai: phase I/II+ phase I/II + phase III
Nombre de personnes prévues: 196, 7'600 et 30'000
Résultats: https://investors.biontech.de/press-releases et Phase 1/2 Study to Describe the Safety and Immunogenicity of a COVID-19 RNA Vaccine Candidate (BNT162b1) in Adults 18 to 55 Years of Age: Interim Report (1.7.2020)
Sponsor: Imperial College London
Catégorie du vaccin: ARN messager du SARS-CoV-2
Description du vaccin: ARNm codant pour la protéine Spike du SARS-CoV-2, encapsulé dans une nanoparticule lipidique
Type d'essai: phase I + phase II
Nombre de personnes prévues: 300
Résultats: http://www.imperial.ac.uk/news
Sponsor: Curevac
Catégorie du vaccin: ARN messager du SARS-CoV-2
Description du vaccin: ARNm codant pour la protéine Spike du SARS-CoV-2, encapsulé dans une nanoparticule lipidique
Type d'essai: phase I
Nombre de personnes prévues: 168
Résultats: https://www.curevac.com/covid-19
Sponsor: Yunnan Walvax Biotechnology Co.
Catégorie du vaccin: ARN messager du SARS-CoV-2
Description du vaccin: ARNm codant pour la protéine Spike du SARS-CoV-2
Type d'essai: phase I
Nombre de personnes prévues: 168
Résultats: http://www.walvax.com/Model/25.aspx
Sponsor: Arcturus Therapeutics, Inc.
Catégorie du vaccin: ARN messager du SARS-CoV-2
Description du vaccin: ARNm codant pour la protéine Spike du SARS-CoV-2, encapsulé dans une nanoparticule lipidique
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 85
Résultats: https://ir.arcturusrx.com/press-releases
7. Vaccinations passives (transfert d’anticorps) :
Sponsor: Immunitor
Catégorie du vaccin: anticorps
Description du vaccin: plasma sanguin de personnes convalescentes
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 20
Résultats: http://www.immunitor.com/news.php
8. Autres approches :
Sponsor: Aivita Biomedical
Catégorie du vaccin: cellules dendritiques porteuses d'antigènes du SARS-CoV-2
Description du vaccin: Les monocytes contenus dans le sang des volontaires sont isolés puis différenciés en cellules dendritiques; ces dernières sont ensuite incubées pendant 18-24 heures avec des antigènes du SARS-CoV-2, puis injectées comme vaccin.
Type d'essai: phase I/II
Nombre de personnes prévues: 180
Résultats: https://aivitabiomedical.com/pressmedia/