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Pourquoi n'avons-nous pas de vaccination contre toutes les maladies causées par des microbes ?


Les gens peuvent être vaccinés contre certaines maladies. Le principe de la vaccination est d'utiliser des charges vivantes atténuées ou inactivées. Ma question est : pourquoi n'avons-nous pas de vaccination contre toutes les maladies causées par des microbes ?


Analyse coûts/bénéfices principalement. L'utilisation des vaccins a un coût, à la fois en dollars et en risques. Ce coût peut être très faible (vaccins sûrs et bon marché, comme le vaccin contre la rougeole), ou peut être relativement élevé (le vaccin contre la variole est relativement risqué, avec environ 1 chance sur 300 000 d'effets secondaires modérés à graves) ; mais il y a toujours certains Coût.

Les vaccins peuvent ne pas avoir d'avantage significatif. Je vis dans les États-Unis urbains; il est peu probable qu'un vaccin contre Ebola m'offre un quelconque avantage (au vu de la situation actuelle en 2019). Très peu de personnes en 2019 ont une chance significative d'être exposées à la variole, puisqu'elle est éteinte à l'état sauvage ; l'avantage du vaccin universel contre la variole serait faible.

Donc, si le risque d'un vaccin est supérieur au bénéfice, l'administration du vaccin serait plus nocive que bonne. Ce calcul est fait comme une routine, et les vaccins que les gens reçoivent sont connus pour être ceux qui confèrent plus d'avantages que de risques.

En fait, avec les vaccins, le bénéfice doit être beaucoup plus élevé que le risque, car avec les vaccins, le bénéfice est invisible (rien ne se passe - vous ne mourez pas de la rougeole) alors que le risque est quelque chose qui se produit. En règle générale, les rapports avantages/coûts des vaccins sont très élevés, pour cette raison.

Le coût monétaire est également un facteur. Il peut sembler difficile de penser que sauver la vie d'un enfant avec un vaccin a un prix, mais à un moment donné, la quantité limitée d'argent peut être utilisée plus efficacement ailleurs. S'il en coûte un milliard de dollars pour administrer un vaccin particulier et que cela finit par sauver une vie, est-ce la meilleure utilisation de l'argent ? Pourrait-il être mieux dépensé pour la nutrition, l'assainissement, etc.?

Cela s'applique à un certain nombre de maladies. Il existe, dans les laboratoires universitaires et dans les congélateurs des sociétés pharmaceutiques, des vaccins contre de nombreux agents pathogènes qui ne sont pas utilisés, car le coût est trop élevé pour le bénéfice. C'est une équation qui change tout le temps ; il s'est appliqué aux vaccins contre Ebola à un moment donné, mais face à une épidémie d'Ebola, ces vaccins - dans ces zones - sont désormais rentables.

Enfin, il existe une poignée d'agents pathogènes pour lesquels un bon vaccin à prix raisonnable serait certainement rentable (VIH, paludisme, tuberculose, par exemple) mais pour lesquels il n'existe pas de bons vaccins à prix raisonnable, car les vaccins sont parfois vraiment difficile à faire.


Je soupçonne que c'est parce que toutes les maladies causées par des microbes ne peuvent pas être traitées par des vaccins. Par exemple, les vaccins ne sont pas aussi efficaces sur les microbes qui causent des infections cutanées car les anticorps générés par la vaccination voyagent dans le sang et certains microbes endommagent la peau et les tissus voisins sans entrer dans le système circulatoire pour être détectés par le système immunitaire grâce aux anticorps.

De plus, lorsque les bactéries atteignent le système circulatoire sanguin, elles provoquent un choc septique car le corps réagit par une réponse inflammatoire à la fois au microbe et aux toxines qu'il produit, ce qui peut être fatal. Mais la quantité de microbes qui peuvent provoquer une septicémie est extrêmement diverse : bactéries (Gram négatif et positif), champignons, virus et parasites ; parfois, cela se produit en combinaison avec des microbes [1]. Il semble peu pratique et inefficace de concevoir des vaccins contre tous les microbes qui causent des maladies, car il semble que tout ce qui peut proliférer dans le sang causera la maladie. Les microbes peuvent même provoquer une septicémie sans passer dans le sang [1].

Référence : [1] Sepsis et choc septique : stratégies de traitement actuelles et nouvelles approches. Gizem Polat, Rustem Anil Ugan, [… ], et Zekai Halici. Eurasienne J Med. 2017


Résistance aux antibiotiques : pourquoi la vaccination est importante

Les vaccins peuvent aider à limiter la propagation de la résistance aux antibiotiques.

L'augmentation mondiale des maladies causées par des bactéries résistantes aux médicaments, en raison de la surutilisation et de la mauvaise utilisation des antibiotiques, est un problème majeur de santé publique. Il est plus difficile et plus coûteux de traiter les infections résistantes aux antibiotiques et les gens ne s'en remettent pas toujours.

La vaccination des humains et des animaux est un moyen très efficace de les empêcher de s'infecter et d'éviter ainsi le besoin d'antibiotiques.

Faire un meilleur usage des vaccins existants et développer de nouveaux vaccins sont des moyens importants de lutter contre la résistance aux antibiotiques et de réduire les maladies et les décès évitables.

L'extension de l'utilisation des vaccins existants réduira l'utilisation d'antibiotiques et le développement de résistances.

Par exemple, si chaque enfant dans le monde recevait un vaccin pour le protéger de l'infection par Streptococcus pneumoniae bactéries (qui peuvent provoquer une pneumonie, une méningite et des infections de l'oreille moyenne), cela empêcherait environ 11 millions de jours d'utilisation d'antibiotiques chaque année.

Les vaccins contre les virus, comme la grippe, ont également un rôle à jouer, car les gens prennent souvent des antibiotiques inutilement lorsqu'ils présentent des symptômes tels que la fièvre qui peuvent être causés par un virus.

Le développement et l'utilisation de nouveaux vaccins pour prévenir les maladies bactériennes peuvent réduire davantage le développement de la résistance.

Les antibiotiques sont actuellement l'intervention médicale standard pour les maladies courantes telles que le groupe A Streptocoque (qui provoque &ldquostrep gorge&rdquo), pour laquelle nous n'avons pas encore de vaccins.

Nous avons également besoin de vaccins pour empêcher les gens d'attraper des maladies causées par des bactéries qui sont maintenant fréquemment résistantes aux antibiotiques. Par exemple, il y a une propagation alarmante de la tuberculose multirésistante (MDR-TB). En 2015, environ 480 000 personnes étaient infectées par la tuberculose multirésistante.

De même, de nouveaux vaccins ciblant Staphylococcus aureus (qui provoque des infections de la peau et des tissus mous), Klebsiella pneumoniae (qui provoque une pneumonie et des infections de la circulation sanguine et des voies urinaires), Clostridium difficile (qui provoque des maladies diarrhéiques), et bien d'autres pourraient protéger les gens contre des maladies de plus en plus difficiles à traiter.

Le développement de nouveaux vaccins et leur utilisation appropriée sont longs et complexes. La communauté scientifique doit prioriser les nouveaux vaccins qui auraient le plus grand impact sur la résistance aux antibiotiques et promouvoir les investissements dans ces derniers.


Vaccins : le défi mondial de la microbiologie

Les vaccins sont fabriqués à partir de microbes morts ou inactifs, et ces microbes stimulent une réponse immunitaire pour se protéger contre la maladie. Non seulement les vaccins protègent les personnes inoculées, mais ils peuvent également fournir une immunité collective. Cette section décrit le rôle crucial que joue la vaccination dans la santé.

L'importance vitale des vaccins

Norman K. Fry

Comme les gros titres des médias nous le rappellent de plus en plus, la prévention, le contrôle et l'élimination des maladies évitables par la vaccination (MPV) présentent effectivement des défis mondiaux. Les récents rapports d'épidémies de rougeole aux Samoa, la bataille pour retrouver le statut de pays exempts de poliomyélite et les efforts énormes déployés pour rendre l'une des maladies les plus mortelles au monde (Ebola) évitable et curable, illustrent tous l'importance vitale des vaccins.

Après l'eau potable, la vaccination est l'intervention de santé publique la plus efficace au monde pour sauver des vies et promouvoir une bonne santé. En 2019, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a réaffirmé son engagement envers la prévention et le contrôle des maladies transmissibles, y compris les MEV. Dans la liste de l'OMS de « Dix menaces pour la santé mondiale en 2019 », les VPD, les vaccins et les facteurs qui peuvent confondre leur fonction de livraison réussie dans la plupart d'entre eux.

Le succès de la vaccination au cours du siècle dernier dans la réduction des décès et des maladies causées par les maladies infectieuses a été spectaculaire. De nombreuses infections virales et bactériennes qui affectaient historiquement les nourrissons et les enfants de manière disproportionnée ont été considérablement réduites grâce aux programmes nationaux de vaccination. Cependant, nous ne pouvons pas nous permettre d'être complaisants. Les conflits entraînant la panne des infrastructures des services de santé et des systèmes de prestation, les migrations massives, les mouvements de personnes déplacées (illustrés de manière dramatique par la crise des réfugiés rohingyas en 2017), la désinformation et l'hésitation sur les vaccins peuvent tous saper le contrôle des MPV.

Ce numéro contient des articles sur la vaccination contre le virus du papillome humain (VPH) et l'immunité collective, ainsi que sur le développement et la production de vaccins. Au Royaume-Uni, le vaccin contre le VPH est proposé à toutes les filles de la 8e année scolaire depuis plus de dix ans et a continué d'atteindre une couverture vaccinale très élevée malgré une baisse préoccupante de la consommation dans d'autres pays européens. À partir de septembre 2019, le programme a été élargi, les garçons de 8e année se voyant désormais offrir le vaccin aux côtés des filles pour aider à accélérer la protection des garçons et des filles contre les cancers liés au VPH.

Les technologies innovantes jouent désormais un rôle essentiel dans le développement de nouveaux vaccins, et l'espoir pour l'avenir est que davantage de maladies deviendront évitables par la vaccination dans tous les groupes d'âge.

Fig. 1. La figure montre le développement historique des vaccins et l'introduction de programmes de vaccination de routine au Royaume-Uni. Avec l'aimable autorisation de Public Health England.

Lectures complémentaires

Nouvelles de la nature. Faites d'Ebola une chose du passé&rsquo : premier vaccin contre un virus mortel approuvé 2019. https://www.nature.com/articles/d41586-019-03490-8 [consulté le 14 février 2020].

Service de santé national. Aperçu du vaccin contre le VPH 2017. https://www.nhs.uk/conditions/vaccinations/hpv-human-papillomavirus-vaccine/ [consulté le 14 février 2020].

Santé publique Angleterre. Pourquoi vacciner ? 2014. https://publichealthmatters.blog.gov.uk/2014/05/01/why-vaccinate/ [consulté le 14 février 2020].

Bienvenue Confiance. C'est la décennie où nous avons fait de l'une des maladies les plus mortelles au monde évitable et curable 2019. https://wellcome.ac.uk/news/decade-we-made-one-worlds-deadliest-diseases-preventable-and-curable [consulté 14 février 2020].

Organisation mondiale de la santé. Treizième programme général de travail 2019&minus2023 2018. https://www.who.int/about/what-we-do/thirteenth-general-programme-of-work-2019&ndash2023 [consulté le 14 février 2020].

Organisation mondiale de la santé. Dix menaces pour la santé humaine en 2019 2019. https://www.who.int/emergencies/ten-threats-to-global-health-in-2019 [consulté le 14 février 2020].

Norman K. Fry

Division de la vaccination et des contre-mesures, Public Health England &ndash National Infection Service, Londres, Royaume-Uni

Norman Fry est un chercheur clinicien consultant et responsable de la surveillance en laboratoire pour les bactéries évitables par la vaccination dans la division Immunisation et contre-mesures, Public Health England &ndash National Infection Service, Londres. Il est Chef de la Section Bactéries évitables par la vaccination qui héberge les Laboratoires Nationaux de Référence pour Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Bordetella pertussis et la diphtérie. Son laboratoire abrite également le Centre collaborateur de l'Organisation mondiale de la santé (CC de l'OMS) pour Streptococcus pneumoniae et Haemophilus influenzae (Chefs : N.K. Fry et D. Litt) et le CC OMS pour la diphtérie et les infections streptococciques (Chef : Prof. A. Efstratiou). Norman est également co-rédacteur en chef de l'une des revues de la Microbiology Society, the Journal de microbiologie médicale.

Pourquoi la microbiologie est-elle importante ?

Depuis la rédaction de cet article, un nouveau coronavirus (plus tard nommé SARS-CoV-2) s'est avéré responsable d'une épidémie de pneumonie qui a commencé dans la ville de Wuhan, dans la province du Hubei, en Chine. En raison de la propagation rapide de ce virus, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a déclaré une urgence de santé publique de portée internationale et a ensuite évalué que la maladie causée par ce virus, appelée COVID-19, peut être qualifiée de pandémie.

S'il y a jamais eu une réponse à la question de savoir pourquoi la microbiologie est importante, c'en est certainement une. Cependant, nous ne devons pas non plus oublier les autres maladies infectieuses, en particulier celles pour lesquelles nous avons actuellement des vaccins, et nous devons continuer à maintenir une bonne couverture vaccinale pour celles-ci.

Comment vous efforcez-vous de surveiller l'efficacité de la vaccination dans l'espoir qu'elle puisse contrôler la maladie ?

Nous travaillons en étroite collaboration avec nos collègues de Public Health England et du National Health Service (y compris des scientifiques, des épidémiologistes et des microbiologistes médicaux consultants) pour définir les épidémies, décrire l'épidémiologie des souches circulantes et identifier les voies de transmission. Nous collaborons également avec des universités et d'autres organisations de santé publique, aux niveaux national et international, et sommes activement impliqués dans plusieurs réseaux européens de laboratoires et d'épidémiologie. Pour contrôler l'efficacité de la vaccination au niveau national, il est essentiel de disposer à la fois de données de laboratoire et de données épidémiologiques de haute qualité. Ces données sont également utilisées pour informer tout changement potentiel de la politique vaccinale, suite à l'approbation et à la recommandation du Comité mixte sur la vaccination et la vaccination (JCVI), un comité d'experts départemental indépendant et un organisme statutaire qui conseille les services de santé britanniques sur la vaccination.

Vaccination contre le VPH et immunité collective

Kate Cuschieri et Heather Cubie

Les papillomavirus (PV) sont des virus anciens et intrigants. Les biologistes ont été fascinés, contestés et perplexes par les verrues pendant des siècles. En 1842, le Dr Rigoni Stern, un médecin véronais, a commenté la différence de lésions cervicales chez les religieuses catholiques par rapport aux femmes mariées. Bien sûr, à cette époque, l'élément transmissible au cancer du col de l'utérus était inconnu, mais l'observation était astucieuse. Cependant, ce n'est que lorsque Harald Zur Hausen et son équipe ont découvert les liens fondamentaux entre certains types de papillomavirus humains (HPV) et le cancer du col de l'utérus, pour lequel il a ensuite reçu le prix Nobel, que cela est devenu plus qu'un intérêt de niche. En effet, l'établissement d'une étiologie virale pour presque tous les cancers du col de l'utérus a ouvert la voie à l'une des interventions de santé publique mondiale les plus influentes de l'histoire moderne : la vaccination contre le VPH.

Vaccins contre le VPH : les éléments constitutifs

On sait depuis plusieurs décennies que les protéines virales peuvent s'auto-assembler en particules pseudo-virales (VLP), soit naturellement, soit par synthèse par expression, fournissant un système d'administration inestimable pour les vaccins. Les VLP sont essentiellement des coquilles vides qui « regardent la partie » du système immunitaire. Ils produisent une forte réponse d'anticorps neutralisants, considérablement plus puissante que les réponses provoquées par une infection naturelle, mais sont incapables de se répliquer. La découverte en 1990 par Jian Xhou et Ian Frazer à Brisbane que les deux protéines structurelles du VPH pouvaient s'auto-assembler en VLP a été une énorme percée et a rapidement conduit à investir dans le développement de vaccins contre le VPH.

Initialement, des vaccins à valence unique contenant uniquement des VLP du VPH 16 ont été testés. Ceux-ci ont précédé les vaccins bivalents (Cervarix de GSK) et quadrivants (Gardasil 4 de SPMSD) qui confèrent tous deux une protection contre les HPV 16 et 18, types associés à environ 70 % des cancers du col de l'utérus. Gardasil 4 offre également une protection contre les VPH 6 et 11 qui causent environ 90 % des verrues génitales. Une protection croisée a été démontrée contre les types de VPH non vaccinaux, notamment par Cervarix pour les VPH 31, 33 et 45. Plus récemment, un vaccin non avalent (Gardasil 9 de SPMSD) a été homologué qui confère une protection contre les VPH 16, 18, 31, 33 , 45, 52 et 58 ainsi que le VPH 6/11 et devrait protéger directement contre 90 % des types qui causent le cancer du col de l'utérus. Le VPH 16 a une étiologie prouvée dans les cancers non cervicaux, à savoir ceux du vagin, de la vulve, du pénis, de l'anus et de l'oropharynx (Fig. 1), de sorte que les vaccins ont clairement une portée pour la protection contre le cancer au-delà du col de l'utérus.

Introduction et évolution du vaccin anti-HPV au sein des programmes nationaux

Depuis 2006, 115 pays ont introduit la vaccination contre le VPH en tant que programmes pilotes nationaux ou à grande échelle et le vaccin est désormais répertorié comme un médicament essentiel par l'OMS. L'adoption a varié et dépend des ressources, des priorités concurrentes en matière de soins de santé et des perceptions des préjudices par rapport aux avantages. L'Australie a été le premier pays à proposer un programme national de vaccination contre le VPH en 2007, plusieurs pays ayant emboîté le pas, dont le Royaume-Uni en 2008. Initialement, la plupart des programmes étaient réservés aux femmes, mais de plus en plus d'hommes se voient également proposer le vaccin. La vaccination sans distinction de sexe n'a pas été universellement saluée, en particulier là où la participation féminine est élevée, et en particulier lorsque la demande mondiale de vaccins dépasse l'offre. Les partisans soutiennent que la vaccination des garçons accélère et maintient l'immunité collective.

De plus, en plus des verrues génitales, les hommes portent également le fardeau du cancer du pénis, de l'anus et de l'oropharynx associé au VPH. Bien que ces cancers ne soient pas courants, leur morbidité est élevée et, surtout, leur incidence augmente.

Les données des premiers essais cliniques randomisés (ECR) de vaccins contre le VPH étaient basées sur des schémas thérapeutiques à trois doses et sont devenues la norme pour les programmes de mise en œuvre. Désormais, les schémas à deux doses de "l'augmentation de la dose" sont courants et, sur la base d'études de transition qui ont montré que les niveaux d'anticorps après deux doses n'étaient pas inférieurs à ceux associés à l'efficacité clinique, ont été recommandés par l'OMS depuis 2014. Plus récemment, l'analyse des ECR indique que même une seule dose peut protéger contre l'infection au VPH, et des essais prospectifs sont en cours pour étudier cela de manière plus complète. Compte tenu des défis de la vaccination, en particulier dans les pays à revenu faible et intermédiaire (PRFI) où 80 % de la charge de morbidité est manifeste, il s'agit d'une entreprise opportune et passionnante.

L'efficacité des vaccins contre le VPH au niveau de la population

L'impact de la vaccination contre le VPH a été profond. Au Royaume-Uni, une réduction de 90 % de l'infection spécifique au type de VPH (Fig. 2) chez les femmes qui ont reçu le vaccin à l'âge de 14 ans s'est reflétée par une

90 % de réduction des lésions cervicales de haut grade.

Un impact est également observé dans la clinique, où le nombre de procédures nécessaires pour enlever les lésions cervicales a diminué au fil du temps à l'ère de la vaccination. Nous sommes maintenant très près de montrer une réduction, non seulement de la maladie, mais aussi des cancers invasifs.

Protection du troupeau

Les preuves de la protection du troupeau se sont accumulées pour les vaccins quadrivalents et bivalents. L'un des premiers signaux clés a été la réduction des verrues génitales chez les hommes hétérosexuels à la suite du programme de vaccination alors réservé aux femmes en Australie. En Écosse, où les taux de vaccination ont été de 80 à 90 % depuis 2008, infection de type vaccin contre le VPH et maladie de haut grade chez les filles de 20 ans, offert le vaccin contre le VPH à l'âge de 13 ans et 14 ans est le même, quel que soit le statut vaccinal. Comme pour tout programme de vaccination, un taux élevé de vaccination doit être encouragé pour garantir des bénéfices maximaux au niveau de la population. De plus, les hommes ayant des rapports sexuels avec des hommes (HSH) sont beaucoup moins susceptibles d'obtenir une protection collective grâce à des programmes réservés aux femmes, tout en étant exposés à un risque supplémentaire de maladie associée au VPH par rapport aux hommes ayant uniquement des rapports sexuels avec des femmes. Certains pays ont donc introduit des programmes opportunistes pour les HSH, dont le Royaume-Uni en 2017, avec des systèmes de suivi en place pour évaluer l'impact.

De nouvelles technologies pour relever les défis mondiaux

Il y a une pénurie mondiale de tous les vaccins contre le VPH, avec de nouvelles installations de production en construction. Pourtant, le vaccin contre le VPH reste l'un des vaccins les plus chers jamais développés, et dans certains PRFI, en particulier en Afrique et en Asie, les types de VPH au-delà du VPH 16/18 contribuent de manière significative aux cas de cancer, ce qui suggère que tous les vaccins n'auront pas une efficacité équivalente dans différents pays. De nouvelles technologies sont nécessaires, et rapidement, si le monde veut répondre à l'appel de l'OMS pour une action mondiale coordonnée pour éliminer le cancer du col de l'utérus [Dr Tedros Ghebreyesus, Directeur général de l'OMS 19 mai 2018]. La Chine et l'Inde ont testé des vaccins contre le VPH qui devraient fournir des alternatives et réduire les coûts. Des collaborations innovantes entre des entreprises de pays en développement et des fabricants de vaccins plus établis créeront de nouvelles opportunités et une concurrence.

Conclusion

Grâce aux immenses efforts déployés pour produire, fournir et surveiller l'impact de la vaccination contre le VPH et de l'immunité collective dans les pays à revenu élevé, l'élimination mondiale du cancer du col de l'utérus pourrait être à l'horizon, mais cela nécessitera des investissements à grande échelle pour fournir une couverture élevée du VPH. vaccin pour les filles et probablement les garçons avant l'activité sexuelle volonté politique et action mondiale pour atteindre les objectifs de développement durable (ODD) des Nations Unies relatifs à la santé pour tous et à l'égalité des sexes et accroître l'investissement mondial dans le dépistage du col de l'utérus chez les femmes de plus de 30 ans afin d'atteindre une couverture élevée de la population pour au moins les deux prochaines décennies.

Lectures complémentaires

Drolet M, Bénard É, Pérez N, Brisson M (au nom du HPV Vaccination Impact Study Group). Impact au niveau de la population et effets sur le troupeau suite à l'introduction de programmes de vaccination contre le virus du papillome humain : revue systématique et méta-analyse mises à jour. Lancette 2019394:497&ndash509. DOI : 10.1016/S0140-6736 (19) 30298-3.

Kavanagh K, Pollock KG, Cuschieri K, Palmer T, Cameron RL et al. Changements dans la prévalence du papillomavirus humain à la suite d'un programme national de vaccination bivalente contre le papillomavirus humain en Écosse : une étude transversale de 7 ans. Lancet Infect Dis 201717:1293&ndash1302. DOI : 10.1016/S1473-3099(17)30468-1.

Plummer M, de Martel C, Vignat J, Ferlay J, Bray F et al.Fardeau mondial des cancers attribuables aux infections en 2012 : une analyse synthétique. Lancet Glob Santé 20164:e609&ndash616. DOI : 10.1016/S2214-109X(16)30143-7.

de Sanjose S, Brotons M, LaMontagne DS, Bruni L. La maladie du vaccin contre le papillomavirus humain a un impact au-delà des attentes. Curr Opin Virol 201939:16&ndash22. DOI : 10.1016/j.coviro.2019.06.006.

Schwarz E, Freese UK, Gissmann L, Mayer W, Roggenbuck B et al. Structure et transcription des séquences du papillomavirus humain dans les cellules de carcinome cervical. Naturee 1985314:111&ndash114. DOI : 10.1038/314111a0.

Catherine (Kate) Cuschieri

Laboratoire écossais de référence HPV, Département de médecine de laboratoire, 51 Little France Crescent, Édimbourg EH16 4SA, Royaume-Uni

Kate Cuschieri est consultante scientifique clinicienne et directrice actuelle du Scottish HPV Reference Laboratory. Elle est également responsable du groupe de recherche HPV et des archives écossaises HPV de l'Université d'Édimbourg. Elle a participé à la surveillance de l'impact du vaccin contre le VPH sur l'infection et les maladies associées au Royaume-Uni.

Heather Cubie

Académie mondiale de la santé, Université d'Édimbourg, Édimbourg EH8 9AG, Royaume-Uni

Heather Cubie était consultante scientifique clinicienne en virologie. Elle a été directrice fondatrice du Scottish HPV Reference Laboratory et des Scottish HPV Archive, a pris sa retraite en 2014 et est actuellement conseillère principale à la Global Health Academy de l'Université d'Édimbourg. Elle consacre également beaucoup de temps à s'impliquer dans des programmes de réduction du cancer du col de l'utérus au Malawi.

Pourquoi la microbiologie est-elle importante ?

Kate : D'un point de vue clinique, le contrôle de l'infection reste d'une extrême importance pour la santé mondiale, y compris la prévention par la vaccination et les interventions de santé publique. Les récentes flambées infectieuses de la première partie du 21 e siècle continuent de le souligner. Une expertise microbiologique diversifiée est nécessaire pour relever les défis imposés par les infections, notamment des scientifiques fondamentaux capables de délimiter les mécanismes de pathogénicité, des épidémiologistes capables de cartographier les infections et les épidémies, ainsi que des scientifiques de la santé et des microbiologistes cliniques qui peuvent aider les patients touchés par des tests de laboratoire et des soins directs.

Quelles sont les compétences requises dans votre poste au quotidien ?

Kate : Actuellement, je suis directrice du laboratoire de référence du virus du papillome humain écossais (VPH), où nous offrons un service national spécialisé pour le dépistage du VPH. Je suis consultant clinicien-chercheur donc en termes de diplômes j'ai un doctorat, je suis devenu membre du Conseil des professions de santé et de soins (HCPC) puis j'ai obtenu le FRCPath par publication. Comme le laboratoire agit comme une plaque tournante à la fois pour les tests et également pour les conseils sur les « HPV », une connaissance contemporaine du domaine est clairement requise. De plus, j'ai la chance de pouvoir interagir et collaborer avec divers groupes multidisciplinaires qui interagissent avec le VPH, y compris ceux impliqués dans le dépistage du col de l'utérus, les équipes de vaccination de santé publique, les oncologues cliniques, les experts en assurance qualité et les universitaires/chercheurs fondamentaux. Je gère également le personnel du NHS et du côté universitaire et je soutiens la formation et le développement des étudiants et du personnel dans et en dehors de la sphère de la microbiologie. Les autres compétences requises sont le lancement et la réalisation d'audits et de recherches appropriés, la capacité de contribuer aux exercices nationaux liés à la gestion de l'infection au VPH et des maladies associées et enfin (mais c'est important pour un laboratoire de service !) l'application de systèmes de gestion de la qualité pour soutenir les tests de laboratoire clinique.

Développement et production de vaccins

Vanessa Terra et Brendan Wren

Les vaccins ont été l'une des grandes réussites de l'humanité dans la lutte contre les maladies infectieuses. Cependant, malgré leur succès avéré, les vaccins restent indisponibles pour la plupart des agents pathogènes bactériens. De manière alarmante, cela inclut le groupe d'agents pathogènes ESKAPE multirésistants aux antibiotiques (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa et Enterobacter espèce). En outre, il existe un besoin urgent de vaccins d'intervention d'urgence après des catastrophes naturelles ou des troubles civils (par ex. Vibrio cholerae) et pour les agents de menace biologique qui pourraient être libérés à des fins néfastes (par ex. Francisella tularensis, Bacillus anthracis et Burkholderia pseudomallei). Même si des vaccins sont disponibles, tels que les vaccins glycoconjugués qui préviennent la méningite et la pneumonie, ils sont souvent trop chers pour être utilisés dans les milieux à faibles ressources où ils sont désespérément nécessaires.

Vaccins glycoconjugués pour les maladies bactériennes

Les vaccins actuellement commercialisés comprennent un certain nombre de formulations différentes qui sont efficaces dans la plupart des pays à revenu élevé. Ceux-ci comprennent les vaccins à composants (tétanos et diphtérie), les vaccins à membrane externe à base de vésicules utilisés dans la prévention de la méningite du groupe B (par exemple Bexsero), les vaccins viraux vivants atténués (tels que le vaccin ROR) et les vaccins glycoconjugués (Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae et Haemophilus influenzae b). Ces derniers sont les plus souhaitables lorsque les glycanes (par exemple les antigènes O et les capsules) sont liés de manière covalente aux protéines porteuses. Ils induisent des réponses dépendantes des lymphocytes T qui durent longtemps et sont très efficaces chez les nourrissons et les personnes âgées, avec un dossier de sécurité remarquable. Ces vaccins sont approuvés par l'Organisation mondiale de la santé qui recommande le développement de vaccins glycoconjugués pour davantage de maladies bactériennes. Cependant, l'utilisation des protéines porteuses actuelles (anatoxines diphtérique et tétanique) signifie que de nouvelles protéines porteuses doivent être développées pour éviter la concurrence croisée entre les différents vaccins glycoconjugués.

Conjugaison chimique

Le développement de nouveaux vaccins glycoconjugués se poursuit à un rythme soutenu. Par exemple, les vaccins TypBar-TCV et Zydus Cadila qui protègent contre la fièvre entérique causée par Salmonella typhi ont été autorisés en 2013 et 2017, respectivement. Les deux vaccins conjuguent chimiquement la capsule Vi à l'anatoxine tétanique et sont efficaces chez les nourrissons. Des stratégies alternatives comprennent la production de polysaccharides indépendants du pathogène hôte, y compris la synthèse chimique et enzymatique de polysaccharides. La synthèse organique a été utilisée pour produire suffisamment d'oligosaccharides bactériens pour de nouveaux vaccins contre H. influenzae b (Quimi-Hi) et Shigella flexneri sérotype 2a, qui sont actuellement en essais cliniques de phase I. L'assemblage automatisé de glycanes est une autre méthode utilisée pour générer des polysaccharides indépendamment de la manipulation des bactéries pathogènes. Cette approche couplée à des glycoarrays a joué un rôle déterminant dans l'identification d'épitopes d'antigènes polysaccharidiques qui ont été utilisés pour déterminer les épitopes d'oligosaccharides optimaux à partir de sérotypes exclus dans les études actuelles. S. pneumoniae vaccins glycoconjugués. Une approche alternative pour produire un polysaccharide est l'assemblage enzymatique. Indépendamment de la façon dont le polysaccharide est généré, toutes ces approches nécessitent la nécessité d'une conjugaison chimique à la protéine porteuse. Les inconvénients des vaccins glycoconjugués synthétisés chimiquement sont qu'ils sont coûteux à fabriquer (en raison des multiples étapes de contrôle de la qualité), qu'ils ne couvrent toujours pas complètement la variation souche/sérotype et manquent de flexibilité dans le couplage de protéines porteuses alternatives aux glycanes.

Bioconjugaison

Une alternative à la conjugaison chimique est la technologie de couplage protéine-glycane (PGCT) ou la bioconjugaison qui produit des vaccins glycoconjugués recombinants dans Escherichia coli cellules qui agissent comme des mini-usines pour la production en une seule étape de vaccins purifiés. La production recombinante de vaccins glycoconjugués dans E. coli présente de nombreux avantages, notamment (i) aucune exigence de manipuler des bactéries pathogènes, (ii) une flexibilité dans la conception de combinaisons protéine porteuse/glycane pour des vaccins glycoconjugués sur mesure et (iii) la simplicité du processus signifie qu'il est peu coûteux. Les coûts de production réduits le rendent abordable pour les pays à faibles ressources et la simplicité du processus de fabrication signifie que les vaccins dérivés du PGCT peuvent être produits dans ces pays, ce qui réduit encore le coût des vaccins là où la demande est la plus forte.

Les vaccins actuels à base de PGCT en cours de développement comprennent le raffinement de S. pneumoniae vaccins avec de nouvelles protéines porteuses de l'organisme hôte et une couverture sérotypique supplémentaire, de nouveaux vaccins pour F. tularensis, B. pseudomallei, Groupe A Streptocoque, K. pneumoniae, S. aureus, Shigella et E. coli. Certains d'entre eux ont été testés dans des essais cliniques de phase 2 et se sont avérés sûrs et efficaces. Plus récemment, des vaccins dérivés du PGCT ont été développés pour le bétail (par exemple la volaille, les porcs et les ruminants) où le faible coût est primordial. Les vaccins glycoconjugués n'ont pas été utilisés auparavant chez les animaux, donc ironiquement, avec plus d'un milliard de vaccins glycoconjugués administrés aux humains chaque année, nous avons agi comme les « cobayes » pour les animaux.

Avec l'apocalypse post-antibiotique imminente, le développement d'un vaccin est plus que jamais une obligation. Contrairement aux humains, le développement de vaccins pour les animaux a pris du retard. Des vaccins appropriés pour le bétail présentent plusieurs avantages, notamment la prévention des maladies chez les animaux (et chez les humains pour les agents pathogènes zoonotiques), la prospérité économique et une réduction de l'utilisation d'antibiotiques pour les animaux. Cela signifie que la recherche, le développement et la production de nouveaux vaccins humains et animaux sont une poursuite opportune et continueront d'être un impératif mondial.

Troglodyte mignon

London School of Hygiene and Tropical Medicine (LSHTM), Keppel Street, Londres WC1E 7HT, Royaume-Uni

Brendan Wren a obtenu un doctorat en chimie biophysique à l'Université de Leicester et a publié des articles fondateurs sur l'effet des rayonnements ionisants sur l'ADN. Il a ensuite occupé un poste postdoctoral en microbiologie médicale et est au LSHTM depuis 20 ans. Il effectue des recherches sur la glycosylation chez les agents pathogènes bactériens et développe une « boîte à outils » pour la phylogénomique comparative de la glycoingénierie et l'évolution de la virulence bactérienne et des mécanismes de pathogenèse bactérienne. Cette recherche a été utilisée pour développer la glycoingénierie à appliquer à la construction de vaccins glycoconjugués recombinants abordables.

Vanessa Terra

London School of Hygiene and Tropical Medicine (LSHTM), Keppel Street, Londres WC1E 7HT, Royaume-Uni

Vanessa Terra est une biochimiste formée au Portugal. Elle a obtenu un doctorat à l'Université de Leicester, travaillant sur les interactions pneumococciques avec la mucine. Then she moved to the LSHTM and started working on vaccine development more specifically protein glycan coupling technology (biological conjugation). Vanessa concentrates mostly on developing veterinary vaccines (PGCT), but also has an interest in the development of pneumococcal vaccines.

What advice would you give to someone starting out in this field?

Brendan: Follow what interests you and don&rsquot be frightened of new research topics.

Vanessa: The most valuable advice I think I can give is to be passionate, be curious, be observant, be stubborn and don&rsquot be afraid to explore &ndash most important discoveries were made when we were looking for something else!

Why does microbiology matter?

Brendan and Vanessa: Microbes are the great survivors and occupy most niches on the planet, from deep-sea vents to hot springs. Understanding how and why they thrive is a true voyage of discovery.

Thumbnail image: didesign021/iStock.

Find out more about 'Vaccines: the global challenge for microbiology' in our digital content hub.

Vaccines: the global challenge for microbiology

Vaccines are made from microbes that are dead or inactive so that they are unable to cause disease. Not only do vaccines protect individuals, they can also provide herd immunity. We will explore four key areas of vaccination, including how vaccines work, are produced, more about herd immunity and eradicating disease.


Study author, Pfizer refute claims

During his interview with Pierson, Bridle cited two things: a study accepted for publication in the peer-reviewed journal Clinical Infectious Diseases and a document about Pfizer's coronavirus vaccine.

But neither source backs up his claims.

Bridle said the May 20 study showed how spike proteins produced by coronavirus vaccines could linger in the bloodstream and cause cardiovascular damage. An author of that study says otherwise.

"My reading of the article you sent is Bridle is over-interpreting our results," David Walt, a professor at Harvard Medical School and the study's co-author, said in an email to USA TODAY.

The study measured proteins in plasma samples from 13 participants who received two doses of Moderna's coronavirus vaccine. It found that spike protein "was detectable in three of 13 participants an average of 15 days after the first injection."

As part of his June vaccination push, Biden announced an effort to recruit Black-owned barbershops and salons to promote COVID shots. USA TODAY

But those results don't indicate the coronavirus vaccines are dangerous. It suggests the vaccines are working as designed.

"Our study simply validated that the mRNA vaccine is translated into the protein it is designed to encode," Walt said. "Because our method is 100-1000 fold more sensitive than others, we detected VERY low concentrations of the protein in most vaccinated individuals."

The paper's authors hypothesized that could be due to the body's immune response. During that process, T cells kill other cells that present the spike protein, causing an "additional release of spike into the bloodstream."

That phenomenon isn't a cause for concern, Walt said.

"While it is true that the spike protein has 'superantigen' properties, which means it has the POTENTIAL to cause adverse effects, we know that it doesn’t cause these effects in many infected patients, it doesn’t cause many of these superantigen effects in most vaccinated individuals, and the levels are incredibly low in the blood, suggesting this shouldn’t be a concern," he said.

The second source Bridle cited during his interview is a "biodistribution study" obtained from the Japanese Pharmaceuticals and Medical Devices Agency. He said the study shows how the coronavirus spike protein circulates in the bloodstream of vaccinated individuals and accumulates in their organs.

Pfizer told USA TODAY the document, which is in Japanese, doesn't back up Bridle's claims.

"The document is a real (common technical document), though it’s not leaked – it’s part of the submission data applied by Pfizer to PMDA (Japan’s version of FDA) for its review," Kit Longley, senior manager of science media relations, said in an email. "The document is about the pharmacokinetics overview seen from lab studies and we can confirm it’s not about spike proteins from the vaccine resulting in dangerous toxins that linger in the body."


Fungi are widespread

Fungi can live in lots of different environments. The best-known fungi include yeast, mold and edible fungi like mushrooms. Just like bacteria, some fungi occur naturally on the skin or in the body. But fungi can also cause diseases.

Diseases caused by fungi are called mycoses. Common examples include athlete’s foot or fungal infections of the nails. Fungal infections can sometimes also cause inflammations of the lungs, or of mucous membranes in the mouth or on the reproductive organs, and become life-threatening for people who have a weakened immune system.

But humans have also benefited from the helpful qualities of some fungi. We owe the discovery of penicillin to a type of mold that is used to produce this antibiotic.


Is it true that a vaccine can cause the disease it was meant to protect against?

The answer depends on the type of vaccine. Only vaccines made from live viruses or bacteria carry any risk of transmitting a disease, and even then, the risk is very small and the symptoms are generally very mild.

All vaccines create immunity by introducing a substance that triggers the body's immune system to react and produce antibodies, but not all vaccines are the same. Some are made with live viruses or bacteria that have been greatly weakened. Others are made with bacteria or viruses that have been killed. And still others use only specific parts of the bacteria or viruses to stimulate the body's defenses.

Here are the basic types of vaccines:

Attenuated vaccines are made from live viruses and live bacteria that have been weakened, usually by repeated replication in a lab. Because these organisms are alive, it's possible for them to cause a very mild form of the disease. This happens very rarely, but that's why doctors are cautious about giving live vaccines to anyone with a weakened immune system, such as someone being treated for cancer.

Only vaccines made from live viruses or bacteria carry even a small risk of transmitting the actual disease. The following vaccines on the U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) immunization schedule for children are made from live viruses:

None of the other vaccines on the immunization schedule, including the polio shot, are made from live viruses or bacteria. (The oral polio vaccine is made from live viruses but is no longer used in the United States.)

Inactivated or killed vaccines are made from bacteria or viruses that have been killed by heat or chemicals. You can't catch a disease from an inactivated vaccine because the infectious agent can't reproduce, but the dead virus or bacteria is still enough to stimulate the body's immune system. The flu shot and injected polio vaccine are inactivated vaccines.

Component or fractional or subunit vaccines are inactivated vaccines that are made from just a part of the virus or bacteria. For the Hib vaccine, for example, part of the coating of the bacteria is introduced. This stimulates immunity against the bacteria itself. The hepatitis A and hepatitis B vaccines and the pneumoccocal vaccine are component vaccines. Partial viruses and bacteria are unable to reproduce or cause disease.

Toxoid vaccines contain a toxin or chemical made by the virus or bacteria and so protect against the harmful effects of infection rather than the actual infection. These vaccines include the DtaP vaccine, which protects against diphtheria, tetanus, and pertussis. Toxoid vaccines do not contain the virus or bacteria and cannot cause disease.


Sm-TSP-2 Schistosomiasis Vaccine

Also a genetically engineered vaccine that prevents infection for the intestinal form of the disease caused by Schistosoma mansoni. This parasite affects at least 70 million people and is widespread in Africa and Brazil.

We are working on a monovalent vaccine formulated on alum and a second adjuvant. We anticipate that an investigational new drug application for the vaccine will be filed with the U.S. Food and Drug Administration later this year and we are hopeful that the vaccine will undergo clinical testing at Baylor College of Medicine’s Vaccine Trial Evaluation Unit in collaboration with Baylor College of Medicine’s Drs. Wendy Keitel and Shital Patel.

The vaccine is supported by several organizations including the National Institute of Allergy and Infectious Diseases, the National Institutes of Health and Texas Children’s Hospital, but also Dr. Gary Michelson, the Blavatnik Family Foundation, and Mort and Chris Hyman.


Why doesn't the flu vaccine work sometimes?

New research on why the influenza vaccine was only modestly effective in recent years shows that your immune history with the flu has a lot to do with your response to the vaccine.

Low effectiveness of the flu vaccine is often blamed on problems with how the vaccine is designed and produced. Sometimes the flu strains chosen for the vaccine are a poor match for those that end up circulating in the public, especially in years when the H3N2 strain predominates. The majority of flu vaccines given around the world are also grown in eggs, which can cause the virus to mutate and differ from circulating strains, and thus become less protective.

In 2012-13, the H3N2 component of the flu vaccine was effective in just 39 percent of people. That season, public health officials believed that adaptations in egg-grown vaccines were the problem. But in a new study published this week in the journal Clinical Infectious Diseases, researchers from the University of Chicago, Harvard University and others show that poor immune responses, not egg adaptions, may explain the low effectiveness of the vaccine that year.

&ldquoEgg adaptations have variable effects,&rdquo said Sarah Cobey, PhD, assistant professor of ecology and evolution at UChicago and lead author of the study. &ldquoSometimes they matter and sometimes they don&rsquot, but what seems to make the most difference is immune history.&rdquo

A complicated immune system history

What&rsquos at play seems to be a phenomenon known as &ldquooriginal antigenic sin.&rdquo Flu vaccines are designed to get the immune system to produce antibodies that recognize the specific strains of the virus someone may encounter in a given year. These antibodies target unique sites on the virus, and latch onto them to disable it. Once the immune system already has antibodies to target a given site on the virus, it preferentially reactivates the same immune cells the next time it encounters the virus.

This is efficient for the immune system, but the problem is that the virus changes ever so slightly from year to year. The site the antibodies recognize could still be there, but it may no longer be the crucial one to neutralize the virus. Antibodies produced from our first encounters with the flu, either from vaccines or infection, tend to take precedence over ones generated by later inoculations. So even when the vaccine is a good match for a given year, if someone has a history with the flu, the immune response to a new vaccine could be less protective.

This story may be complicated by an additional factor, which is that the vaccine could be inducing a weak immune response in many who receive it.

&ldquoWe see that both vaccinated and unvaccinated people were infected with similar flu viruses and that the vaccine didn&rsquot elicit a strong immune response from most people in our study,&rdquo said Yonatan Grad, MD, PhD, assistant professor of immunology and infectious diseases at the Harvard T.H. Chan School of Public Health and co-author of the study.

But when Cobey, Grad and their colleagues analyzed blood samples from people who got vaccinated that year, they saw no differences in antibody responses to the vaccine or circulating strains. It seems that their immune systems didn&rsquot bother to recognize the differences from the egg mutations because they already recognized so many other sites on the vaccine strain.

&ldquoImagine influenza viruses are like different makes and models of cars,&rdquo said Grad. &ldquoThe ferrets, which hadn&rsquot seen influenza before, learned to tell the difference between closely related strains&mdashlike telling the difference between a Honda Civic and a Toyota Camry. But people didn&rsquot distinguish between them and instead just saw cars.&rdquo

That&rsquos not to say egg adaptations don&rsquot always matter. In a separate study from 2017, Cobey and a team led by researchers from the University of Pennsylvania found that egg adaptations did cause mismatches in the most common vaccine given in 2016-17, another rough season dominated by H3N2.

Egg adaptations may be a factor during this year&rsquos record-breaking flu season as well. H3N2 is again the predominant strain making people sick, and the most common vaccine is the same one from last year with its potentially problematic egg adaptations.

New vaccine alternatives

There is an alternative, however. New vaccines grown without eggs, either in insect cells or dog kidney cells, are much less prone to developing mutations that can make them less protective against the flu. Until now they have been more expensive, but the researchers hope continuing research will help shift the focus to these more effective vaccines.

&ldquoThere hasn&rsquot been enough consumer and medical demand to shift to more effective vaccines,&rdquo Cobey said. &ldquoUntil recently, there also hadn't been as much research on the complexity and variation in the immune response to influenza.&rdquo

&ldquoWe need to do more basic research on how to induce responses to the right sites on the virus, and this will require us to understand original antigenic sin better,&rdquo she said. &ldquoWe also need to understand why the vaccine appears to be bad at eliciting responses in some people some of the time. Is there really no response, or are we just not looking in the right places?&rdquo

The study, &ldquoPoor immunogenicity, not vaccine strain egg adaptation, may explain the low H3N2 influenza vaccine effectiveness in 2012-13,&rdquowas supported by the National Institute of Allergy and Infectious Diseases, the Burroughs Wellcome Fund, the Smith Family Foundation and the Doris Duke Charitable Foundation. Additional authors include Sigrid Gouma, Kaela Parkhouse, Benjamin S. Chambers and Scott E. Hensley from the University of Pennsylvania Hildegund C. Ertl and Kenneth E. Schmader from Duke University Rebecca A. Halpin, Xudong Lin, Timothy B. Stockwell, Suman R. Das and David E. Wentworth from the J. Craig Venter Institute Emily Landon and Vera Tesic from the University of Chicago Ilan Youngster from Tel Aviv University, Israel and Boston Children&rsquos Hospital and Benjamin A. Pinsky from Stanford University.

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Sarah Cobey, PhD

Sarah Cobey is an assistant professor of ecology and evolution at the University of Chicago. Her lab uses mathematical and computational models to understand how the immune system coevolves with pathogens.

About Matt Wood

Matt Wood is a senior science writer at UChicago Medicine and the Biological Sciences Division.


Vaccines and the Responsibility To Not Put Others at Risk

This column is part of a debate over the proper view of vaccination in a free society. It began with a column by Reason's science correspondent, Ron Bailey, that argued that "people who refuse vaccination are asserting that they have a right to 'swing' their microbes at other people." Dr. Jeffrey Singer responded, writing, "To live in a free society, one must be willing to tolerate people who make bad decisions and bad choices." Bailey now continues the conversation.

I would like to thank Dr. Singer for a thoughtful response to my article. Before we get into the arguments for taking responsibility for your own microbes, let's review where Dr. Singer and I agree. First, we agree that vaccines are a safe and effective way to prevent and protect against communicable diseases. We agree that arguments to the contrary—e.g., assertions that vaccines cause autism and that thimerosal preservative is dangerous—are largely pseudoscientific nonsense. We agree that people who are known to be at a heightened risk from vaccines, such as people with impaired immune systems, should surely not be vaccinated. Interestingly, it is precisely immune-impaired people who would most benefit from the positive externality of widespread vaccination of other people. More on that topic below.

And I certainly agree with Dr. Singer when he states, "To live in a free society, one must be willing to tolerate people who make bad decisions and bad choices, as long as they don't directly infringe on the rights of others." But that is precisely what is at issue.

As Dr. Singer properly observes, one of the cornerstones of libertarian philosophy is the non-aggression principle. There is no canonical version, but at its heart is the idea that people are not permitted to initiate force against others except to defend themselves. That perspective is pretty well summarized by an Oliver Wendell Holmes quote I cited in my original article: "The right to swing my fist ends where the other man's nose begins." Just as an individual is responsible for where his fist is located vis a vis another's face, so too is he responsible for his microbes with regard another's health.

Some people object that aggression can only occur when someone intends to hit someone else microbes just happen. Well, in medieval times, when diseases were blamed on demons and miasmas, people could not be expected to be responsible for their microbes. In the post-Pasteur era, people no longer have the excuse of ignorance. Being intentionally unvaccinated against highly contagious diseases is, to carry Holmes' analogy a bit further, like walking down a street randomly swinging your fists without warning. You may not hit an innocent bystander, but you've substantially increased the chances that you will.

One might usefully analogize the risk of disease to a crapshoot. A person's chance of being infected is, as Dr. Singer acknowledges, a matter of luck. But is it really OK for the unvaccinated to load the dice to increase the odds against other people? If so, by how much?

This raises the issue of utilitarianism. Some commenters on my original article dismissed the case of a vaccinated medical technician being hospitalized for measles caught from an intentionally unvaccinated kid, arguing that the possibility was too minor to worry about. Similarly, another observed that only 18 infants died from whooping cough out millions of babies last year. Never mind in each outbreak of whooping cough, about half of infected infants end up hospitalized. What could be more utilitarian than making those sorts of calculations? Those harmed by the irresponsibility of the unvaccinated in those cases are not being accorded the inherent equal dignity and rights that libertarians believe every individual possesses. The autonomy of the unvaccinated somehow trumps the autonomy of those they put at risk.

As central to libertarian thinking as the non-aggression principle is, there are other tenets that also inform a well-considered libertarian philosophy. One such is the harm principle, as outlined by John Stuart Mill in Sur la liberté. Mill argued that "the only purpose for which power can be rightfully exercised over any member of a civilized community, against his will, is to prevent harm to others." In his response, Dr. Singer limits the protection of others from infectious disease to those cases in which a known individual is currently spreading disease. In such a situation, Singer that a strong case can be made for legally detaining and isolating people in quarantine. Je suis d'accord. But is the libertarian case for protecting people from the risk of infectious disease limited solely to quarantining those who are currently infected?

In his response, Dr. Singer uses the plot of the science-fiction movie, Rapport minoritaire, to compare the intentionally unvaccinated to those wrongfully convicted for crimes on the basis of allegedly infallible precognition. Dr. Singer is quite right when he states, "There is no way to determine with certainty that the [intentionally unvaccinated] person will ever be responsible for disease transmission." Since that is so, he suggests, people like me must be similarly endorsing a kind of "infallible precognition" with regard to which of the unvaccinated will cause disease in innocent bystanders. Pas du tout.

Dr. Singer correctly notes that vaccination fails to immunize some people that some unvaccinated never come down with vaccine-preventable diseases and that others are simply lucky enough never to be exposed. All true, but inapt. Dans Rapport minoritaire, the people convicted on the basis of precog "evidence" never knew or thought that they were a danger to others. No precognition is required to know that an individual's refusal to be vaccinated against highly contagious airborne illnesses puts others at risk of death, debilitation, hospitalization, and plain old misery.

Dr. Singer notes that mothers who smoke and drink alcohol increase the risk of harms to their fetuses. Quite true, but those actions are freely chosen and they do not put other people, including other women's fetuses, at risk of disease. Exposure to rubella does. In fact, researchers have reported that 100 percent of children whose mothers were infected with rubella before 11 weeks of gestation and 35 percent infected before 14 weeks were born with severe birth defects. As late as 1965, more than 2,000 kids were born with defects resulting from rubella infections. Now that an effective vaccine against German measles is available, who is responsible for those illnesses and defects? Surely not the mothers or their fetuses.

Dr. Singer clearly accepts the epidemiological reality of the positive externality of herd immunity. With regard to free riding on positive externalities, he further argues, "So long as the person being free-ridden is getting a desired value for an acceptable price, and is not being harmed by the freeriding, it really shouldn't matter to that person." If those of us who are successfully vaccinated obtain the benefits we are seeking, why should it matter to us that some refuse those benefits?

Voici pourquoi. Herd immunity is a positive externality that the vaccinated confer upon those who are too young to be vaccinated, who experience immunization failure, or who are immunocompromised. Immunocompromised people include people who have organ transplants, people who take certain drugs to ameliorate autoimmune diseases, medically fragile children, the elderly with senescent immune systems, and those infected with HIV. In America today, it is estimated that about 10 million people are immunocompromised. It is likely that the people responsible for those too young to be vaccinated and those who are immunocompromised would choose to take advantage of the protection offered by vaccination if they could, but they can't.

On the other hand, the intentionally unvaccinated are the only group that deliberately free-rides on the positive externality of herd immunity that the rest of us confer on them. And in exchange for this benefit, the unvaccinated inflict the negative externality of being possible vectors of disease, threatening millions who must depend through no fault of their own upon herd immunity. Vaccines are like fences. Fences keep your neighbor's livestock out of your pastures and yours out of his. Similarly, vaccines keep your neighbor's microbes out of your body and yours out of his.

Dr. Singer also recognizes that free riding by the intentionally unvaccinated could get out of hand when he asks, "How many free riders should be allowed?" One useful way to think about this question is to consider the population thresholds at which herd immunity breaks down. For most of the highly contagious airborne diseases for which vaccines are available those thresholds hover around having about 90 percent of people living in a community be vaccinated. Unfortunately, due to anti-vaccination propaganda those thresholds have been breached in numerous communities across the country. Outbreaks have resulted.

Dr. Singer worries that medical authoritarians would bend the arguments for vaccination to justify intrusions on liberty in the name of public health. Sadly, he is quite right. Already, nanny-state busybodies have ginned up "epidemics" of obesity and high blood pressure. Unlike people afflicted with contagious diseases, a fat person or a consumer of excessive amounts of salt cannot give someone else excess pounds or a heart attack. The arguments for vaccination apply only to situations in which innocent bystanders are at risk of being harmed by contagious microbes. Sticking to that limiting principle would prevent a fall down a slippery slope toward public-health totalitarianism.

Now let me directly address the issue of coercion. Dr. Singer—and many other readers—have been somewhat misled by the subhead on my article, "A pragmatic argument for coercive vaccination." I did not see that subtitle until after the article was published. My original article was supposed to make a more modest argument that vaccine refusal puts others at risk and that people should be responsible for their own microbes. My intent was to leave open the question of how to hold the intentionally unvaccinated liable for the damage they cause others, hoping to provoke readers to think about the issue and debate it among themselves. I stand behind what I wrote, but the subtitle has evidently somewhat diverted that discussion.

Education and the incentives of the market have encouraged lots of Americans to get themselves and their children vaccinated. Surely those avenues of persuasion have not been exhausted and should be used more. Perhaps schools and daycare centers could attract clients by advertising that they protect their charges by refusing to admit unvaccinated students. Or social pressure might be exercised by parents who insist on assurances from other parents that their children are vaccinated before agreeing to playdates. But it would be naïve not to note that state requirements that public school children be vaccinated against many highly contagious diseases have more than merely nudged most parents into getting their children vaccinated.

In the case of vaccination, the non-aggression principle, the harm principle, and proper respect for the autonomy of others combine to point to the libertarian conclusion that the intentionally unvaccinated do not have a right to "swing" their microbes at other people.


Virus evolution could undermine a COVID-19 vaccine—but this can be stopped

Crédit : Pixabay/CC0 domaine public

The first drug against HIV brought dying patients back from the brink. But as excited doctors raced to get the miracle drug to new patients, the miracle melted away. In each and every patient, the drug only worked only for a while.

It turned out the drug was very good at killing the virus, but the virus was even better at evolving resistance to the drug. A spontaneous mutation in the virus' genetic material prevented the drug from doing its work, and so the mutant viruses were able to replicate wildly despite the drug, making the patients sick again. It took another decade before scientists found evolution-proof therapies.

Could the same thing happen to a COVID-19 vaccine? Could a vaccine that is safe and effective in initial trials go on to fail because the virus evolves its way out of trouble? As evolutionary microbiologists who have studied a poultry virus that has evolved resistance to two different vaccines, we know such an outcome is possible. We also think we know what it takes to stop it. COVID-19 vaccines could fail—but if they have certain properties, they won't.

History of vaccine resistance

For the most part, humanity has been lucky: Most human vaccines have not been undermined by microbial evolution.

For instance, the smallpox virus was eradicated because it never found a way to evolve around the smallpox vaccine, and no strain of the measles virus has ever arisen that can beat the immunity triggered by the measles vaccine.

But there is one exception. A bacterium that causes pneumonia managed to evolve resistance against a vaccine. Developing and replacing that vaccine with another was expensive and time-consuming, with seven years between the initial emergence of resistant strains and the licensing of the new vaccine.

There haven't been other failures for human vaccines yet, but there are hints that viruses, bacteria and parasites can evolve or are evolving in response to vaccination. Escape mutants that are able to evade vaccine-induced immunity are regularly seen in the microbes that cause hepatitis B and pertussis.

For such human diseases as malaria, trypanosomiasis, influenza and AIDS, vaccines have been hard or impossible to develop because the microbes that cause those diseases evolve so fast. In agricultural settings, animal vaccines are frequently undermined by viral evolution.

What would it look like?

If SARS-CoV-2 evolves in response to a COVID vaccine, there are several directions it could take. The most obvious is what happens with the flu virus. Immunity works when antibodies or immune cells bind to molecules on the surface of the virus. If mutations in those molecules on the surface of the virus change, antibodies can't grab on to them as tightly and the virus is able to escape. This process explains why the seasonal flu vaccine needs updating each year. If this happens, a COVID vaccine would need frequent updating.

But evolution might head off in other directions. It would be better for human health, for example, if the virus evolves a stealth mode, perhaps by reproducing slowly or hiding in organs where immunity is less active. Many pathogens that cause barely noticeable chronic infections have taken this tack. They avoid detection because they do not cause acute disease.

A more dangerous avenue would be if the virus evolved a way to replicate more quickly than the immunity generated by the vaccine. Another strategy would be for the virus to target the immune system and dampen vaccine-induced immunity.

Many microbes can survive inside the human body because of their exquisite ability to interfere with our immune systems. If SARS-CoV-2 has ways of even partially disabling human immunity, a COVID vaccine could favor mutants that do it even better.

Evolution-proof vaccines

Before COVID came along, the two of us compared vaccines that keep working with vaccines that have been undermined by pathogen evolution.

It turns out that truly evolution-proof vaccines have three features. First, they are highly effective at suppressing viral replication. This stops further transmission. No replication, no transmission, no evolution.

Second, evolution-proof vaccines induce immune responses that attack several different parts of the microbe at the same time. It is easy for a single part of the virus to mutate and escape being targeted. But if many sites are attacked at once, immune escape requires many separate escape mutations to occur simultaneously, which is almost impossible. This has already been shown in the laboratory for SARS-CoV-2. There the virus rapidly evolved resistance to antibodies targeting a single site, but struggled to evolve resistance to a cocktail of antibodies each targeting multiple different sites.

Third, evolution-proof vaccines protect against all circulating strains, so that no others can fill the vacuum when competitors are removed.

Will a COVID vaccine be evolution-proof?

Around 200 COVID vaccine candidates are at various stages of development. It is too soon to know how many of them have those evolution-proofing features.

Fortunately we don't need to wait until a licensed vaccine fails to find out. A bit of extra effort during vaccine trials can go a long way to working out whether a vaccine will be evolution-proof. By swabbing people who have received the experimental vaccine, scientists can tell how far virus levels are suppressed. By analyzing the genome of any virus in vaccinated people, it might be possible to see evolutionary escape in action. And by taking blood from vaccinees, we can work out in the lab how many sites on the virus are being attacked by vaccine-induced immunity.

Clearly, the world needs COVID vaccines. We believe it is important to pursue those that will keep working. Likely, many candidates in the current portfolio will. Let's work out which those are in clinical trials and go with them. Vaccines that provide only temporary relief leave people vulnerable and take time and money to swap out. They may also negate other vaccines should viruses evolve that are resistant to several vaccines at once.

Today, the world has insecticide-resistant mosquitoes and crop pests, herbicide-resistant weeds, and an antibiotic resistance crisis. No need for history to repeat itself.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.