Vaccination et immunothérapies : utiliser l’immunité adaptative
Cellules mémoire et réponse secondaire, phénotype immunitaire ; vaccination préventive : principe, composition, adjuvant, rappels et grands succès (variole, poliomyélite) ; couverture vaccinale, porteurs sains et immunité collective ; sérums et anticorps monoclonaux, immunité passive ; immunothérapies des cancers et leurs enjeux.
À propos de cette page
Des exercices corrigés de 1re spécialité SVT, du ★ au ★★★ pour chaque partie : comparer des pics d’anticorps, reconnaître antigène et adjuvant, calculer des seuils d’immunité collective et des couvertures minimales, suivre la baisse d’anticorps injectés, distinguer vaccination préventive et immunothérapie.
15 exercices, classés par cas comme le cours. Écris ta réponse, puis « Vérifier ».
Cas 1Mémoire immunitaire et réponse secondaire
Réflexe — même antigène une deuxième fois : réponse secondaire (cellules mémoire) ; antigène nouveau : réponse primaire ; amplitudes : combien de fois plus haut ?. Revoir la méthode →
Exercice 1★★★Facile
Complète avec le mot exact.
Des LB et LT mémoire peuvent vivre des , parfois toute la vie.
Des années : c’est ce qui rend la protection durable.
La réponse déclenchée par un deuxième contact avec le même antigène est la réponse .
La réponse secondaire : plus rapide, plus ample et plus durable.
Une réponse plus rapide, plus ample et plus durable au deuxième contact est la marque de la immunitaire.
La mémoire immunitaire, portée par les LB et LT mémoire.
L’ensemble des cellules et molécules immunitaires d’une personne à un moment donné forme son immunitaire.
Son phénotype immunitaire, qui change toute la vie au gré des infections et des vaccins.
La mémoire immunitaire ne vaut que pour l’antigène déjà rencontré : elle est .
Elle est spécifique de cet antigène.
Le pic d’anticorps d’une réponse secondaire est bien plus haut : la réponse est quantitativement plus .
Plus importante (plus ample) : bien plus de plasmocytes sécrètent des anticorps.
Exercice 2★★★Moyen
Calcule (valeurs choisies pour l’exercice).
Pic primaire : 40 unités ; pic secondaire : 2 000 unités. La réponse secondaire est fois plus ample.
2 000 ÷ 40 = 50.
Pic 12 jours après le premier contact, 5 jours après le second : le délai est raccourci de jours.
12 − 5 = 7 jours.
Avant le premier contact, 1 LB sur 200 000 reconnaît l’antigène Y ; après, 1 sur 2 500 : les LB anti-Y sont fois plus nombreux.
200 000 ÷ 2 500 = 80 : l’amplification clonale a laissé de nombreux LB mémoire.
Des LB mémoire 16 fois plus nombreux que les LB naïfs de départ font l’économie de divisions.
16 = 24 : 4 divisions de moins pour obtenir le même nombre de plasmocytes.
Avec un cycle de 6 h, ces divisions économisées font gagner h.
4 × 6 = 24 h, soit une journée de moins.
Anticorps au-dessus de 100 unités pendant 6 jours (réponse primaire) et 45 jours (secondaire) : fois plus longtemps.
45 ÷ 6 = 7,5 : la réponse secondaire est aussi plus durable.
Exercice 3★★★Difficile
Raisonne et réponds par un mot.
Une souris vaccinée contre la toxine du choléra reçoit pour la première fois la toxine diphtérique : sa réponse antidiphtérique est une réponse .
Réponse primaire : la mémoire anti-choléra ne reconnaît pas la toxine diphtérique, antigène nouveau.
Pic primaire 15 jours après le 1er contact ; 2e contact au jour 60, pic secondaire au jour 65 : le délai jusqu’au pic est divisé par .
Le délai se compte depuis le contact : 65 − 60 = 5 jours ; 15 ÷ 5 = 3 (et non 65 ÷ 15).
Au 2e contact, une même quantité d’antigène est neutralisée par quatre fois moins d’anticorps qu’au 1er : ces anticorps sont plus .
Plus affins : ils se fixent plus fortement sur l’épitope, il en faut moins pour neutraliser l’antigène.
Le pic secondaire arrive plus tôt, car les cellules mémoire sont déjà sélectionnées et plus : il faut moins de divisions.
Plus nombreuses : la phase d’amplification clonale est raccourcie.
Un élève compare deux pics (60 et 1 500 unités) en écrivant « 1 440 de plus ». Pour comparer des amplitudes, on calcule plutôt un .
Un rapport : 1 500 ÷ 60 = 25 fois plus.
La réponse secondaire est si rapide que l’agent infectieux est souvent éliminé avant l’apparition des .
Des symptômes : la personne ne tombe pas malade, elle est protégée.
Cas 2La vaccination préventive : principe, composition, mode d’emploi
Réflexe — antigène inoffensif (reconnu par les lymphocytes) + adjuvant (réaction innée) ; plusieurs doses, puis des doses d’entretien. Revoir la méthode →
Exercice 4★★★Facile
Complète avec le mot exact.
Substance ajoutée à un vaccin pour déclencher la réaction innée nécessaire à la réponse adaptative : un .
Un adjuvant, souvent un sel d’aluminium.
Toxine rendue inoffensive par un traitement chimique, qui sert à vacciner contre le tétanos ou la diphtérie : une .
Une anatoxine : une toxine inactivée.
Les premières doses rapprochées d’un vaccin, avant les rappels, forment la .
La primovaccination, suivie de rappels.
Un vaccin doit être non pathogène mais : il doit déclencher une réponse adaptative.
Immunogène : il provoque une réponse primaire, sans provoquer la maladie.
Un vaccin fait de microbes tués est un vaccin .
Un vaccin inactivé : les microbes sont tués.
La personne vaccinée produit elle-même ses anticorps et ses cellules mémoire : c’est une immunisation .
Une immunisation active, par opposition à l’injection d’anticorps.
Exercice 5★★★Moyen
Dans la composition d’un vaccin, ce composant est-il l’antigène ou l’adjuvant ? Écris : antigène ou adjuvant.
Hydroxyde d’aluminium →
Adjuvant : il provoque une réaction innée au point d’injection.
Toxine diphtérique traitée au formol →
Antigène : c’est une anatoxine, reconnue par les lymphocytes.
Particules faites d’une protéine d’enveloppe virale, sans ADN viral →
Antigène : ces particules ont la forme du virus mais ne peuvent pas infecter.
Phosphate d’aluminium →
Adjuvant, comme l’hydroxyde d’aluminium.
Virus de la rougeole vivants atténués →
Antigène : un virus affaibli, qui ne provoque pas la maladie.
Émulsion d’huile (squalène) dans l’eau, qui provoque une inflammation locale →
Adjuvant : il ne porte rien du microbe visé, il déclenche la réaction innée.
Exercice 6★★★Difficile
Raisonne et réponds par un mot ou un nombre.
Contre la poliomyélite, la France utilise le vaccin , qui ne provoque aucune paralysie.
Le vaccin injectable de Salk, à virus inactivés (tués).
L’OMS a proclamé l’éradication de la variole en .
En 1980 (8 mai), trois ans après le dernier cas naturel, en Somalie.
Après ses premières doses, une personne a 500 LB mémoire anti-X par mL (valeur choisie) ; si chaque rappel les multiplie par 4, après deux rappels elle en a par mL.
500 × 4 × 4 = 8 000 : chaque rappel est une réponse secondaire qui enrichit le réservoir de mémoire.
Le vaccin oral contre la poliomyélite provoque, très rarement, une paralysie : ses virus atténués peuvent encore se dans l’intestin.
Se multiplier : atténué ne veut pas dire tué. Les virus inactivés du vaccin injectable, eux, n’en sont plus capables.
Trois lots de souris reçoivent l’antigène X seul, l’antigène X avec un adjuvant, ou l’adjuvant seul. Le lot qui n’aura aucune cellule mémoire anti-X est celui de l’ seul.
L’adjuvant seul déclenche une réaction innée mais n’apporte aucun épitope de X : aucun lymphocyte anti-X n’est sélectionné. L’antigène seul donne une réponse faible, l’association la meilleure.
Traitée au formol, la toxine tétanique n’est plus toxique ; pourtant, les anticorps produits contre elle neutralisent la vraie toxine, car elle a gardé ses .
Ses épitopes : l’anatoxine a gardé la forme de la toxine, les anticorps et les cellules mémoire la reconnaissent.
Cas 3Couverture vaccinale et immunité collective
Réflexe — pc = 1 − 1/R₀ ; protégés = couverture × efficacité ; couverture minimale = pc ÷ efficacité. Revoir la méthode →
Exercice 7★★★Facile
Complète avec le mot exact.
La proportion d’une population vaccinée s’appelle la couverture .
La couverture vaccinale.
Une maladie dont l’agent a disparu de toute la planète, comme la variole, est dite .
Éradiquée : la variole l’est depuis 1980, grâce à la vaccination.
Quand l’agent ne circule plus, les personnes non immunisées sont protégées : c’est l’immunité .
L’immunité collective (ou de groupe).
Le nombre moyen de personnes contaminées par un malade dans une population sans immunité se note .
R₀.
La proportion minimale de personnes protégées au-delà de laquelle l’agent ne circule plus est le d’immunité collective.
Le seuil d’immunité collective, pc = 1 − 1/R₀.
Les nourrissons trop jeunes et les personnes , qui ne peuvent pas être vaccinés, sont protégés quand l’agent ne circule plus.
Les personnes immunodéprimées, dont le système immunitaire est affaibli.
Exercice 8★★★Moyen
Calcule pc = 1 − 1/R0 en %, arrondi au dixième si besoin, ou retrouve R0.
R₀ = 2 → pc = %
1 − 1/2 = 1/2 = 50 %.
R₀ = 3 → pc = %
1 − 1/3 = 2/3 ≈ 0,667, soit 66,7 %.
R₀ = 6 → pc = %
1 − 1/6 = 5/6 ≈ 0,833, soit 83,3 %.
R₀ = 7 → pc = %
1 − 1/7 = 6/7 ≈ 0,857, soit 85,7 %.
R₀ = 14 → pc = %
1 − 1/14 = 13/14 ≈ 0,929, soit 92,9 %.
R₀ = 25 → pc = %
1 − 1/25 = 24/25 = 0,96, soit 96 %.
pc = 95 % → R₀ =
1/R₀ = 1 − 0,95 = 0,05, donc R₀ = 1 ÷ 0,05 = 20.
pc = 60 % → R₀ =
1/R₀ = 0,4, donc R₀ = 1 ÷ 0,4 = 2,5.
Exercice 9★★★Difficile
Calcule en tenant compte de l’efficacité du vaccin (valeurs choisies pour l’exercice).
Couverture 90 %, efficacité 95 % : % de la population est protégée (au dixième).
Obtenir et utiliser des anticorps monoclonaux : réponds par un mot.
Première étape : on une souris contre l’antigène choisi.
On l’immunise : ses LB anti-antigène sont sélectionnés et amplifiés.
Sans immunisation préalable de la souris, les LB qui reconnaissent l’antigène sont très dans sa rate : on aurait peu de chances d’obtenir le bon hybridome.
Très rares : l’immunisation les sélectionne et les amplifie avant le prélèvement de la rate.
Dans le milieu de culture sélectif, les cellules de myélome non fusionnées .
Elles meurent ; les LB non fusionnés meurent aussi d’eux-mêmes en quelques jours : seuls les hybridomes restent.
1 000 unités d’anticorps sont injectées, puis encore 1 000 unités 6 semaines plus tard ; la quantité est divisée par deux toutes les 3 semaines. À 9 semaines, il en reste .
À 6 semaines : 1 000 ÷ 4 = 250 ; avec la 2e dose : 1 250 ; 3 semaines plus tard : 1 250 ÷ 2 = 625. On divise le total par 2 à chaque période.
Un patient fabrique des anticorps contre un anticorps de souris injecté plusieurs fois : on préfère des anticorps .
Des anticorps humanisés (ou entièrement humains).
Après une morsure suspecte de rage, on injecte des anticorps et on commence aussi la pour une protection durable.
La vaccination : les anticorps protègent tout de suite, le vaccin installe une mémoire.
Cas 5Immunothérapies contre les cancers
Réflexe — personne saine → prévention ; malade → immunothérapie ; cible : récepteur de la tumeur, vaisseaux, ou frein des LT. Revoir la méthode →
Exercice 13★★★Facile
Complète avec le mot exact.
Un traitement qui utilise le système immunitaire ou ses molécules pour soigner une maladie déclarée est une .
Une immunothérapie.
La protéine des LT qui, liée à PD-L1, freine leur action s’appelle .
PD-1, un « point de contrôle ».
La molécule qui fait pousser des vaisseaux sanguins vers la tumeur, bloquée par le bévacizumab, est le .
Le VEGF.
Un vaccin donné à un malade pour stimuler ses LT contre sa tumeur est un vaccin .
Un vaccin thérapeutique.
Le vaccin contre l’hépatite B et celui contre les protègent indirectement contre des cancers.
Les papillomavirus (HPV), liés au cancer du col de l’utérus.
Les inhibiteurs de points de contrôle ont valu le prix Nobel 2018 à Allison et .
À Allison et Honjo.
Exercice 14★★★Moyen
Vaccination préventive ou immunothérapie ? Écris : préventive ou immunothérapie.
Un anticorps monoclonal chez un patient atteint d’un mélanome qui a essaimé →
Immunothérapie : le cancer est déclaré.
Le vaccin rougeole-oreillons-rubéole chez un enfant d’un an →
Vaccination préventive : l’enfant est sain.
Le trastuzumab chez une patiente dont la tumeur du sein porte HER2 en excès →
Immunothérapie par anticorps monoclonal.
Des cellules d’un patient mises en contact avec un antigène de sa prostate cancéreuse, puis réinjectées →
Immunothérapie : c’est un vaccin thérapeutique.
Deux doses de vaccin contre l’hépatite B à un collégien de 12 ans →
Vaccination préventive, même si elle réduit plus tard le risque de cancer du foie.
Un vaccin à ARNm fabriqué d’après les mutations de la tumeur d’un patient →
Sur 1 000 cancers du sein, environ à 200 ont des cellules qui portent HER2 en excès.
15 % de 1 000 = 150 ; 20 % = 200.
Une perfusion à 4 000 € (prix choisi) toutes les 3 semaines pendant 51 semaines coûte en tout €.
51 ÷ 3 = 17 perfusions ; 17 × 4 000 = 68 000 €.
Avec 2,1 milliards d’euros et un coût choisi de 35 000 € par patient et par an, on traite environ patients.
2 100 000 000 ÷ 35 000 = 60 000 patients.
Un vaccin donné à un malade contre sa tumeur et un anticorps qui lève un frein des LT sont deux immunothérapies, mais seul le premier déclenche une immunité .
Une immunité active : le vaccin thérapeutique fait produire au malade ses propres LT effecteurs ; l’anticorps, lui, est une immunité passive.
Le vaccin contre l’hépatite B réduit les cancers du foie, mais ce n’est pas une immunothérapie : il agit l’infection.
Avant l’infection : il l’empêche, il ne soigne pas un cancer.
Le cétuximab bloque le récepteur d’un facteur de croissance (EGF) des cellules de cancer du .
Du côlon.
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