La vaccination contre la lèpre : progrès et perspectives

Bulletin de l'Organisation mondiale de la Sante, 62 (2): 201-207 (1984) ( Organisation mondiale de la Sante 1984 La vaccination contre la lepre: progres et perspectives* S. K. NOORDEEN' & H. SANSARRICQ2 La strategie actuellement applique'e contre la lepre, qui passe par un traitement de masse des patients, a des limites que tout le monde reconnait. La longueur de l'incubation, le caractere insidieux des premiers symptomes, la chronicite de l'e'vo- lution et la necessite d'un traitement prolonge' font de la lutte contre la lpre une tdche difficile. Ces dernieres ann6es ont vu l'immunologie de la lepre marquer des progres considerables, et la disponibilite' de quantites importantes de Myco- bacterium leprae que l'on peut maintenant multiplier sur le tatou a permis d'entre- prendre des recherches sur un vaccin antilkpreux spe&cifique. Des methodes ont dtet mises au point pour produire et purifier M. leprae et la preparation ainsi obtenue a montre' qu'elle suscitait chez la souris et le cobaye une bonne hypersensibilite retardee. Des etudes restreintes sur des sujets humains ont de6montre' que despreparations associant M. leprae et BCG pouvaient induire une immunite' a mediation cellulaire chez des patients et des contacts Mitsuda-ne'gatifs. Il faut maintenant envisager l'epreuve sur le terrain de preparations vaccinales, dans des groupes choisis, avant de passer a des essais a grande echelle dans differentes populations. La strategie actuelle de la lutte antilepreuse par le traitement de masse des patients presente des limites evidentes. La longueur de l'incubation de la lepre, son debut insi- dieux, la chronicite de son evolution et la longueur du traitement ont fait de la lutte contre cette maladie une tache formidable, pour laquelle on a un pressant besoin d'instruments plus efficaces. I1 semble que la reponse A ce defi puisse se trouver dans la prevention primaire par la vaccination, et les efforts s'axent maintenant sur la mise au point d'un vaccin qui soit A la fois hautement efficace, acceptable et d'un bon rapport coiut-efficacite. Mais il ne faut pas oublier pour autant que, meme lorsqu'on disposera d'un vaccin efficace, l'utilisation de celui-ci devra etre accompagnee d'autres mesures, telles que le traitement des malades, afin d'abaisser rapidement la prevalence de la maladie. ESSAIS DE VACCINATION PAR LE BCG En 1939, Fernandeza constatait, apres avoir administre du BCG a des enfants lepromino-negatifs, que la reaction a la lepromine avait vire dans plus de 90070 des cas; il en concluait que le BCG pouvait se montrer efficace dans la prevention de la lepre. Au cours des vingt annees qui suivirent, un certain nombre d'etudes A petite echelle dans des populations choisies ont elles aussi fait penser que le BCG pouvait prevenir la lepre. Shepardb a par la suite apporte la premiere preuve experimentale de l'effet protecteur du * Travail du Service de la Lepre, Division des Maladies transmissibles, Organisation mondiale de la Sante. Les demandes de tires a part doivent etre adress6es au Chef du Service de la Lepre, Organisation mondiale de la Sante, 1211 Geneve 27, Suisse. La version originale en anglais de cet article a ete publi&e dans le Bulletin de l'Organisation mondiale de la Sante, 62 (1): 1-6 (1984). ' Medecin, Service de la Lepre. 2 Chef du Service de la Lepre. a FERNANDEZ, J. M. M. Estudio comparativo de la reacci6n de Mitsuda con las reacciones tuberculinicas. Rev. argent. Dermatosifilologia, 23: 425-453 (1939). b SHEPARD, C. C. Vaccination against experimental infection with M. leprae. American journal of epidemiology, 81: 150-163 (1965). 4392 -201 202 VACCINATION CONTRE l A LEPRE BCG contre l'infection du coussin plantaire de la souris. C'est dans les annees 60 qu'ont ete entrepris, en Birmanie, en Inde, en Ouganda et en Papouasie-Nouvelle-Guinee, les grands essais visant a verifier sur le terrain la valeur du BCG dans la lutte contre la lepre. L'etude ougandaise,C qui s'est etendue sur environ huit annees, a interesse plus de 16 000 enfants, contacts ou parents de malades connus. La moitie des sujets ont recu du BCG; les autres n'ont pas ete vaccines et ont ete gardes sous observation, comme temoins. On a constate un effet protecteur global de 80%. En Birmanie (Gundaresan, T. K., communication personnelle, 1983) l'etude a fait ressortir un effet protecteur de 20% au bout de quatorze ans de suivi, en comparant l'incidence de la maladie chez les enfants vaccines au BCG et chez les temoins (28 000 sujets au total). En Papouasie-Nouvelle- Guineed l'etude groupait 5000 sujets de tous ages; apres 12 ans de suivi, on a constate un effet protecteur de 46% chez les sujets vaccines par rapport a ceux qui avaient requ un placebo. Quant a l'essai mene en Indee et qui est toujours en cours, il porte sur plus de 180 000 sujets, dont deux tiers ont requ du BCG et un tiers un placebo. Le suivi, qui dure maintenant depuis plus de cinq ans, fait jusqu'ici ressortir un effet protecteur de 2807o attribuable au BCG. De maniere generale, l'effet protecteur du BCG a ete modeste, sauf en Ouganda. Les facteurs susceptibles d'avoir contribue a la variation constatee restent a expliquer. MISE AU POINT D'UN VACCIN ANTILEPREUX Dans les annees 70, on a decouvert qu'il etait possible de faire multiplier M. leprae chez le tatou a neuf bandes. On a pu ainsi disposer de grandes quantites de M. leprae, ce qui a donne de l'elan aux recherches visant a mettre au point un vaccin specifique contre la lepre. Principes de base L'une des premisses a la base de la strategie de lutte contre la lepre par l'immunisation est que l'induction d'une reactivite immunologique a l'egard des antigenes de M. leprae va entrainer une protection. L'hypothese d'une relation entre reaction immunitaire a media- tion cellulaire et protection repose sur des observations du large spectre clinique qu'offre la lepre. Les patients atteints de formes tuberculoides borderline (BT) et polaire (TT) presentent de forts niveaux d'immunite a mediation cellulaire et sont capables de limiter le developpement de M. leprae, bien qu'au cours de ce processus puissent se manifester des problemes cliniques lies a des lesions tissulaires, et en particulier nerveuses. Les patients souffrant de formes lepromateuses polaire (LL) et borderline (BL) ne possedent qu'a un moindre degre, ou pas du tout, la capacite de limiter la croissance des bacilles, et n'ont pas d'immunite a mediation cellulaire. C'est cette correlation entre l'immunite a mediation cellulaire et l'aptitude a faire face a M. leprae qui est a la base de la premiere premisse. La seconde premisse, fondee sur des preuves experimentales, est que M. leprae et d'autres mycobacteries cultivables peuvent engendrer une immunite a mediation cellulaire contre les antigenes de M. Ieprae. L'epreuve de Mitsuda a la lepromine, elle-meme, qui est lue au 28e jour, ne revele pas une immunite preexistante comme le font les epreuves A 48-72 heures; en fait, elle sensibilise l'individu et agit comme un microvaccin. Elle permet donc STANLEY, S. J. ET AL. BCG vaccination of children against leprosy in Uganda: final results. Journal of hygiene, 87: 233-248 (1981). d SCOTT, G. C. ET AL. The Karimni trial of BCG as a leprosy prophylactic. Presente a la sixieme rMunion du groupe de travail sur l'immunologie de la lepre, Geneve, 7-9 juin 1982. ' TRIPATHY, S. P. ET AL. Leprosy prevention trial. Presente a la reunion scientifique mixte Inde/IMMLEP sur l'immuno- 6pid6miologie de la lepre, New Delhi, 14-16 fevrier 1983, S. K. NORDEEN & H. SANSARRICQ 203 de distinguer les sujets capables de repondre aux antigenes de M. leprae et ceux qui ne le peuvent pas, comme les patients atteints de lepre lepromateuse. Production et purification de M. leprae L'approvisionnement en M. leprae est base sur la multiplication de ce micro-organisme chez le tatou. Si la possibilite d'utiliser les techniques de recombinaison de I'ADN pour produire des antigenes de M. leprae dans Escherichia coli ou d'autres bacteries hotes, ou celle de donner a M. Ieprae la competence de pousser en culture sont de toute evidence des options importantes pour l'avenir, l'approvisionnement en M. leprae demeurera encore pendant les quelques prochaines annees dependant du tatou. A l'heure actuelle, IMMLEPf entretient dans six centres plus de 300 tatous pour la production de M. leprae et les tissus infectes sont conserves a Londres (Angleterre) dans une banque a laquelle les scientifiques ont acces. Les tatous utilises ont ete captures a l'etat sauvage dans le sud des Etats-Unis d'Amerique: il n'a pas ete possible en effet jusqu'a present d'elever cette espece en captivite. Pour obtenir aussi rapidement que possible une infection generalisee maximale d'environ 5 x 1012 organismes, on inocule aux animaux par voie intraveineuse au moins 1 x 108 organismes provenant soit de cas humains, soit d'un premier passage sur tatou. Du fait que l'approvisionnement depend entierement de la production in vivo, il n'a pas 'te possible de constituer une souche «in vitro>> de M. leprae. Pour des raisons pratiques, les M. leprae d'origine humaine ont ete recueillis chez des malades residant dans differentes parties du monde, et par consequent il est probable que l'on trouve a la banque des souches presentant des differences geographiquement determinees avec d'importantes implications antigeniques ou immunogeniques. On a mis au point une methode de purification qui paraft apporter un rendement maximal en bacteries exemptes de tissus en ne causant aux bacilles qu'un dommage minimum. L'utilisation d'un tampon alcalin (pH 10) pour solubiliser l'ensemble de l'echantillon homogeneise permet de ne pas avoir recours aux enzymes proteolytiques. Ce pH eleve neutralise egalement l'activite des hydrolases lysosomiques tissulaires. La plus grande partie de I'ADN est eliminee par la desoxyribonuclease cristalline, et les composants tissulaires restants sont separes en gradient de Percoll spontane. On realise en dernier lieu une separation dans un systeme aqueux biphase. Au cours de cette procedure de purification, deux series de problemes de contamination peuvent se poser. La premiere a trait au Percoll, silice colloidale stabilisee atoxique utilisee dans les gradients de densite pour enlever les contaminants tissulaires. Toutefois, des etudes faites avec du Percoll radiomarque ont montre que la preparation finale de M. leprae ne contenait que de faibles traces de Percoll (0,194 itg de Percoll par dose de lepromine a 1,6 x 107 bacilles acidoresistants). La seconde source potentielle de contami- nation est representee par les tissus du tatou, mais des etudes ont prouve que les tissus passes a l'autoclave n'entrainent aucune reaction defavorable chez le cobaye. ESSAI DU VACCIN Experimentation animale Au vu des nombreuses epreuves pratiquees in vitro et in vivo avec des preparations de M. leprae obtenues selon le protocole indique ci-dessus, il ne semble pas y avoir perte f IMMLEP est le nom du groupe de travail scientifique sur l'immunologie de la lepre constitue en 1975 dans le cadre du Programme special PNUD/Banque mondiale/OMS de recherche et de formation concernant les maladies tropicales. 204 S. K. NORDEEN & H. SANSARRICQ d'antigenes mycobacteriens identifiables. Lors de la fabrication du vaccin, les tissus infectes ont ete irradies et le produit final passe a I'autoclave. Meme en l'absence d'adju- vants, la preparation a suscite une bonne hypersensibilite retardee chez les souris et les cobayes, ainsi qu'une immunite protectrice optimale chez les souris et une certaine immu- nite chez les tatous contre une infection d'epreuve par M. leprae vivants. Experimentation humaine I1 y a un certain temps deja, une etude de Convitg avait mis en evidence 1'effet d'epreuves de Mitsuda repetees a la lepromine standard. Apres quatre injections intra- dermiques d'epreuve, on a constate un virage de la reaction chez plus de 9007o des sujets residant dans une zone de non-endemicite. Ces dernieres annees, trois groupes de chercheurs travaillant avec trois produits diffe- rents se sont attaques a la sensibilisation de sujets humains. Venezuela En 1973, Convit et ses collaborateuwsh ont vaccine un groupe de 12 malades (types lepromateux et indetermine) et de 16 contacts adultes - tous Mitsuda-negatifs - avec un melange de 6 x 108 M. leprae et de BCG. Les sujets ont ete suivis pendant sept ans. I1 n'a pas t observe d'effets secondaires pouvant etre attribues au vaccin, lequel a entraine une positivation de la reaction de Mitsuda qui persistait encore lors de la derniere observation, en 1980. Vers la fin de l'annee 1979, un second groupe de sujets Mitsuda-negatifs (552 malades atteints de lepre lepromateuse, indeterminee ou tuberculoide) ont ete inocules a plusieurs reprises avec ce meme melange de 6x 108 M. leprae et de BCG. On a observe dans ce groupe d'importantes modifications immunologiques liees a l'induction d'une immunite a mediation cellulaire, attest'e par un ou plusieurs des elements suivants: a) epreuves cutanees a 48 h. avec un antigene soluble de M. leprae, reactions de Mitsuda et epreuves de transformation lymphoblastique: conversion de l'epreuve cutanee a l'antigene soluble chez 10007 des contacts, 93% des patients presentant une lepre in- determinee, 59% des lepreux atteints de maladie BL/LL inactive et 32%/o de ceux qui souffraient de lepre BL/LL active; b) amelioration clinique traduite par une regression des lesions ou I'apparition de reac- tions d'inversion; c) preuve histopathologique d'une reaction d'inversion par un glissement dans le spectre, plus de 80% des patients passant de LL a BL-BB (borderline moyenne) et BT. Les reactions locales au vaccin ont ete semblables a celles que produit le BCG ad- ministre seul. Pour ce qui est des effets secondaires, on a constate sur 351 malades BL-LL vaccines 23 nevrites, pour la plupart legeres a moderees - ce qui n'est pas superieur a ce que l'on pourrait attendre au cours d'une chimiotherapie classique - et qui ont ete facile- ment jugulees par la thalidomide et les corticoides. Inde En Inde, les essais ont ete pratiques selon une autre approche, en recourant a des orga- nismes un peu differents de M. leprae, mais qui donnent avec lui une reaction croisee. g CONVIT, J. In: Rapport de la quatrieme reunion du groupe scientifique sur l'immunologie de le lMpre. Geneve, Organi- sation mondiale de la Sante, 1978. (Document non publie TDR/IMMLEP-SWG(4)78.3). hCONVIT, J. ET AL. Immunotherapy with a mixture of M. leprae and BCG in different forms of leprosy and in Mitsuda- negative contacts. International journal'of leprosy, 50: 415-424 (1982). VACCINATION CONTRE LA LEPRE 205 Dans un premier cas, on s'est servi pour preparer un vaccin d'un organisme cultivable, designe sous le nom de bacille ICRC (Indian Cancer Research Center).' Un essai clinique a ete pratique sur 71 patients atteints d'une forme LL et 11 autres souffrant de lepre BB-BL, tous Mitsuda-negatifs, avec des organismes tues par irradiation au cobalt. Les patients ont requ une seule injection intradermique de vaccin contenant de 27 a 67 jig de proteine. Le vaccin n'a pas entraine de reactions secondaires indesirables. On a note un erytheme noueux lepreux benin dans 300o des cas lepromateux - chez ceux en particulier qui avaient un indice bacterien important - mais cette reaction a pu etre facilement jugulee. La conversion de l'epreuve a la lepromine a ete rapportee dans 58%'o des cas LL et 91%o des cas BB-BL. L'examen histologique des lesions cutanees a montre d'importantes modifications morphologiques. C'est en Inde encore que l'on a etudie le potentiel vaccinal d'un autre organisme culti- vable, denomme Mycobacterium W.i Des bacilles provenant de cultures ont ete passes a l'autoclave et remis en suspension en solution physiologique, a la concentration de 5 x 107 bacilles par ml. Une dose unique de 0,1 ml de ce vaccin a ete administree a 32 lepromateux lepromino- negatifs, en traitement depuis plusieurs annees et bacteriologiquement negatifs. Leur sensibilite a la lepromine a ete reevaluee 4 a 6 semaines apres la vaccination: la reaction s'etait positivee chez 20 des 32 patients. Plans IMMLEP pour I'essai des vaccins Etudes preliminaires Avant d'entreprendre des essais a grande echelle avec un vaccin quelconque, il est imperatif de resoudre un certain nombre de questions grace a des etudes a echelle reduite. IMMLEP a etabli des plans d'etudes sur la sensibilisation humaine, en vue de deter- miner a) la dose optimale de M. leprae pour cette sensibilisation, b) la duree de la sensi- bilite et c) l'importance d'eventuels effets secondaires chez des individus en bonne sante vaccines et non vaccines au BCG, et habitant des pays ofu la lepre n'est pas endemique. La premiere de ces etudes a deja commence en Norvege. Il est egalement prevu de mener des etudes similaires chez des sujets en bonne sante residant en zone d'endemie lepreuse - notamment dans des zones ofu l'on pourrait proceder a des essais de vaccin - afin de voir s'il existe des differences importantes dans la reponse aux antigenes de M. leprae. On se propose aussi de verifier, en collaboration avec le groupe de travail scientifique sur la chimiotherapie de la lepre (THELEP), si l'administration de M. leprae, isolement ou en association avec le BCG, se montrera efficace pour induire une immunite a media- tion cellulaire chez des patients atteints de lepre lepromateuse inactive, qui suivent un traitement (chimiotherapique) et chez qui on ne constate pas de reponse immunologique. Enfin, il sera important de verifier si la vaccination a l'aide de M. leprae tues, avec ou sans addition de BCG et ulterieurement avec d'autres vaccins, conferera dans les groupes A haut risque une protection contre la maladie. On met la derniere main aux protocoles d'etudes sur la faqon dont une preparation de M. leprae tues et de BCG - comparee avec le BCG seul - peut induire une immunite a mediation cellulaire specifique et reduire l'incidence de la 1epre clinique chez les contacts lepromino-negatifs de malades. DEO, M. G. & BAPAT, C. V. ICRC-anti-leprosy vaccine. Presente a la reunion scientifique mixte Inde-IMMLEP sur l'immunoepidemiologie de la lepre, New-Delhi, 14-16 fevrier 1983. i TALWAR, G. P. Two candidate vaccines against leprosy. Presente a la reunion scientifique mixte Inde-IMMLEP sur l'immunoepidemiologie de la lepre, New-Delhi, 14-16 fevrier 1983. S. K. NORDEEN & H. SANSARRICQ On espere pouvoir, gracea des etudes de terrain soigneusement controlees, diminuer le nombre de preparations vaccinales a utiliser dans les essais a grande echelle, et se concentrer sur quelques secteurs bien caracterises sur le planepidemiologique. On pourra ensuite, avec la preparation vaccinale et le mode de vaccination les plus efficaces,etendre dans certains de ces secteurs les etudes de terrain sur la sensibilisation humaine, de telle sorte qu'elles constituent des essaisa grandeechelle du vaccin sur le terrain. Essais du vaccina grande echelle On n'a toujours paselucide les raisons des divergences enregistrees dans le niveau de protection contre la lepre durant les quatre grands essais avec le BCG. Mais ces diver- gences ont fait penser qu'il pourraitetre necessaire de proceder aux essais de vaccin anti- lepreux dans plusieurs parties du monde, en tenant compte de la distribution de lalepre et des variations geographiques de son spectre clinique. Le choix final des populations sur lesquelles sera essaye le vaccin devraetre opere apres mure consideration de nombreux facteurs, dont: a) l'incidence de la lepre; b) son spectre clinique (dans la mesure oiu l'on s'interesse particulierement a la possi- bilite de proteger contre la maladie multibacillaire, l'incidence des formes lepromateuses pourra constituer le facteur essentiel dans la determination de l'ampleur de l'essai); c) la cooperation et la stabilite de la population, conditions prealables necessaires dans des essais s'etendant sur plusieurs annees; d) la representativite de la population (on ne peut extrapoler d'une maniere fiable a d'autres populations les resultats d'essais pratiques sur de petits groupes ethniques); e) l'accessibilite de la population (il faut pouvoir recourir facilement a de bons services de laboratoire); f) les risques de catastrophe naturelle, ou de voir la population frequemment atteinte de malnutrition ou d'une maladie grave, doivent etre assez reduits; g) il serait preferable enfin que la population choisie n'ait pas ete largement vaccinee au BCG. Il est evident qu'aucune population ne pourra etre ideale a tous ces egards, et que des solutions de compromis devront etre adoptees. On n'a pu encore determiner quel mode d'action serait le plus efficace pour un vaccin antilepreux: proteger des individus deja infectes, ou proteger ceux qui n'ont pas encore ete infectes par M. leprae. La vaccination pourrait entrainer une augmentation temporaire de l'incidence des cas identifies parmi les individus infectes, du fait qu'elle suscite chez ces individus un brusque renforcement de l'immunite specifique a mediation cellulaire. La duree de la protection que pourrait conferer un tel vaccin n'a pas non plus encore ete etablie. Ces incertitudes ont des consequences importantes pour la planification des essais, a cause notamment des gros investissements en temps et en argent qu'implique un essai dans la population en general. I1 pourrait etre judicieux de commencer par des essais portant sur des groupes a haut risque - contacts par exemple - car on obtiendrait ainsi certains resultats plus rapide- ment, et A moindres frais. L'ideal serait d'identifier A l'interieur du groupe, au moment de l'entree dans l'essai, les individus infectes (sur la base d'une epreuve serologique ou cutanee). Dans ces conditions, ces essais pourraient donner une indication de la relation entre une infection anterieure et les effets du vaccin. On pourrait en outre controler regu- lierement l'efficacite du vaccin grace a des indicateurs immunologiques intermediaires. Les essais de vaccination a grande echelle dans des populations non selectionnees exigeront des informations preliminaires sur les caracteristiques epidemiologiques et 206 VACCINATION CONTRE LA LEPRE 207 immunologiques de la population. I1 pourra etre necessaire de suivre des centaines de milliers de sujets pendant dix ans ou plus. Essais immunotherapiques L'immunotherapie n'a pas encore ete tres etudiee car jusqu'a une date recente, faute de comprendre la nature de la perturbation de l'immunoregulation, on n'esperait guere parvenir a susciter une immunite a mediation cellulaire chez des lepromateux qui ne pre- sentaient pas de reponse specifique. Ce point de vue a ete remis en question par les etudes de Convit,k concluant 'a la production d'une immunite 'a mediation cellulaire et a une elimination plus rapide des bacilles chez les patients traites par administration de M. leprae tues par la chaleur et de BCG. De plus, les problemes engendres par la longue duree de la chimiotherapie ont amene au premier rang des priorites la mise au point de m'thodes immunotherapiques susceptibles de raccourcir le traitement. I1 n'est toutefois pas possible de recommander des essais de vaccination therapeutique sans chimiotherapie efficace concomitante. Les objectifs de ces essais devront etre de verifier dans quelle mesure l'administration de M. Ieprae et de BCG est efficace pour entrainer une conversion immunologique, accelerer la disparition de l'antigene dans les tissus et reduire le taux des rechutes, tout en ne declenchant que des effets secondaires minimaux. CONCLUSIONS D'enormes progres ont ete accomplis ces dernieres annees en ce qui concerne tant l'immunologie de la lepre que la mise au point de moyens de lutte tels qu'un vaccin. I1 faut toutefois reconnaitre qu'on est loin encore de pouvoir traduire ces efforts en methodes plus efficaces de lutte antilepreuse. I1 faudra en effet, meme dans les conditions les plus favorables, compter plus de dix ans avant de pouvoir demontrer clairement l'efficacite protectrice d'un vaccin. Jusque la, l'usage optimal des moyens chimiotherapiques actuels demeurera la base de la lutte contre la lepre. kVoir note h, page 204.