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Immunologie en Terminale SVT : Réponse Immunitaire, Vaccination et SIDA

Lire une courbe d'anticorps, calculer la couverture vaccinale qui bloque une épidémie, interpréter le suivi d'une infection par le VIH : la méthode, puis trois exercices corrigés.

Cet article a été rédigé à des fins pédagogiques. Les informations présentées peuvent évoluer. Nous t’invitons à vérifier auprès de sources officielles.

Devant une courbe d'anticorps, lis trois choses dans l'ordre : le délai avant que la concentration monte, la hauteur du maximum, puis la durée. Après une première injection de vaccin, les anticorps arrivent au bout de plusieurs jours et restent peu nombreux ; après le rappel, ils montent plus vite et bien plus haut. Cet écart, c'est la mémoire immunitaire, le fondement de la vaccination.

La réponse immunitaire en cinq étapes

Étape 1 : un agent pathogène franchit la peau ou une muqueuse. L'immunité innée réagit aussitôt par la réaction inflammatoire (rougeur, chaleur, gonflement, douleur) : des macrophages avalent et digèrent les intrus, c'est la phagocytose.

Étape 2 : des cellules dendritiques capturent des antigènes, les molécules de l'agent reconnues comme étrangères, et les présentent aux lymphocytes T dans les ganglions.

Étape 3 : seuls les rares lymphocytes dont le récepteur reconnaît cet antigène sont sélectionnés. Ils se multiplient (amplification clonale) puis se spécialisent (différenciation), ce qui prend plusieurs jours.

Étape 4 : les lymphocytes B (LB) deviennent des plasmocytes, qui sécrètent des anticorps. Les lymphocytes T (LT) CD8 deviennent des LT cytotoxiques, qui tuent les cellules infectées. Les LT CD4, dits auxiliaires, stimulent les autres lymphocytes.

Étape 5 : l'agent éliminé, il reste des cellules mémoire à longue durée de vie.

Ce chapitre est au programme de spécialité SVT de première. En terminale, tu le retrouves dans le thème du stress, où le cortisol freine le système immunitaire (programme de terminale).

Lire une courbe d'anticorps

Le document type suit la concentration dans le sang des anticorps dirigés contre un antigène injecté deux fois.

Ce que tu lisRéponse primaire (première injection)Réponse secondaire (rappel)
Délaiplusieurs joursplus court
Maximumfaiblebien plus élevé
Duréeles anticorps retombent viteils restent élevés plus longtemps

Piège classique : regarde l'axe vertical avant de comparer deux hauteurs. Sur une échelle logarithmique, chaque graduation principale multiplie la valeur par 10 : monter de deux graduations, c'est multiplier par 100.

Avant la première rencontre, les lymphocytes qui reconnaissent l'antigène sont très rares. Au rappel, des cellules mémoire bien plus nombreuses attendent déjà et deviennent vite des plasmocytes.

Un vaccin provoque la première rencontre sans la maladie. Il apporte un antigène inoffensif (particules virales, virus atténué, etc.) et un adjuvant, qui déclenche la réaction innée indispensable au démarrage de la réponse adaptative.

Piège classique : un vaccin n'apporte pas d'anticorps, c'est ton organisme qui les fabrique. Un sérum, lui, apporte des anticorps tout faits : il protège tout de suite, mais pour une durée limitée et sans mémoire.

Calculer la couverture vaccinale

Une maladie contagieuse se décrit par son taux de reproduction de base $R_0$ : le nombre moyen de personnes qu'un malade contamine quand personne autour de lui n'est immunisé.

Si une proportion $p$ de la population est immunisée, seule la part $1 - p$ des personnes qu'un malade rencontre peut encore être contaminée : il en contamine $R_0(1 - p)$ en moyenne. L'épidémie recule quand ce nombre passe sous 1 :

$$R_0(1 - p) \lt 1 \iff p \gt 1 - \frac{1}{R_0}$$

Formule : la couverture minimale qui bloque la circulation de l'agent est $p_c = 1 - \dfrac{1}{R_0}$ si le vaccin protège tous les vaccinés. S'il n'en protège qu'une proportion $e$, il faut vacciner au moins la proportion $\dfrac{p_c}{e}$ de la population.

Avec $R_0 = 4$, il faut $1 - \dfrac{1}{4} = 0{,}75$, soit 75 % de personnes immunisées. Au-delà, l'agent ne circule plus, ce qui protège même ceux qui ne peuvent pas être vaccinés : c'est l'immunité de groupe.

Pour la rougeole, très contagieuse, Santé publique France vise une couverture de 95 % avec deux doses de vaccin ROR (rougeole-oreillons-rubéole), en vue d'éliminer la maladie.

Piège classique : $p_c$ est une part de personnes immunisées, pas vaccinées. Si le vaccin protège 90 % des vaccinés et que $p_c = 0{,}8$, vacciner 80 % de la population n'en immunise que $0{,}8 \times 0{,}9 = 0{,}72$ : il faut en vacciner au moins $\dfrac{0{,}8}{0{,}9} \approx 0{,}89$.

Lire le suivi d'une infection par le VIH

Le VIH, virus de l'immunodéficience humaine, infecte surtout les LT CD4, s'y multiplie et finit par les détruire. Or ce sont eux qui stimulent les LB et les LT cytotoxiques : toute la réponse adaptative s'affaiblit.

Le document classique suit, chez une personne non traitée, la charge virale (quantité de virus dans le sang), le nombre de LT CD4 par mm³ et les anticorps anti-VIH. Il montre trois phases.

D'abord la primo-infection, les premières semaines : la charge virale s'envole et les LT CD4 chutent. Puis les anticorps anti-VIH apparaissent, les LT cytotoxiques détruisent des cellules infectées, et la charge virale redescend.

Vient ensuite une longue phase, souvent sans symptôme. La charge virale reste basse mais pas nulle, et les LT CD4 diminuent lentement, année après année.

Enfin, les LT CD4 devenus trop rares, la charge virale remonte et des infections opportunistes s'installent : des maladies qu'un système immunitaire en bon état contrôlerait, comme la tuberculose. Sous 200 LT CD4 par mm³, l'OMS parle de stade avancé ; le plus avancé est le sida (syndrome d'immunodéficience acquise), atteint sans traitement souvent après de nombreuses années.

Piège classique : séropositif veut dire que des anticorps anti-VIH sont détectés, donc qu'on est infecté, pas qu'on a le sida. Et un test négatif juste après une prise de risque ne prouve rien : selon l'OMS, les anticorps apparaissent en général dans les 28 jours suivant l'infection. C'est la fenêtre sérologique : le test se refait plus tard.

Exercices corrigés

Cherche chaque exercice sur ta feuille avant d'ouvrir la correction.

Exercice 1 : On injecte deux fois le même antigène à une souris, aux jours 0 et 60 (données fictives). Concentration des anticorps dirigés contre lui, en unités arbitraires (UA) : 0 au jour 5, 8 au jour 10, 20 au jour 15, 10 au jour 30, 4 au jour 60, 30 au jour 62, 200 au jour 70, 160 au jour 90. Compare les deux réponses, puis explique la différence.

Correction :

Délai : après la première injection, les anticorps apparaissent entre les jours 5 et 10 ; après la seconde, ils passent de 4 à 30 UA en 2 jours.

Maximum : 20 UA puis 200 UA, soit $\dfrac{200}{20} = 10$ fois plus.

Durée : trente jours après chaque injection, il reste 10 UA dans le premier cas, 160 UA dans le second.

Explication : la première injection a multiplié les rares LB qui reconnaissent l'antigène et laissé des cellules mémoire plus nombreuses, qui deviennent vite des plasmocytes à la seconde injection. C'est le principe du rappel.

Exercice 2 : Pour la rougeole, on prend $R_0 = 15$ (données fictives). 1. Calcule $p_c$ en supposant que le vaccin protège tous les vaccinés. 2. Une commune compte 6 000 enfants : combien doivent au moins être immunisés ? 3. Compare ton résultat à l'objectif de 95 % fixé en France.

Correction :

1. $p_c = 1 - \dfrac{1}{15} = \dfrac{14}{15} \approx 0{,}933$, soit environ 93,3 %.

2. $6\,000 \times \dfrac{14}{15} = 5\,600$ : au moins 5 600 enfants immunisés.

3. L'objectif de 95 % dépasse $p_c$ : normal, puisque tous les vaccinés ne sont pas protégés.

Exercice 3 : Suivi d'une personne infectée par le VIH, sans traitement (données fictives). À deux semaines : 550 LT CD4 par mm³, charge virale très élevée, aucun anticorps anti-VIH détecté. À six mois : 850, charge virale faible, anticorps détectés. À quatre ans : 600, charge virale faible. À neuf ans : 150, charge virale très élevée, et une tuberculose se déclare.

1. À deux semaines, un test qui recherche les anticorps serait-il positif ? Cette personne peut-elle transmettre le virus ? 2. Explique l'évolution des LT CD4 entre six mois et quatre ans, puis la situation à neuf ans.

Correction :

1. Non : aucun anticorps n'est encore détecté, car la réponse adaptative demande du temps (fenêtre sérologique). Pourtant la charge virale est très élevée : la personne est infectée et peut transmettre le virus. Le test est à refaire plus tard.

2. Les LT CD4 passent de 850 à 600 par mm³ en trois ans et demi : le virus, jamais éliminé, continue de les détruire lentement.

À neuf ans, 150 LT CD4 par mm³, c'est sous le seuil de 200 : stade avancé. Faute de LT CD4 pour stimuler les LB et les LT cytotoxiques, l'organisme ne contrôle plus ni le virus, dont la charge remonte, ni la tuberculose, une infection opportuniste : c'est le stade sida.

À retenir

À retenir :

  • Courbe d'anticorps : délai, maximum, durée. Au rappel, les cellules mémoire rendent la réponse plus rapide et plus forte.
  • Un vaccin apporte un antigène et un adjuvant, pas d'anticorps.
  • Couverture minimale : $p_c = 1 - \dfrac{1}{R_0}$ de personnes immunisées ; la part à vacciner est plus haute.
  • Le VIH détruit les LT CD4, ce qui affaiblit toute la réponse adaptative.
  • Séropositif ne veut pas dire sida, et un test négatif trop tôt ne prouve rien.

Sources

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