Sérovar

Deux sérotypes, 1a et 1b, présentant en surface des antigènes 2a et 2b qui sont reconnus par deux anticorps distincts, 3a et 3b, respectivement.

En biologie, le mot sérovar (également appelé sérotype) désigne une propriété antigénique permettant d'identifier une cellule (bactéries, leucocytes, globule rouge, etc.) ou un virus par des méthodes sérologiques. La technique est souvent appelée le sérogroupage ou sérotypage.

Le sérovar'/‘sérotype est une variante distincte au sein d'une espèce de micro-organisme, ou parmi les cellules immunitaires de différents individus. Ces micro-organismes ou cellules sont regroupés en fonction de la réactivité commune entre leurs antigènes de surface et un antisérum spécifique, ce qui permet de leur classer à un niveau inférieur à l'espèce,,. Autrement dit, c'est le nom donné à la variété sérologique correspondant à une espèce (bactérie, virus) et la manière de nommer les subdivisions taxonomiques (de classement) de micro-organismes sur la base des caractéristiques de leur antigène ou protéines.

Pour Shigella flexneri, une des quatre espèces responsables de la dysenterie bactérienne, on a identifié 6 sérotypes. Pour Vibrio cholerae, responsable du choléra, on en connaît plus de 200 sérotypes définis par les antigènes cellulaires. Parmi ceux-ci, seuls les sérotypes O1 et O139 sont connus pour causer des épidémies. D’autres, comme les sérotypes O20, O71, O114, O135 et O202 se regroupent plus étroitement avec des génomes de l’espèce voisine Vibrio mimicus. Quant à l’espèce Salmonella enterica, elle totalise à elle seule plus de 2 600 sérovars. La même espèce, selon le sérovar, provoque des maladies différentes. Ces sérovars sont groupés par ceux qui causent la fièvre typhoïde et ceux qui n’en causent pas.

Les sérovars ont été découverts par la microbiologiste américaine Rebecca Lancefield en 1933.

Procédure

Le « sérotypage » est le processus de détermination du sérotype d'un organisme, à l'aide d'antisérums préparés qui se lient à un ensemble d'antigènes connus. Certains antisérums détectent plusieurs antigènes connus et sont appelés « polyvalents » ou « larges » ; d'autres sont « monovalents ». Par exemple, ce qui était autrefois décrit comme le HLA-A9 (HLA est l’abréviation de Human Leukocyte Antigen ou antigène leucocytaire humain) est désormais subdivisé en deux sérotypes plus spécifiques, le HLA-A23 et le HLA-A24. Par conséquent, le sérotype HLA-A9 est désormais qualifié de sérotype « large ». Pour les organismes présentant de nombreux sérotypes possibles, l'obtention préalable d'une correspondance polyvalente peut réduire le nombre de tests nécessaires.

La liaison entre un antigène de surface et l'antisérum peut être observée expérimentalement sous diverses formes. Un certain nombre d'espèces bactériennes, dont Streptococcus pneumoniae, présentent la réaction de Neufeld (alias Quellung reaction, “quellung“ signifiant gonflement en allemand), visible au microscope. D'autres, tels que Shigella, Escherichia coli et Salmonella, sont traditionnellement détectés à l'aide d'un test d'agglutination sur lame. Les types HLA sont initialement déterminés par le test de fixation du complément. Les procédures plus récentes comprennent le test de fixation au latex et divers autres tests immunologiques. Le “sérotypage moléculaire“ désigne des méthodes qui remplacent le test fondé sur les anticorps par un test basé sur la séquence d'acides nucléiques – il s'agit donc, en réalité, d'une forme de génotypage. En analysant les allèles qui déterminent les antigènes de surface, ces méthodes permettent d'obtenir des résultats plus rapides. Toutefois, leurs résultats peuvent ne pas toujours concorder avec ceux du sérotypage traditionnel, car elles ne tiennent pas nécessairement compte des facteurs influençant l'expression des gènes déterminant ces antigènes,.

Rôle dans la transplantation d'organes

Agglutination de globules rouges HLA-A3 positifs par des antisérums alloréactifs anti-A3 contenant des IgM anti-A3.

Le système immunitaire est capable de distinguer une cellule comme étant du « soi » ou du « non-soi » en fonction de son sérotype. Chez l'être humain, ce sérotype est largement déterminé par les antigènes des leucocytes humains (HLA), la version humaine du complexe majeur d'histocompatibilité. Les cellules identifiées comme du « non-soi » sont généralement reconnues par le système immunitaire comme étrangères, ce qui déclenche une réponse immunitaire telle que l'hémagglutination. Les sérotypes varient considérablement d'un individu à l'autre ; par conséquent, si des cellules provenant d'un humain (ou d'un animal) sont introduites chez un humain au hasard, elles sont souvent identifiées comme du « non-soi » car elles ne correspondent pas au sérotype du receveur. C'est pourquoi les greffes entre individus génétiquement différents provoquent souvent une réponse immunitaire problématique chez le receveur, entraînant un rejet de greffe. Dans certaines situations, cet effet peut être atténué en procédant au typage sérologique du receveur et des donneurs potentiels afin d'identifier la compatibilité HLA la plus étroite.

Antigènes leucocytaires humains (HLA (antigène))

Sérotypes selon le locus HLA (Complexe majeur d'histocompatibilité)
Locus HLA Nb de sérotypes Antigènes à large spectre Antigènes fractionnés
A 25415
B 509
C* 121
DR 214
DQ 82
DP* * DP requiert la méthode Single specific primer-PCR (SSP-PCR) pour le typage

Bactéries

La plupart des bactéries produisent, à leur surface externe, des substances antigéniques qui peuvent être distinguées par sérotypage.

Les antigènes lipopolysaccharide (LPS) O et capsulaires K sont eux-mêmes des facteurs de pathogénicité importants.

Certains antigènes sont invariants au sein d'un groupe taxonomique. La présence de ces antigènes ne permet pas une classification en dessous du niveau de l'espèce, mais peut contribuer à l'identification. L'antigène commun des entérobactéries (ECA), universel à toutes les Enterobacterales, en est un exemple.

E. coli

L’espèce E. coli possède 187 antigènes O possibles (dont 6 ont été retirés de la liste par la suite et 3 ne produisent en réalité pas de LPS (lipopolysaccharide)), 53 antigènes H et au moins 72 antigènes K. Parmi ces trois types, l'antigène O présente la meilleure corrélation avec les lignées ; par conséquent, il sert à définir le « sérogroupe » ainsi que les souches en taxonomie et en épidémiologie.

Shigella

Les Shigella sont classées uniquement selon leur antigène O, car elles ne sont pas mobiles et ne produisent pas de flagelles. Pour les quatre espèces, on dénombre 15 + 11 + 20 + 2 = 48 sérotypes. Certains de ces antigènes O ont des équivalents chez E. coli, espèce qui, sur le plan cladistique, inclut également les Shigella.

Salmonella

Le système de classification de Kauffman-White sert de base à la dénomination des nombreux sérovars de Salmonella. En Août 2014, plus de 2 600 sérovars différents ont été identifiés. Un sérotype de Salmonella est déterminé par la combinaison unique de réactions des antigènes de surface cellulaire. Pour Salmonella, ce sont les antigènes O et H qui sont utilisés. Il existe deux espèces de Salmonella : Salmonella bongori et Salmonella enterica. Salmonella enterica peut être subdivisée en six sous-espèces. Le processus d'identification du sérovar de la bactérie consiste à déterminer la formule des antigènes de surface qui représentent les variations des bactéries. La méthode traditionnelle de détermination de la formule antigénique repose sur des réactions d'agglutination sur lame. L'agglutination entre l'antigène et l'anticorps est obtenue à l'aide d'un antisérum spécifique qui réagit avec l'antigène pour former un amas. L'antigène O est testé à l'aide d'une suspension bactérienne provenant d'une culture sur gélose, tandis que l'antigène H est testé à l'aide d'une suspension bactérienne issue d'une culture en milieu liquide. Le schème classe le sérovar en fonction de sa formule antigénique obtenue par des réactions d'agglutination. Des méthodes de sérotypage supplémentaires et des méthodologies alternatives de sous-typage ont été passées en revue par Wattiau et al..

En 2000, on connaît 2463 sérotypes de l’espèce Salmonella enterica, dont 489 pour la sous-espèce Salmonella enterica subsp. salamae (Salmonella enterica II). Cette sous-espèce avec tous ses sérotypes a pour hôtes les animaux à sang froid. Son homologue Salmonella enterica subsp. enterica (Salmonella enterica I) à cette date possède 1454 sérotypes connus. Ses hôtes sont les animaux à sang chaud. En 2007, le nombre de sérotypes connus pour Salmonella enterica est passé à 2557, dont 505 pour Salmonella enterica II, et 1531 pour Salmonella enterica I. Certains sérotypes sont trouvés uniquement dans un seul type d’animal hôte ou dans une seule zone géographique restreinte. D’autres sont rencontrés dans divers espèces d’animaux, et partout dans le monde.

Streptococcus

Streptococcus pneumoniae (le pneumocoque) compte 93 sérotypes capsulaires connus en 2011. Parmi ceux-ci, 91 utilisent la voie enzymatique Wzy. La voie Wzy est utilisée par la quasi-totalité des bactéries à Gram positif, par les lactocoques et les streptocoques (pour les exopolysaccharides), et est également responsable de la formation des capsules de groupe 1 et 4 chez les bactéries à Gram négatif.

Virus

Dengue

Orthoflavivirus denguei, le virus de la dengue, possède quatre sérotypes couramment rencontrés, notés DENV-1 à DENV-4. Une personne infectée par un de ces sérotypes est immunisée à vie contre celui-ci, mais reste vulnérable aux autres. Un cinquième sérotype, DENV-5, était découvert en 2013 dans l’état de Sarawak de la Malaisie,. Par contre, ce dernier n’était pas encore retrouvé plus tard, ni en Malaisie ni ailleurs, du moins selon un document de l’ International Journal of Clinical & Medical Microbiology datant du début 2016.

Papillomavirus humain

Selon une étude publiée en 2024 faite sur un échantillon de 63 femmes atteintes du papillomavirus humain, les sérotypes HPV 6, HPV 82 et HPV 89 apparaissent comme ceux à faible risque (1,5% pour chacun), tandis que le sérotype HPV 81 est celui le plus souvent rencontré chez les sujets affectés par une infection unique (40,9%). Chez les sujets subissant de multiples infections, le sérotype HPV 16 figure en tête de la liste avec 28,8%

SARS-CoV-2

En l’espace de quelques années depuis son apparition, le SARS-CoV-2 s’est diversifié en différents sérotypes. Tous les variants avant Omicron sont de sérotype I (gamma). Les suivants sont désignés comme les sérotypes II (BA.1), III (BA.2), IV (BA.5), V (XBB), et VI (BA.2.86).

Face aux vaccins

Dans la lutte contre le Streptococcus pneumoniae (pneumocoque) durant les dernières décennies, quelques phénomènes avec ses sérotypes face aux vaccins ont été mis en évidence par différentes études :

- Un repli de ceux ciblés par les vaccins,

- L’émergence des non-ciblés par les vaccins,

- Une disparité géographique, et

- Une résurgence de certains déjà ciblés par les vaccins

Repli

En 2000 le vaccin PCV7 était lancé aux États-Unis. Ce vaccin, dont les lettres PCV représentent « pneumococcal conjugate vaccine » (vaccin pneumococcique conjugué) , vise à immuniser les vaccinés contre 7 sérotypes du pneumocoque, qui sont les dénommés 4, 6B, 9V, 14, 18C, 19F, et 23F.. Le programme de vaccination national lancé était destiné aux enfants de moins de 5 ans. Ce programme est couronné de succès. Le nombre d’incidents de maladie pneumococcique invasive causés par les 7 sérotypes ciblés par le vaccin est réduit de manière significative, non seulement chez les enfants vaccinés, mais en plus, chez les enfants non vaccinés plus âgés et chez les adultes. Les autres pays suivent l’exemple. Des programmes de vaccination similaires sont lancés : Autriche et Luxembourg en 2004; Belgique et Suisse en 2005 ; Allemagne, France, Pays-Bas et Royaume-Uni en 2006 ; Hongrie et Irlande en 2008, etc. En Août 2008, 90 des 193 pays membres de l’OMS avaient déjà acheté des licences d’utilisation du PCV7, quoique, la plupart pour des programmes moins ambitieux qu’aux États-Unis ou dans les pays mentionnés. Les 7 sérotypes du Streptococcus pneumoniae ciblés ont eu un déclin au niveau de leurs activités pathogènes. Aux États-Unis, pour la période 1999-2000, ils étaient à l’origine de 85 % d’épisodes de bactériémie à pneumocoque, alors que pour la période 2001-Mai 2005 ce taux était descendu à 34 %. Concernant le nombre de cas d’hospitalisations d’enfants de moins de 2 ans aux États-Unis pour cause de pneumonie, il était 1274 pour 100000 enfants pendant la période 1997-1999, et 873 pour 100000 pendant la période 2001-2006.

Émergence des autres sérotypes

Au bout de quelques années après le lancement du PCV7, on constatait une montée en puissance de certains sérotypes du pneumocoque qui ne sont pas inclus dans le vaccin. Ce qui fait perdre son efficacité, à la fois pour les populations vaccinées et celles non-vaccinées, dans les pays à grande couverture vaccinale. On choisissait alors les nouveaux sérotypes les plus pathogènes pour les inclure dans une nouvelle version du vaccin. En Avril 2009, le vaccin PCV10 est lancé en Allemagne. Il contient les 7 sérotypes du PCV7, plus trois autres, qui sont les 1, 5, et 7F. Ainsi, dans la suite de la lutte entre l’Homme et le Streptococcus pneumoniae, il y a, entre autres, ces vaccins qui inclusent de plus en plus de sérotypes de cette bactérie:

En Mars 2025, on connaît 108 sérotypes de l’espèce Streptococcus pneumoniae, dont 18 découverts à partir de 2007, après le lancement du vaccin PCV7.

Disparité géographique

Les vaccins ont des impacts sur les populations des sérotypes du Streptococcus pneumoniae, et les études ont pu relever les changements de paysage dans différentes zones géographiques.

Pour la période 2008-2010, les trois sérotypes 7F, 19A et 1 sont responsables de 68 % de cas d’infections invasives à pneumocoque (IIP) au Royaume-Uni chez les enfants de moins de 5 ans. La situation est similaire en France en 2009 et en Belgique en 2010, où ces trois mêmes sérotypes qui sont causes des IIP chez les enfants avec des pourcentages voisins. Par contre, pour l’Autriche en 2009, plus de deux-tiers des cas d’IIP chez les moins de 5 ans sont dûs aux sérotypes 3, 14, et 18C. Les sérotypes 14 et 18C sont ceux inclus dans le vaccin PCV7. Ce qu’on peut constater c’est que le programme de vaccination est peu suivi en Autriche, et la couverture nationale de PCV7 était environ 30 % en 2005-2007 et celle du PCV10 (qui inclus les sérotypes du PCV7) en 2009 était de 9 % Ces valeurs sont bien loin derrière les quelque 80 % de couverture en France et au Royaume-Uni, ou les 100 % en Belgique. Aux alentours de 2015, le sérotype 23F est le plus prédominant chez les enfants en Iran, alors que le 14 est son homoloque en Algérie et au Maroc. En 2013, le sérotype 19F cesse d’être le plus prédominant au Koweït, et est remplacé par le 12F, le pays ayant adopté le PCV13 en 2010.

La Nouvelle-Zélande avait adopté le PCV13 en 2014. Mais en 2017, elle revenait sur le PCV10. On y constate que le sérotype 19A, inclus dans le PCV13 mais pas dans le PCV10, grimpait constamment de 11,5 % en 2017 à 29,5 % en 2021. Son voisin, l’Australie, qui gardait le PCV13, a vu son pourcentage de 19A en 2017 à 5,5 % descendu à 4,5 % en 2021.

Les cas mentionnés jusque-là montrent que les vaccins sont efficaces. Si l’on constate des différences de prédominance au niveau des sérotypes, on pouvais puiser des raisons dans la différence de taux de couverture, de l’année de lancement d’un vaccin, ou le nombre de piqûres (2+1 ou 3+1). Mais parfois, ou peut avoir des statistiques qui montrent un manque d’efficacité de certain vaccin. C’est le cas du PCV13 au comté de Stockholm en Suède. Pour une couverture vaccinale de 97 %, après 4 années d’adoption du vaccin, on ne constate qu’une faible baisse des sérotypes non-PCV7, et une augmentation des sérotypes non-PCV13.

Résurgence

Le sérotype 19F, qui était réduit jusqu’à 50 % aux États-Unis, surtout par le PCV7, connaît une courbe ascendante depuis 2012, pour atteindre en 2019 le même niveau que les années 1998-1999 avant l’introduction du PCV7, puis en 2023 un niveau pratiquement 50 % plus élevé. Il est prédominant dans certains endroits du globe, mais reste néanmoins discret dans certains autres endroits. On travaille sur plusieurs hypothèses pour expliquer ce phénomène. On enregistre aussi une résurgence des sérotypes 4, 12F et 14 en Belgique depuis 2020, et une remontée des sérotypes 4, 9V, 19F et 12F au Canada après 2018.


Notes et références

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