Интерферон 1 типа что это
Cобственный интерферон —
лучший из возможных
Как организм вырабатывает интерферон. Эффективность естественных интерферонов для иммунитета. Бактериальные лизаты как естественный активатор иммунной системы и стимуляции собственного интерферона.
Человек борется с вирусами с незапамятных времен. За миллионы лет эволюции наш организм выработал универсальную стратегию борьбы с неприятелем. Одним из ключевых игроков этого противостояния являются интерфероны. Это вещества, помогающие организму в короткий срок справиться с вирусами. Сегодня существует большое количество препаратов, содержащих в своем составе те или иные интерфероны. Но так ли они эффективны как собственный интерферон, вырабатываемый организмом?
Что такое интерферон?
В настоящее время известно более 20 интерферонов, которые подразделяются на три типа 3,4 :
Как работают собственные интерфероны человека?
Противовирусные свойства интерферонов вызывали у исследователей большой интерес с точки зрения терапии ряда заболеваний. И со временем благодаря различным медицинским и технологическим возможностям удалось получить лекарственные препараты, которые содержат в своем составе интерферон.
Использование препаратов интерферона в медицине
Препараты интерферона активно используются в лечении широкого спектра вирусных заболеваний. В частности, речь идет о вирусе папилломы человека, вирусных гепатитах, герпетической инфекции, а также гриппа и простудных заболеваний. Важным фактором выбора препаратов, содержащих интерферон для лечения того или иного заболевания, будет являться концентрация интерферона в препарате, то, каким способом он получен и какой тип интерферона (α, β, γ или λ) содержит в своем составе. Несмотря на то, что существуют препараты интерферона, которые отпускаются без рецепта, все же с врачом лучше заранее проконсультироваться, поскольку в отношении этих препаратов есть ряд противопоказаний. По способу получения препараты интерферона можно поделить на 4 типа 6,7 :
Преимущества и недостатки привнесенных интерферонов
К преимуществам препаратов, содержащих в своем составе интерфероны, можно отнести их доступность. Немаловажное преимущество интерферонов – возможное их применение против широкого спектра вирусов.
Сравнительно высокий уровень безопасности препаратов интерферона позволяет их применять и детям, которые, как известно, часто болеют гриппом и другими ОРВИ.
Экстренная иммунозащита от вирусов
Наш организм в процессе эволюции приспособился к борьбе с вирусами, однако при необходимости мы можем ему помочь, не сильно вмешиваясь в его работу.
Интерферон 1 типа что это
В.А. Булгакова (1), Е.Н. Карева (2, 3), Т.Е. Привалова (1, 2)
1) Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей, Москва, Россия; 2) Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Москва, Россия; 3) Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Москва, Россия
Острые респираторные инфекции (ОРИ) лидируют среди заболеваний у детей, вызывать их могут более 200 различных вирусов. Возможности противовирусной терапии при ОРВИ ограничены, в т.ч. узким спектром действия химиопрепаратов. Основным звеном противовирусной иммунной защиты от возбудителей ОРВИ является система интерферонов (ИФН). Препараты на основе рекомбинантного ИФН-α активны в отношении широкого спектра вирусов и могут быть использованы для эмпирической терапии ОРВИ. В статье дана оценка эффективности применения назальных и ректальных форм препарата рекомбинантного ИФН-α2b Генферон Лайт при ОРВИ и гриппе у детей.
Для цитирования: Булгакова В.А., Карева Е.Н., Привалова Т.Е. Противовирусная терапия острых респираторных инфекций. Фарматека. 2019;26(1):84–88. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2019.1.84-88
Введение
Острые респираторные инфекции (ОРИ) являются самой распространенной патологией и одной из ведущих причин заболеваемости, а также смертности во всем мире [1]. Особенно часто болеют дети дошкольного возраста, что обусловлено не только формированием и особенностями функционирования иммунной системы (развитие которой завершается к 10–12 годам), но и возрастными анатомическими и физиологическими особенностями верхних и нижних дыхательных путей: обилием кровеносных и лимфатических сосудов, рыхлостью слизистой оболочки, относительной узостью носовых камер и бронхиального дерева, слабым развитием придаточных пазух, высокой вязкостью слизи [2].
Этиология ОРИ
Возбудителями ОРИ могут быть вирусы, бактерии и атипичная микрофлора (микоплазма, хламидофила). Но в подавляющем большинстве случаев (в 90–95% всех ОРИ у детей) этиологическим фактором являются вирусы, что оправдывает употребление в практике термина «острая респираторная вирусная инфекция» (ОРВИ). На сегодняшний день известно более 200 представителей разных семейств вирусов – возбудителей ОРВИ, среди которых основное значение имеют вирусы гриппа, парагриппа, риновирусы, респираторно-синцитиальный вирус (РС-вирус), аденовирусы, коронавирусы, метапневмовирусы, бокавирус, реовирусы, энтеровирусы [3, 4].
В большинстве случаев ОРВИ имеет циклическое течение и является саморазрешающимся заболеванием, т.е. заканчивается полным выздоровлением пациента. Однако нередко, особенно у детей младшего возраста, вирусная инфекция респираторного тракта приводит к развитию серьезных осложнений, присоединению бактериальной инфекции, что способствует более тяжелому течению и изменению клинической картины болезни [2, 3].
Противовирусная защита от возбудителей ОРВИ
К настоящему времени уже сформировалось мнение, согласно которому центральным звеном противовирусной иммунной защиты от возбудителей ОРВИ является система интерферонов (ИФН) – естественных цитокинов с универсальными свойствами подавления репликации множества РНК- и ДНК-содержащих вирусов [5].
Известны три типа ИФН:
ИФН-γ – ключевой медиатор, переключающий дифференцировку наивных (незрелых) CD4+-T-лимфоцитов в направлении Тh1-клеток и потенцирующий адаптивные клеточные иммунные реакции в отношении вирусинфицированных клеток. Основные продуценты этого цитокина – Т-лимфоциты и NK-клетки. Продукция ИФН-γ запускается рядом цитокинов, в т.ч. ИЛ-12 (паракринная индукция) и самим ИФН-γ (аутокринная стимуляция) [6].
ИФН I и III типов представляют собой важнейшие составляющие врожденной противовирусной защиты [7, 8]. ИФН I типа вырабатываются различными клетками в ответ на инвазию вирусов, тогда как ИФН III типа продуцируются преимущественно эпителиальными клетками, в т.ч. респираторного тракта, и в связи с этим играют существенную роль в защите от возбудителей ОРВИ [7, 9].
Сенсорами респираторных вирусов, запускающими каскад реакций, ведущих к экспрессии генов ИФН I и III типов, являются паттернраспознающие рецепторы: эндосомальные Toll-подобные рецепторы (главным образом TLR3, TLR7, TLR8 и TLR9), цитозольные RIG-I-подобные рецепторы (RLR), а также NOD-подобные рецепторы (NLR), входящие в состав инфламмасом (в частности, NALP3-инфламмасом). Cвое биологическое действие ИФН этих типов оказывают через разные рецепторно-сигнальные системы, пути индуцированных ими биохимических событий на определенных стадиях сходятся и приводят к экспрессии более 300 ИФН-стимулированных генов (ISG – interferon stimulated genes), чьи белковые продукты обладают противовирусной, антимикробной, антипролиферативной/противоопухолевой и иммуномодулирующей активностью [8]. Полагают, что ИФН-λ обладает даже бóльшим по сравнению с ИФН-α/β противовирусным потенциалом при ОРВИ и некоторых других вирусных инфекциях, поражающих главным образом эпителиальные клетки. Однако сегодня гораздо более изучены противовирусные механизмы, запускаемые ИФН I типа (в частности, ИФН-α/β). Так, если в отношении РС-вируса протективные эффекты ИФН I и III типов в целом сопоставимы, то в защите от вирусов гриппа, метапневмовирусов, коронавирусов и ряда других респираторных вирусов ИФН I типа играют большую роль [9].
Продукты ИФН-стимулированных генов блокируют практически все ключевые этапы жизненного цикла вируса, начиная с его внедрения в клетку и заканчивая высвобождением дочерних вирионов [10, 11]. Так:
Кроме того, ИФН-α и ИФН-β, как и ИФН-γ, потенцируют адаптивные клеточные противовирусные реакции. Таким образом, ИФН можно рассматривать и как связующее звено между врожденным гуморальным ответом и адаптивной клеточной защитой.
В отличие от взрослых у детей недостаточно развита способность быстрого интерферонового ответа на воздействие вирусной инфекции, что приводит к более высокой антигенной нагрузке [12]. В то же время и сами вирусы (в частности, возбудители ОРВИ) научились уклоняться от действия адаптивных иммунных реакций и подавлять ключевые врожденные защитные механизмы, в т.ч. выработку и биологическую функцию ИФН [13, 14].
Препараты ИФН
Поскольку система ИФН – важнейшее звено врожденного иммунитета, использование препаратов ИФН при лечении инфекционных болезней рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений [15, 16]. В России накоплен большой опыт применения назальных и ректальных форм ИФН-α при ОРВИ и гриппе.
В последние годы к этой группе препаратов отмечен интерес и у зарубежных исследователей [17]. Несмотря на дискуссионный характер обсуждения целесообразности их клинического применениях, проведены работы, результаты которых подтвердили клиническую эффективность ректальных и пероральных препаратов ИФН [18, 19].
В комплексной терапии ОРВИ используются назальные и ректальные формы препаратов рекомбинантных ИФН I типа (ИФН-α), обладающие противовирусной активностью [16]. ИФН I типа подавляют размножение всех известных респираторных вирусов, они также способствуют ускорению апоптоза вирусных клеток, прерывая в них репликацию вируса. Препараты ИФН I типа применяются как средства противовирусной терапии в период активной репликации вируса, т.е. в ранней (вирусной) фазе ОРИ для лечения или экстренной постконтактной профилактики вирусной инфекции, как правило, курсом до 5 суток [20].
Современные препараты рекомбинантного ИФН, созданные методом генной инженерии, в отличие от первого лейкоцитарного ИФН позволяют получить более высокое содержание чистого действующего вещества в лекарственной форме, исключают возможность передачи гемотрансфузионных нескринируемых инфекций, обеспечивают точность дозирования для нивелирования дозозависимых нежелательных реакций [15].
Выраженный лечебный эффект при лечении респираторных инфекций вирусной этиологии оказывают комбинированные препараты ИФН, которые имеют в своем составе дополнительные компоненты, повышающие их эффективность. Одним из препаратов этой группы является Генферон Лайт, содержащий рекомбинантный человеческий ИФН-α2b и таурин. Препарат используется в форме ректальных свечей и капель, применяемых у детей с первых дней жизни, а также назального спрея для детей с 14 лет.
Входящий в состав препарата таурин – незаменимая аминокислота, образующаяся в ходе метаболизма цистеина [21]. Таурин играет существенную роль в иммунном ответе при инфекционном процессе: обладает иммунотропным действием, противовоспалительной, антиоксидантной активностью, повышает устойчивость клеток к неблагоприятным условиям очага воспаления, предотвращает их гибель [22]. Как самостоятельное вещество таурин многие годы используется в офтальмологии, эндокринологии и неонатологии как антиоксидант [23, 24]. Установлено, что комбинация ИФН с антиоксидантом обладает более высокой противовирусной активностью по сравнению с монопрепаратом ИФН в отношении пандемического штамма вируса гриппа и вируса простого герпеса 1-го типа. Наиболее эффективна комбинация с таурином [25]. Таурин, как и другие антиоксиданты, проявляет собственную противовирусную активность, но в отличие от других даже в максимальных исследованных дозах (5000 мкг/мл) это вещество не оказывает цитотоксического действия на клеточную культуру. Таурин также способен потенцировать специфическое действие ИФН, что в целом обеспечивает повышение эффективности комбинированного лекарственного препарата. Кроме того, таурин оказывает регулирующее влияние на центральную нервную систему, что позволяет применять его в неврологической практике в комплексной терапии судорожного синдрома и минимальной мозговой дисфункции [26].
В отличие от других детских суппозиторных форм препаратов рекомбинантного ИФН в составе свечи Генферона Лайт масло какао, широко используемое в качестве основы для приготовления свечей, заменено тугоплавким жиром, имеющим низкий потенциал местных аллергических реакций. В сос-тав одного суппозитория, применяемого детьми от ноля до семи лет, входят ИФН-α2b 125 000 МЕ и таурин 5 мг.
В состав одного суппозитория, применяемого у детей старше семи лет, входят ИФН-α2b 250 000 МЕ и таурин 5 мг.
В многоцентровом открытом сравнительном рандомизированном проспективном клиническом исследовании с участием 102 пациентов в возрасте до шести месяцев и 200 – от шести месяцев до семи лет было проведено сравнение эффективности и безопасности препарата ИФН-α2b с таурином (Генферон Лайт) в дозе 125 000 МЕ, и другого суппозиторно-го препарата ИФН-α в дозе 150 000 МЕ с антиоксидантами. Дети находились на стационарном лечении с диагнозом ОРВИ, установленным на основании клинических данных. Продолжительность катаральных явлений на момент включения в исследование не превышала 48 часов. Дети основной группы получали препарат Генферон Лайт 125 000 МЕ по схеме один суппозиторий два раза в сутки в течение пяти дней. Дети группы сравнения – препарат ИФН-α с антиоксидантами в дозе 150 000 МЕ по одному суппозиторию два раза в сутки в течение 5 дней. В ходе исследования оценивали динамику клинических и лабораторных показателей, характеризовавших течение ОРВИ у детей. Результаты исследования показали, что регресс некоторых симптомов ОРВИ в возрасте от 2 до 7 лет наблюдался у достоверно большего числа детей, получавших препарат Генферон Лайт: на фоне лечения купирование заложенности носа зарегистрировано у 78,9% пациентов основной подгруппы и 58,5% – подгруппы сравнения (р
1. World Health Organization. Influenza: BRaVe call to action. 2013. http://www.who.
2. Tregoning J.S., Schwarze J. Respiratory viral infections in infants: causes, clinical symptoms, virology, and immunology. Clin Microbial Rev. 2010;23(1):74–98. Doi: 10.1128/cmr.00032-09.
3. European Respiratory Society (ERS) Handbook of Paediatric Respiratory Medicine. Editors Ernst Eber, Fabio Midulla. 1st ed. 2013. P. 207–14.
4. Heikkinen T., Järvinen A. The common cold. Lancet. 2003;361:51–9.
5. Ершов Ф.И., Киселев О.И. Интерфероны и их индукторы (от молекул до лекарств). М., 2005.
6. Ройт А., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммунология. М., 2000.
7. Alsharifi M., Müllbacher A., Regner M. Interferontype-I responsesin primary and secondary infections. Immunol Cell Biology. 2008;86(3):23945. Doi: 10.1038/sj.icb.7100159.
8. Levy D.E., Marie I.J., Durbin J.E. Induction and function of type I and III interferon in response to viral infection. Curr Opin Virol. 2011;1(6):476–86. Doi: 10.1016/j.coviro.2011.11.001.
9. Hermant P., Michiels T. Interferon-λ in the context of viral infections: production, response and therapeutic implications. J. Innate Immun. 2014;6:563–74. Doi: 10.1159/000360084.
10. Fensterl V., Sen G.C. Interferons and viral infections. Biofactors. 2009;35(1):14–20.
11. de Veer M.J., Holko M., Frevel M., et al. Functional classification of interferon-stimulated genes identified using microarrays. J. Leukocyte Boil. 2001;69(6):912–20.
12. Кушнарева М.В., Виноградова Т.В., Кешишян Е.С. и др. Особенности иммунного статуса и системы интерферона у детей раннего возраста. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2016;61(3):12–21.
13. Kumagai T., Yoshikawa T., Shiraki K., et al. Virus specific cell-mediated immunity may play a role in controlling reactivated human herpesvirus 6B in patients under measles induced immunosuppression. J MedVirol. 2014;86(4):658–65.
14. Vareille M., Kieninger E., Edwards M.R., et al. The airway epithelium: soldier in the fight against respiratory viruses. Clin Microbiol Rev. 2011;24(1):210–29. Doi:10.1128/CMR.00014-10.
15. Ершов Ф.И., Романцов М.Г., Мельникова И.Ю. Антивирусные препараты в практике педиатра: справочник практикующего врача. 3-е изд., перераб. и доп. М., 2013.
16. Калюжин О.В. Острые респираторные вирусные инфекции: современные вызовы, противовирусный ответ, иммунопрофилактика и иммунотерапия. М., 2014.
17. Jefferson T.O., Tyrrell D. Antivirals for the common cold. The Cochrane Database Systc Rev. 2005;3:CD002743.
18. Haruna Y., Inoue A. Minimal dose interferon suppository treatment suppresses viral replication with platelet counts and serum albumin levels increased in chronically hepatitis C virus-infected patients: a phase 1b, placebo-controlled, randomized study. J. Interf Cyt Res. 2014;34(2):111–6.
19. Lee C.M., Chen C.Y., Chien R.N., et al. A double-blind randomized controlled study to evaluate the efficacy of low-dose oral interferon-alpha in preventing hepatitis C relapse. J Interf Cyt Res. 2014;34(3):187–94.
20. Калюжин О.В. Ректальные и назальные формы интерферона α при ОРВИ: поиск ответов на дискуссионные вопросы. Аллергология и иммунология. 2017;18(1):21–4.
21. Jacobsen J.G., Smith L.H. Biochemistry and physiology of taurine and taurine derivatives. Physiol Rev 1968;48(2):424–511.
22. Hilton J. The biosynthesis, function and deficiency signs of taurine in cats. Can Vet J. 1988;29(7):598–601.
23. Heird W.C. Taurine in neonatal nutrition – revisited. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2004;89(6):473–74.
24. Гордеев В.И., Александрович Ю.С. АВС инфузионной терапии и парентерального питания в педиатрии. Пособие для врачей. 2-е изд., перераб. и доп. СПб., 2006.
25. Штро А.А., Слита А.В., Карпинская Л.А. и др. Активность интерферона в комбинации с антиоксидантами против ДНК-и РНК-содержащих вирусов человека. Лечащий врач. 2012;10:22–6.
26. Della Corte L., Huxtable R.J., Sgaragli G., et al. Taurine 4: Taurine and Excitable Tissues. New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2000.
27. Горелов А.В., Алимова И.Л., Феклистова Л.В.и др. Препараты интерферона в терапии острых респираторных вирусных инфекций и гриппа у новорожденных и детей первых месяцев жизни. Лечащий врач. 2015;1:7–13.
28. Осидак Л.В., Головачева Е.Г., Афанасьева О.И.и др. Оценка лечебной эффективности двух отечественных препаратов рекомбинантного интерферона α-2b для интраназального введения (Генферон® лайт и Гриппферон®) при ОРВИ у детей грудного и раннего возраста. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2017;96(2):74–80.
Интерферон человеческий лейкоцитарный : инструкция по применению
Состав
Препарат представляет собой группу белков (интерфероны альфа), синтезированных лейкоцитами здоровых доноров, в ответ на воздействие вируса-индуктора интерферона (вирус болезни Ньюкасла или вирус Сендай). Препарат не содержит консервантов и антибиотиков. Поверхностный антиген вируса гепатита В и антитела к ВИЧ 1, ВИЧ 2, вирусу гепатита С отсутствуют.
Описание
Пористая аморфная масса или порошок белого или от светло-желтого до розового цвета, гигроскопичен.
Фармакотерапевтическая группа
Интерфероны. Интерферон альфа естественный. Код ATX: [L03AB01].
Интерферон альфа обладает способностью стимулировать фагоцитарную активность макрофагов, а также цитотоксическую активность Т-клеток и NK-клеток, оказывает непрямое противовирусное действие, индуцируя в клетках состояние резистентности к вирусным инфекциям и модулируя ответную реакцию иммунной системы, направленную на нейтрализацию вирусов или уничтожение инфицированных ими клеток.
Интерферон быстро всасывается через слизистые оболочки. Из организма выводится в виде естественных метаболитов.
Показания к применению
Профилактика и лечение гриппа и других острых респираторных вирусных инфекций.
Противопоказания
Повышенная чувствительность к препаратам белкового происхождения.
Способ применения и дозы
Препарат применяют путем закапывания (с помощью медицинской пипетки или шприца без иглы) или распыления. Распыление производится распылителями любой системы или с помощью прилагаемой насадки-распылителя.
Для профилактики введение препарата следует начинать при непосредственной угрозе заражения и продолжать до тех пор, пока опасность заражения сохраняется. Препарат применяют интраназально путем закапывания по 5 капель или распыления по 0,25 мл в каждый носовой ход 2 раза в сутки с интервалом не менее 6 часов.
Для лечения препарат применяют на ранней стадии заболевания при появлении первых клинических симптомов интраназально по 0,25 мл (5 капель) в каждый носовой ход через 1-2 ч не менее 5 раз в сутки. Эффективность препарата тем выше, чем раньше начато его применение.
Правила применения насадки-распылителя:
Надеть иглу на шприц, наполнить его растворенным препаратом в объеме 0,25 мл (отметка 10 по шкале 40 ед. или отметка 25 по шкале 100 ед.).
Снять иглу и плотно надеть насадку-распылитель.
Поднести вплотную к носовому ходу насадку-распылитель и резким нажатием на поршень шприца впрыснуть препарат в носовой ход.
Снять насадку-распылитель, надеть иглу и набрать в шприц 0,25 мл препарата из ампулы.
Снять иглу, снова плотно надеть насадку-распылитель и ввести препарат в другой носовой ход в соответствии с пунктом 3.
Насадку-распылитель вводят на глубину 0,5 см в носовые ходы, предварительно очищенные от слизи. Пациент при этом должен находиться в сидячем положении со слегка запрокинутой головой и оставаться в этом положении в течение 1 минуты после введения препарата. Допускается использование одной насадки только у одного пациента.
Введение препарата путем инъекций категорически запрещается.
Применять с осторожностью лицам с аллергическими заболеваниями.
Применение в педиатрии
Детям с неонатального периода (с рождения) препарат применяется путем распыления и закапывания.
Применение в период беременности и лактации
Данных по опыту применения у беременных нет. Поэтому препарат применяют по назначению врача с учетом соотношения ожидаемой пользы для матери и возможного риска для плода и ребенка.
В период лактации ограничений по применению нет.
Особенности влияния лекарственного средства на способность управлять транспортным средством и потенциально опасными механизмами
Особенности влияния лекарственного средства у лиц с нарушением функции печени и почек и в геронтологической практике
Не выявлено особенностей применения лекарственного препарата у лиц с нарушением функции печени и почек. Не выявлено особенностей применения в геронтологической практике
Побочное действие
Аллергические реакции. Если Вы заметили любые побочные эффекты, не указанные в инструкции, сообщите об этом врачу. При аллергических реакциях немедленного типа проводить симптоматическую терапию.
Передозировка
Случаи передозировки не описаны.
Взаимодействие с другими лекарственными средствами
Применяют в комплексной терапии с другими лекарственными средствами. Допускается использовать одновременно с другими противовирусными и сосудосуживающими средствами для местного применения.
Условия хранения
Хранить при температуре от 2 до 8 °C в защищенном от света и недоступном для детей месте.
Срок годности
2 года. Не использовать по истечении срока годности, указанного на упаковке.
Условия отпуска
Отпускается без рецепта.
ФГУП «НПО «Микроген» Минздрава России
Россия, 450014, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Новороссийская, д. 105, тел.: (347) 229-92-01.
Интерфероны
Цитокины.
Структура и механизм действия большинства цитокинов охарактеризованы достаточно полно. Благодаря использованию методов генной инженерии и современной биотехнологии многие цитокины в настоящее время производятся в виде рекомбинантных препаратов, идентичных эндогенным молекулам, в количестве достаточном для их клинического применения.
Многие микроорганизмы – бактерии, дрожжи, вирусы – используются в качестве реципиентов чужеродного генетического материала с целью получения рекомбинантных штаммов – продуцентов биотехнологической продукции. Так получены рекомбинантные штаммы Е. coli, продуцирующие интерфероны, инсулин, гормоны роста, разнообразные антигены; штаммы В.subtilis, вырабатывающие интерферон; дрожжи, продуцирующие интерлейкины и др.
Использование рекомбинантных цитокинов, обеспечивающих адекватную и целенаправленную медикаментозную коррекцию иммунных дисфункций, повышает эффективность иммунотерапии и лечения в целом. Вводимые в организм цитокины восполняют дефицит эндогенных регуляторных молекул и полностью воспроизводят их эффекты. Это особенно важно в условиях тяжелой или хронической патологии, когда применение традиционных иммуномодуляторов или индукторов синтеза цитокинов бесполезно из-за истощения компенсаторных возможностей иммунной системы. В настоящее время терапия рекомбинантными цитокинами является одним из наиболее перспективных и постоянно расширяющихся направлений иммунофармакологии.
Особое место в свете современных представлений о молекулярных механизмах иммунных реакций принадлежит интерферону гамма (далее – интерферон-y, IFN-y) – регуляторному цитокину иммунного ответа.
На основе рекомбинантного IFN-y создан препарат РЕКОФЕРОН® ГАММА. Рекомбинантный IFN-y в организме животных и человека при терапии и профилактике заболеваний различной этиологии обеспечивает адекватную и целенаправленную медикаментозную коррекцию иммунных дисфункций, восполняя дефицит эндогенных регуляторных молекул и полностью воспроизводя их эффекты. Высокая иммунокорригирующая эффективность, прогнозируемость и селективность его действия обусловлены наличием на клетках специфических рецепторов, и существованием природных механизмов его элиминации. Лекарственные препараты на основе рекомбинантного IFN-y являются мощными средствами патогенетической иммуно-ориентированной терапии и обладают как прямым замещающим действием, так и оказывают различные индуктивные эффекты. В настоящее время они находят широкое применение в лечении инфекционных, онкологических и некоторых других заболеваний животных.
КЛАССИФИКАЦИЯ И РОЛЬ ИНТЕРФЕРОНОВ
В настоящее время известно более 20 интерферонов, различающихся по структуре, биологическим свойствам и преобладающему механизму действия. IFN подразделяют на три типа:
Вирусные интерфероны индуцируются в процессе вирусной инфекции, а синтез интерферонов II типа (IFN-y) индуцируется митогенными или антигенными стимулами. Большинство типов вирусоинфицированных клеток способно синтезировать IFN-a/b в клеточной культуре. В противоположность этому IFN-y синтезируется только некоторыми клетками иммунной системы, включая естественные киллерные (NK) клетки, CD4 Т-клетки и CDS цитотоксические супрессорные клетки.
| Характеристика | IFN-a | IFN-b | IFN-y |
|---|---|---|---|
| Химическое строение | Протеин | Гликопротеин | Гликопротеин |
| Молекулярный вес, кДа | 17,5-23,0 | 23,0 | 20,0-23,0 |
| Число кодирующих генов | более 20 | 1 | 1 |
| Количество подтипов | По крайней мере, 22 у человека, еще несколько определены у животных | 1 | 1 |
| Функциональная форма | Мономер | Димер | Димер |
| Кислотоустойчивость | Есть | Есть | Нет |
| Индукторы | Вирусы (РНК > ДНК), В-митогены | Вирусы (РНК > ДНК), В-митогены | Антигены, Т-митогены |
| Основные источники | Моноциты, В-лимфоциты | Эпителиоциты, моноциты | Т-лимфоциты, NK-клетки |
| Механизм действия | Угнетает синтез белка | Угнетает синтез белка | Усиливает антигены МНС, активизирует цитотоксические Т-клетки, макрофаги и NK-клетки |
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ИНТЕРФЕРОНОВ
Противовирусное действие
Блокада транскрипции генов, кодирующих IFN, осуществляется за счет выработки клеткой белка-супрессора, связывающего на цепи нуклеиновых кислот область, контролирующую транскрипцию данных генов. Кроме того, для запуска транскрипции необходим белок-активатор, разблокирующий и активирующий эту зону. Индукторы IFN могут влиять как на угнетение вы-работки белка-супрессора, так и на активацию синтеза белка-активатора. Активация генов приводит в действие синтезирующую белок систему клетки, в результате чего осуществляется синтез и секреция IFN.
Таким образом, под воздействием IFN в клетке синтезируется два фермента, один из которых расщепляет вирусную РНК, а другой тормозит синтез вирусных белков. В результате новые вирусные частицы либо вовсе не формируются, либо их число уменьшается в десятки или сотни раз.
Под влиянием IFN повреждается и синтезирующая белок система клетки, что может привести к ее гибели. Однако это касается только клеток, инфицированных вирусом. Неинфицированные клетки индифферентны к воздействию IFN, поскольку оба вышеуказанных белка активируются лишь в присутствии вирусной РНК. Некоторые вирусы способны блокировать противовирусное действие IFN. Так, например, аденовирусы продуцируют специфическую РНК, которая предотвращает активацию протеинкиназы.
Противовирусный эффект интерферонов обобщен и представлен на схеме ниже.
Эти механизмы интегрально реализуют противовирусный эффект, приводя к подавлению репликации вируса.
Иммуномодулирующее действие
IFN обладают не только противовирусным, но и иммуномодулирующим действием за счет влияния на экспрессию рецепторов главного комплекса гистосовместимости (МНС). IFN увеличивают экспрессию молекул 1-го класса МНС на всех видах клеток, тем самым улучшая распознавание инфицированных клеток цитотоксическими Т-лимфоцитами (CTL). Кроме того, IFN-y усиливает экспрессию молекул 2-го класса МНС на антигенпрезентирующих клетках, в результате чего улучшается презентация вирусных антигенов CD4+ лимфоцитам и активируются натуральные киллеры (NK-клетки). IFN также стимулируют фагоцитоз.
Регуляция иммунного ответа цитокинами (см. рисунок ниже), в том числе интерферонами, происходит по эстафетному принципу, воздействие цитокина на клетку вызывает образование ею других цитокинов – цитокиновый каскад.
Антипролиферативное и противоопухолевое действие
Антипролиферативный и противоопухолевый эффекты IFN объясняются следующими механизмами:
Антибактериальное действие
В последние годы показано, что IFN обладают также антибактериальным эффектом, в основе которого лежит способность IFN индуцировать активность некоторых ферментов в пораженной клетке:
Кроме того, антибактериальная роль IFN-y заключается в активации макрофагов, которые продуцируют провоспалительные цитокины, а также активные формы кислорода и азота, простагландины. Эти факторы способствуют развитию воспалительного процесса, ведущего к гибели бактерий.
ИММУНОБИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЭНДОГЕННОГО ИНТЕРФЕРОНА ГАММА
Индуцировать выработку IFN-y способны интерфероногенные вещества, антигены, Т-митогены и некоторые цитокины. Продукция IFN-y находится под контролем цитокинов. IL-12 и IL-18 усиливают его экспрессию, а IL-2 способствует реализации функции CD4+ лимфоцитов, активируя выработку IFN-y.
Синтез IFN-y подавляется IL-4, IL-10, дексаметазоном, циклоспорином А, вирусными белками-супрессорами, раковыми клетками.
Фоновое количество IFN-y всегда есть в организме, даже если нет ин-фекции, например, анализ на интерфероновый статус показывает у здоровых людей и животных всегда определяемое количество IFN в крови, оно при стимуляции или инфекции многократно возрастает. Однако при герпе-свирусной инфекции и на последних стадиях опухолевого процесса, количество IFN-y стремиться к нулю, так как вирус герпеса и раковые клетки продуцируют белки, блокирующие синтез IFN-y. Поэтому при герпесвирус-ной инфекции и раке индукторы интерферонов бессмысленны, их нужно вводить в организм извне.
IFN-y обладает сходным с другими IFN биологическим действием (подавление репликации вирусов, антипролиферативное действие, иммуномодулирующий эффект), но IFN-y теснее связан с системой цитокинов и вносит более существенный вклад в иммунорегуляцию.
Биологическая активность IFN-y реализуется через специфические клеточные рецепторы и внутриклеточный сигнальный протеинкиназный каскад, приводящий к активации соответствующих транскрипционных факторов и транскрипции целого семейства генов, кодирующих факторы резистентности к инфекционным агентам и комплементарные цитокины.
Т-лимфоциты и макрофаги. Важнейшей функцией IFN-y является его участие в опосредовании взаимосвязей между лимфоцитами и макрофагами и в регуляции соотношения клеточной и гуморальной составляющих адаптивного иммунного ответа (рис. 1). IFN-y служит стимулятором макрофагов, способствуя проявлению различных функций этих клеток, включая процессинг и презентацию антигенов, выработку цитокинов, генерацию активных форм кислорода и азота. К цитокинам, продукция которых усиливается под влиянием IFN-y, относятся ИЛ-1 и ИЛ-12 (этот цитокин усиливает синтез IFN-y и диффренцировку Т-хелперов в сторону Тх1).
IFN-y повышает экспрессию антигенов МНС I класса, которые играют важную роль в распознавании чужеродных клеток (вирусинфицированные, опухолевые) CD8+ цитотоксическими Т-лимфоцитами и повышает экспрессию антигенов МНС II класса на антигенпредставляющих клетках.
IFN-y снижает секреторную активность Th2, подавляя синтез IgE, IgG(2,4) и IgA. Одновременно IFN-y усиливает развитие Th1-зависимого адаптивного иммунного ответа. IFN-y вместе со своим антагонистом IL-4 поддерживает баланс Th1/Th2.
Цитотоксические Т-лимфоциты и NK-клетки с помощью IFN-y участвуют в реализации цитотоксического эффекта (противоопухолевая и противовирусная активность). При введении в организм IFN-y активность NK-клеток повышается уже через несколько часов.
Моноциты. IFN-y стимулируют экспрессию высокоаффинного рецептора IL-2 (IL-2R) на мембране моноцитов, повышая их восприимчивость к IL-2. В свою очередь IL-2 при воздействии на моноциты стимулирует их способность уничтожать опухолевые клетки и бактерии. В результате стимуляции IFN-y и IL-2 моноциты вырабатывают большое количество биологически активных веществ и медиаторов воспаления: свободные формы кислорода, H2O2, простагландин Е2, тромбоксан В2, TNF-a (фактор некроза опухоли a).
IFN-y активирует продукцию белков острой фазы воспаления, усиливает экспрессию генов С2 и С4 компонентов системы комплемента.
В-лимфоциты. IFN-y ингибирует В-клеточный ответ на IL-4, подавляет продукцию IgE и экспрессию CD23-антигена. Так, при синдроме гиперпродукции IgE и диффузном нейродермите у человека применяется IFN-y, он угнетает синтез IL-4 и IL-5 T-хелперами. IFN-y является индуктором апоптоза дифференцированных В-клеток, дающих начало аутореактивным клонам. Отменяет супрессивный эффект IL-4 на IL-2-зависимую пролиферацию и генерацию лимфокин-активированных киллеров.
Таким образом, играя важную роль в иммунорегуляции, IFN-y является ключевым цитокином клеточного и ингибитором гуморального адаптивного иммунного ответа.
IFN-y имеет решающее значение для врожденного и адаптивного иммунитета против вирусных, бактериальных и некоторых протозойных инфекций.
Противовирусное действие IFN-y заключается в том, что он блокирует репликацию вирусных ДНК и РНК, синтез вирусных белков и сборку зрелых вирусных частиц (схема).
IFN-y влияет на клеточный иммунный ответ, активируя Th1-клетки, NK-клетки, макрофаги, цитотоксические Т-лимфоциты. Он повышает как неспецифическую резистентность, так и антиген-специфический иммунный ответ. При этом IFN-y вызывает цитотоксическое действие на вирус-инфицированные клетки (рис. 3, 4).
Антибактериальное действие IFN-y заключается в его способности индуцировать активность некоторых ферментов в пораженной клетке, что приводит к нарушению метаболизма и разрушению бактериальной клетки. Кроме того, активированные IFN-y цитотоксические Т-лимфоциты и NK-клети реализуют цитотоксический эффект, а активированные макрофаги продуцируют провоспалительные цитокины, активные формы кислорода и азота, простагландины. Эти факторы способствуют развитию воспалительного процесса, ведущего к гибели бактерий.
Антипролиферативный эффект IFN-y заключается в подавлении роста опухолевых клеток за счет подавления синтеза РНК и протеинов, ингибирования опухолевых ростовых факторов, стимулирующих пролиферацию клеток, замедлении клеточного цикла с переходом в фазу «покоя», восстановлении сдерживающего контроля за пролиферацией, а также за счет активации цитотоксических Т-лимфоцитов и NK-клеток, которые участвуют в реализации цитотоксического эффекта.
Таким образом, все интерфероны представляют собой группу полифункциональных белковых факторов с выраженным противовирусным и противоопухолевым эффектом разной степени. IFN-a обладает самой сильной противовирусной активностью среди всех интерферонов, а IFN-y имеет более выраженную антипролиферативную активность. Все интерфероны обладают иммунорегуляторным действием разной степени выраженности (мак-симальной обладает IFN-y) – повышает активность макрофагов, Т-лимфоцитов и NK-клеток.
ПРОИЗВОДСТВО РЕКОМБИНАНТНЫХ ИНТЕРФЕРОНОВ
Генетическая инженерия является сердцевиной биотехнологии. Она по существу сводится к генетической рекомбинации, т.е. обмену генами между двумя хромосомами. Метод рекомбинации in vitro или генетической инженерии заключается в выделении или синтезе ДНК из отличающихся друг от друга организмов или клеток, получении гибридных молекул ДНК, введении рекомбинантных (гибридных) молекул в живые клетки, создании условий для экспрессии и секреции продуктов, кодируемых генами.
Гены, кодирующие те или иные структуры, или выделяют (клонируют) как таковые (хромосомы, плазмиды), или прицельно выщепляют из этих генетических образований с помощью ферментов рестрикции. Эти ферменты, а их уже известно более тысячи, способны резать ДНК по многим определенным связям, что является важным инструментом генной инженерии. В последнее время обнаружены ферменты, расщепляющие по определенным связям РНК, наподобие рестриктаз ДНК. Эти ферменты названы рибозимами.
Сравнительно небольшие гены могут быть получены с помощью химического синтеза. Для этого вначале расшифровывают число и последовательность аминокислот в белковой молекуле вещества, а затем по этим данным узнают очередность нуклеотидов в гене, поскольку каждой аминокислоте соответствуют три нуклеотида (кодон). С помощью синтезатора создают химическим путем ген, аналогичный природному гену.
Полученный одним из способов целевой ген с помощью ферментов лигаз сшивают с другим геном, который используется в качестве вектора, для встраивания гибридного гена в клетку. Вектором могут служить плазмиды, бактериофаги, вирусы человека, животных и растений.
Экспрессируемый ген (например, ген IFN-y) в виде рекомбинатной ДНК встраивается в бактериальную клетку Е. coli, которая приобретает новое свойство — продуцировать несвойственное этой клетке вещество (IFN-y), кодируемое экспрессируемым геном (рис. ниже).
В качестве реципиентов экспрессируемого гена чаще всего используют Е. coli, В. subtilis, псевдомонады, нетифоидные серовары сальмонелл, дрожжи, вирусы.
Методом генной инженерии созданы сотни препаратов медицинского и ветеринарного назначения, получены рекомбинантные штаммы-суперпродуценты, многие из которых нашли практическое применение. Уже используются в медицине полученные методом генной инженерии вакцины против гепатита В, интерлейкины-1, 2, 3, 6, инсулин, гормоны роста, интерфероны a, b, у, фактор некроза опухолей, пептиды тимуса, миелолептиды, тканевый активатор плазминогена, эритропоэтин, антигены ВИЧ, фактор свертывания крови, моноклональные антитела и многие антигены для диагностических целей.
Одними из ключевых компонентов иммунного ответа являются Интерлейкин-2 (IL-2), Интерферон гамма (IFN-y) и Интерферон альфа (IFN-a). На их основе были созданы различные цитокиновые рекомбинантные препараты, которые нашли широкое применение в гуманной и ветеринарной медицине, в том числе:
ПРЕПАРАТЫ ИНТЕРФЕРОНОВ
Препараты интерферонов составляют отдельную группу противовирусных средств. Они были созданы на основе расшифровки биохимического строения природных IFN, которые вырабатываются многими клетками крови. IFN представляют собой группу низкомолекулярных пептидов, обладающих противовирусной, иммуномоделирующей и антипролиферативной активностью.
РЕКОФЕРОН® ГАММА – рекомбинантный интерферон гамма (IFN-y), обладает выраженной противовирусной эффективностью, относится к иммуномодуляторам.
IFN-y является регуляторным цитокином, продуцентом которого являются естественные киллерные клетки, CD4, Th1 клетки и CD8 цитотоксические супрессорные клетки. Рецепторы к интерферону гамма имеют макрофаги, нейтрофилы, естественные киллерные клетки, цитотоксические Т-лимфоциты. IFN-y активирует эффекторные функции этих клеток, в частности их микробицидностъ, цитотоксичность, продукцию цитокинов, супероксидных и нитрооксидных радикалов. IFN-y блокирует репликацию вирусных ДНК и РНК, синтез вирусных белков и сборку зрелых вирусных частиц. При этом вызывает цитотоксическое действие на вирус-инфицированные клетки.
Ингибирует В-клеточный ответ на интерлейкин-4, подавляет продукцию IgE и экспрессию CD23-антигена. Является индуктором апоптоза дифференцированных В-клеток, дающих начало аутореактивным клонам. Отменяет супрессивный эффект интерлейкина-4 на интерлейкин-2-зависимую пролиферацию и генерацию лимфокин активированных киллеров. Активирует продукцию белков острой фазы воспаления, усиливает экспрессию генов С2 и С4 компонентов системы комплемента.
Антипролиферативный эффект IFN-y заключается в подавлении роста клеток за счет подавления синтеза РНК и протеинов, а также ингибирования ростовых факторов стимулирующих пролиферацию клеток.