Интерфероны. Роль в патогенезе и место в схеме терапии острых респираторных вирусных инфекций в сезон пандемии COVID-19. Всероссийская конференция с международным участием

Острые респираторные инфекции (ОРИ) занимают одно из ведущих мест в структуре инфекционной патологии у детей. Это обусловлено прежде всего высокой распространенностью ОРИ, гетерогенностью возбудителей, изменчивостью их антигенной структуры, высокой вирулентностью и контагиозностью, воздушно-капельным и контактным путем передачи инфекции, нестойким и недлительным иммунитетом, разнообразием серотипов возбудителей ОРИ. Кроме того, ОРИ характеризуются отсутствием перекрестного иммунитета, что способствует формированию рекуррентной патологии, особенно у детей раннего возраста, развитию транзиторных иммунодефицитных состояний, приводящих к задержке физического и нервно-психического развития. Распространенность ОРИ в педиатрической популяции объясняется также возрастными особенностями системы иммунитета, особенно у детей первых шести лет жизни.

В 90% случаев возбудителями ОРИ у детей являются вирусы. На текущий момент изучено около 1500 вирусов, из которых свыше 800 вызывают различные заболевания – от местных до генерализованных форм. Не менее половины этих вирусов убиквитарны, то есть распространены практически повсеместно.

В распознавании вирусной нуклеиновой кислоты принимают участие Toll-, RIG-I-, NOD-подобные, лектиноподобные рецепторы типа С, а также цитоплазматические рецепторы.

Процесс проникновения вирусов в клетку может происходить путем:

• взаимодействия со специфическими мембранными рецепторами внутриклеточных эндосом (рецепторный эндоцитоз);
• фагоцитоза после взаимодействия с неспецифическими лектиновыми рецепторами;
• формирования иммунного комплекса вируса с предсуществующими антителами с последующим взаимодействием с мембранными Fc-рецепторами.

После связывания вирусных нуклеиновых кислот с эндосомальными Toll-like-рецепторами (TLR) в ядре клетки происходит экспрессия более 1000 транскрипционных факторов, управляющих врожденными и адаптивными иммунными реакциями.

Интерфероны (ИФН) – основные представители системы врожденного иммунитета, отвечающие за противовирусную защиту. Это гликопротеиды (низкомолекулярные белки), синтезируемые практически всеми клетками организма в процессе защитной реакции в ответ на вторжение чужеродных агентов – вирусов и бактерий.

Способностью к продукции ИФН 1-го типа обладает большая часть клеток и тканей организма, а при вирусной инфекции – все инфицированные ядросодержащие клетки. Однако основным источником ИФН являются плазмоцитоидные дендритные клетки, производящие тысячекратно более высокие уровни ИФН 1-го типа по сравнению с другими клетками. ИФН относятся к видо- и тканеспецифическим цитокинам, действуют на всех этапах репродукции вируса, характеризуются антивирусной активностью в отношении большинства ДНК/РНК-содержащих вирусов. Они воздействуют на вирусы независимо от таксономического профиля. При этом выраженность ИФН-ответа прямо пропорциональна заражающей дозе. Кроме того, ИФН свойствен дистанционный характер действия, они нечувствительны к антителам против вирусов, индуцирующих их.

ИФН подразделяют на три типа в зависимости от клеток, в которых они образуются, рецепторов, с которыми взаимодействуют, и механизмов, которые запускают в клетках. На сегодняшний день наиболее изученным и многочисленным считается 1-й тип ИФН, включающий различные подтипы ИФН-альфа, ИФН-бета и др. При этом ИФН-бета действует местно, в точке проникновения вирусов в слизистую оболочку органов дыхания, а ИФН-альфа, распространяясь с током крови, защищает также отдаленные органы и системы от возбудителей вирусных инфекций. Основными индукторами синтеза ИФН 1-го типа служат вирусы – РНК- и ДНК-геномные одно- и двухспиральные вирусы, а также липополисахариды бактерий.

В свою очередь ИФН 2-го типа представлены двумя подтипами ИФН-гамма (гамма-1а и гамма-2а). Они характеризуются иммуномодулирующим и антипролиферативным эффектом, а также слабовыраженным противовирусным действием. ИФН 2-го типа синтезируют только определенные клетки организма.

К 3-му типу относится группа ИФН-лямбда, которые начали изучать лишь в начале XXI в. Предположительно они обладают выраженным противовирусным эффектом.

Таким образом, наиболее доказанным выраженным противовирусным эффектом характеризуются ИФН 1-го типа. Будучи плейотропными цитокинами, ИФН 1-го типа оказывают иммуномодулирующее действие, могут активировать работу многих факторов врожденного и приобретенного противовирусного иммунитета. Важно, что ИФН 1-го типа активируют цитотоксичность клеток естественных киллеров, способных лизировать инфицированные вирусом клетки организма. Они повышают функциональную активность цитотоксических Т-лимфоцитов для антиген-специфического лизиса вирус-инфицированных клеток-мишеней.

ИФН-зависимые ферменты также играют важную роль в противовирусной защите. Наиболее изучена 2'-5'-олигоаденилатсинтетаза, которая разрушает спирали РНК, предотвращает считывание чужеродной генетической информации, что приводит к деградации вирусной РНК и апоптозу только вирус-инфицированных клеток. Протеинкиназа R контролирует процессы транскрипции и трансляции вирусных нуклеиновых кислот, подавляет вирусную репликацию внутри клетки. M-белки ингибируют транскрипцию вирусных белков. ИФН-зависимые ферменты контролируют практически все этапы репродукции вирусов независимо от таксономического профиля – от проникновения в клетку до выхода из нее новых вирусных частиц, особенно эффективно на стадии транскрипции, трансляции и сборки. Как следствие, клетка переходит в состояние невосприимчивости к вирусной инфекции.

Как известно, процесс синтеза ИФН начинается через 30–40 минут, достигает максимума в течение двух часов после контаминации слизистой оболочки возбудителями вирусных инфекций. Эффект сохраняется в течение двух-трех дней после первого включения. Затем синтез ИФН постепенно снижается. Депо ИФН в организме отсутствует, ИФН синтезируются в организме постоянно, но в незначительном количестве – всего 2–4 МЕ/мл. Тем не менее такой концентрации достаточно для проявления биологического эффекта. После заражения организма возбудителями вирусной инфекции или другими чужеродными генетическими продуктами происходит активация синтеза ИФН.

Активность ИФН в организме строго регламентирована механизмами быстрого эндоцитоза ИФН-рецепторов с их последующей лизосомальной деградацией, что делает невозможным длительное существование ИФН в высоких концентрациях в организме.

Как уже отмечалось, система ИФН начинает действовать в первые часы после заражения в так называемой первой острой репродуктивной стадии вирусной инфекции. Вирус и клетки на этой стадии взаимодействуют при участии собственно ИФН, цитотоксических Т-лимфоцитов, естественных клеток-киллеров, макрофагов, которые могут распознавать вирусы через паттерн-распознающие рецепторы, идентифицировать их и рекрутировать в очаг воспаления большое количество эффекторных клеток, что не всегда сопровождается гибелью клеток. Развивается латентная, или бессимптомная, вирусная инфекция.

Дальнейшая экспрессия вируса и образование новых вирионов приводят к активации клеточного и гуморального иммунитета, а также синтезу вирус-специфических антител. Стадия латентной инфекции переходит в персистирующую, появляются первые клинические симптомы болезни. На этой стадии синтезируются иммуноглобулины классов А, М, G, которые можно определить с помощью лабораторных тестов.

Процесс синтеза ИФН в организме имеет возрастные особенности. Так, у плода на четвертой-пятой неделе гестации определяют первые ранние ИФН, к 10–11-й неделе они достигают более высоких значений, а на 20-й неделе гестации практически все клетки и ткани организма плода синтезируют ИФН 1-го типа. Однако они отличаются от постнатальных ИФН слабовыраженной противовирусной, антипролиферативной, иммуномодулирующей активностью. Поэтому чем раньше рождается ребенок, тем он менее защищен от возбудителей вирусных инфекций.

В постнатальном периоде у детей в возрасте от одного месяца до одного года способность к продукции ИФН клетками периферической крови снижена в девять раз, а в возрасте от года до трех лет – в шесть раз по сравнению со взрослыми. Только к восьми годам система ИФН достигает активности взрослого человека. При повторных (рекуррентных) инфекциях, перенесенной тяжелой вирусной инфекции у детей раннего возраста может развиться функциональная неполноценность системы ИФН – ее истощение, транзиторная иммуносупрессия, которая может стать причиной присоединения бактериальной инфекции, формирования осложнений и повторного заражения вирусами.

Максимальная недостаточность синтеза ИФН с очень низким уровнем последнего выявляется у пациентов с ОРИ и бронхиальной астмой, поллинозом, аллергическим ринитом.

В настоящее время ученые активно изучают структуру вируса SARS-CoV-2. Установлено, что его капсид покрыт большим количеством антигенных детерминант. Спайк (S) протеин не только придает вириону форму солнечной короны, но и является антигеном, взаимодействующим непосредственно с рецепторами на поверхности органов дыхания. Он имеет цитоплазматический, трансмембранный эктодомен. При этом S-протеин SARS-CoV-2 распознает в качестве своего рецептора протеин ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2) – цинк-зависимую пептидазу ренин-ангиотензиновой системы (РАС).

Входными воротами для SARS-CoV-2 служит эпителий дыхательных путей, клетки которого высоко экспрессируют основной рецептор входа АПФ2, являющийся мощным ингибитором активности РАС. Однако вирус SARS-CoV-2 использует рецептор АПФ2 для связывания с клетками-мишенями хозяина в тот момент, когда данный рецептор находится в неактивном состоянии.

Для эффективного проникновения вируса в клетку необходимо наличие «помощника» – трансмембранной сериновой протеазы 2 (TMPRSS2), под действием которой происходит активация вирусного S-типа, его расщепление.

Исследования последних месяцев показали, что вирус SARS-CoV-2 способен проникать в клетки не только путем взаимодействия с АПФ2-рецептором, но и через взаимодействие с антигеном мембраны клетки-мишени – белком CD147 (базигином), с полисахаридами бактерий легочного микробиома, через механизмы блокирования гемоглобина, связывания порфирина и ингибирования синтеза гема. Кроме того, белки SARS-CoV-2 связываются с лектинами иммунных клеток С-типа, а также шаперонным белком митохондрий человека Tom-70, что делает данный вирус более способным к инвазии в клетки организма человека и создает определенные трудности при лечении и разработке вакцин.

В отличие от других вирусов в распознавании SARS-CoV-2 участвуют TLR 2, 3, 4, которые инициируют в зараженной вирусами клетке продукцию многочисленных провоспалительных цитокинов. На ранних стадиях SARS-CoV-2 подавляет синтез ИФН. Вирус SARS-CoV-2 блокирует проведение сигнала непосредственно от ИФН-рецепторов на поверхности клетки путем подавления фосфорилирования транскрипционного фактора STAT1, в результате чего запуска в ядре клетки ИФН-связанных генов не происходит и противовирусные факторы в клетке не синтезируются. SARS-CoV-2 тормозит выработку собственного ИФН и запускает иммунитет в направлении развития «цитокинового шторма» на ранних этапах заболевания. Дисбаланс противовирусного и провоспалительного ответа – один из ключевых механизмов патогенеза COVID-19.

Лекарственные препараты интерферонов подразделяют на четыре группы: лейкоцитарные, лимфобластоидные, рекомбинантные и пегилированные. В педиатрической практике широко используют рекомбинантные препараты ИФН. Их получают из культуры клеток бактерий или грибов со специально внедренным в них участком человеческого гена. Генно-инженерные технологии позволяют выращивать в производственных условиях рекомбинантные штаммы бактерий, синтезирующих рекомбинантные ИФН. Рекомбинантные ИФН безопасны с точки зрения заражения заболеваниями, передающимися через кровь. В них полностью отсутствуют человеческие вирусы-контаминанты.

К основным представителям рекомбинантных ИФН, имеющих самую высокую доказательную базу эффективности, относится препарат ВИФЕРОН®. В его состав входят ИФН-альфа-2b человеческий рекомбинантный, антиоксиданты – витамины E и C. Антиоксиданты не только уменьшают выраженность процессов перекисного окисления липидов в очаге воспаления, но и способствуют синтезу эндогенных ИФН.

ВИФЕРОН® выпускается в виде системных (суппозитории ректальные с различной дозировкой) и местных форм (гель/мазь).

Эффективность препарата ВИФЕРОН® при ОРИ доказана в многочисленных исследованиях с участием детей и взрослых. Препарат указан в перечне жизненно необходимых лекарственных средств, методических рекомендациях по лечению вирусных инфекций, в том числе в педиатрической практике.

Сегодня препарат ВИФЕРОН® является единственным рекомбинантным ИФН, разрешенным к применению в монорежиме и составе комбинированной терапии при вирусных и бактериальных инфекциях у недоношенных с гестационным возрастом менее 34 недель. ВИФЕРОН® используется у новорожденных, детей всех возрастов, взрослых, а также беременных начиная с 14-й недели гестации.

Местные формы препарата ВИФЕРОН® – мазь/гель характеризуются не только выраженным местным противовирусным и провоспалительным эффектом, но и системным действием. Гель ВИФЕРОН® – лекарственная форма на водной основе, в состав которой входят липидные компоненты, позволяющие преодолевать эпителиальный барьер. Эта форма препарата считается более физиологичной для слизистых оболочек, обладает пролонгированным действием. Мазь ВИФЕРОН® – лекарственная форма на жировой липидной основе, предназначенная для местного применения.

Эффективность местных форм препарата ВИФЕРОН® обеспечивается наличием липофильной основы и переносчика. Так, альфа-токоферола ацетат (витамин Е) легко проникает через эпителиальный барьер за счет своей липофильности, а также является активным химическим переносчиком вещества в кровоток. В свою очередь ланолин безводный, вазелин усиливают диффузионную способность лекарственного вещества, а также демонстрируют липофильные свойства.

В последнее время знания о патогенезе и терапии коронавирусной инфекции значительно расширились. Сегодня известно, что вируc SARS-CoV-2 более чувствителен к действию ИФН, чем его предшественники. ИФН 1-го типа дозозависимо увеличивают экспрессию АПФ2-рецептора. Причем они активируют неактивные АПФ2-рецепторы, предотвращая присоединение вируса к рецептору и его проникновение в клетку. У тяжелых больных определяется очень низкий уровень ИФН или отсутствие ИФН. Дефицит ИФН 1-го типа свидетельствует о тяжелой форме COVID-19. Кроме того, вирус SARS-CoV-2 обладает выраженными механизмами пассивной и активной эвазии. У пациентов с хронической соматической патологией, гематологическими, онкологическими заболеваниями быстро развивается вторая стадия заболевания, сопровождающаяся избыточным накоплением провоспалительных цитокинов. В многочисленных исследованиях показано, что ИФН эффективны как при лечении, так и профилактике коронавирусной инфекции. Использовать препараты ИФН, причем в высоких дозах, необходимо в комплексной терапии на ранних стадиях COVID-19.

Согласно временным методическим рекомендациям по профилактике, диагностике и лечению новой коронавирусной инфекции COVID-19 от 8 февраля 2021 г., рекомбинантные ИФН-альфа, в частности препарат ВИФЕРОН®, можно использовать в комплексном лечении коронавирусной инфекции легкого, среднетяжелого течения на амбулаторном и тяжелого течения на стационарном этапе у детей и взрослых.

В нашей стране в 2020 г. были проведены сравнительные контро­лируемые рандомизированные исследования эффективности и безопасности комплексной терапии препаратом ВИФЕРОН® (суппозитории ректальные и гель для наружного и местного применения) у детей в возрасте от года до 17 лет со среднетяжелой формой коронавирусной инфекции. Пациенты были разделены на две возрастные группы: 1–7 и 8–17 лет. Внутри каждой группы пациенты были распределены на группы в зависимости от получаемой терапии. Дети основной группы получали общепринятую терапию и препарат ВИФЕРОН®, дети контрольной группы – только общепринятую терапию. Детям в возрасте от года до семи лет назначали ВИФЕРОН® в форме ректальных суппозиториев 1 000 000 МЕ по одному суппозиторию два раза в сутки и ВИФЕРОН® гель для наружного и местного применения – наносили на слизистую оболочку носовых ходов полоску длиной 0,5 см (4000 МЕ) пять раз в сутки. Дети в возрасте от восьми до 17 лет применяли препарат ВИФЕРОН® в форме ректальных суппозиториев 3 000 000 МЕ по одному суппозиторию два раза в сутки и ВИФЕРОН® гель для наружного и местного применения – наносили на слизистую оболочку носовых ходов полоску длиной 0,5 см (4000 МЕ) пять раз в сутки.

Результаты проведенных исследований продемонстрировали, что в отличие от детей контрольной группы у детей, получавших терапию с применением препарата ВИФЕРОН®, быстрее купировались основные симптомы заболевания (в среднем на четыре дня), диарейный синдром, быстрее происходила элиминация вируса SARS-CoV-2 в отделяемом из носоглотки (в 2,5 раза) и образцах кала. Кроме того, в группах препарата ВИФЕРОН® уровни С-реактивного белка, D-димера, интерлейкина 6 были значимо ниже, чем у больных, получавших только общепринятую терапию. В ходе наблюдений не зафиксировано отрицательных эффектов от терапии препаратом ВИФЕРОН®.

Таким образом, ИФН играют важнейшую роль в защите организма от вирусной инфекции. При этом они синтезируются уже через 30–40 минут после контаминации слизистой оболочки возбудителями вирусных инфекций. Действие ИФН направлено не только на уничтожение вирусов, но и на перевод здоровых клеток в противовирусный статус. Именно эти клетки отграничивают очаг воспаления от здоровых тканей. ИФН признаны основными противовирусными средствами, особенно у детей первых трех лет жизни. ИФН действуют на все вирусы независимо от таксономического профиля и на всех этапах репродукции вирусов. Инфекция COVID-19 характеризуется механизмами, приводящими к раннему блокированию синтеза ИФН и быстрому развитию «цитокинового шторма», что требует назначения препаратов ИФН как в профилактических, так и лечебных целях.