Основы и перспективы антивирусной терапии и вакцинопрофилактики

§ 1. Антивирусные препараты.

Первым противовирусным препаратом был тиосемикарбазон, антивирусное действие которого описал Г. Домагк (1946 г.). В настоящее время арсенал противовирусных средств значительно увеличился.

Классификация антивирусных препаратов по механизму действия.

1. Ингибиторы прикрепления вирусов к клеткам.

Поверхностно-активные соединения и детергенты. К ним относятся эфир, этиловый спирт, детергенты и др., которые растворяют гликолипидные суперкапсиды вирионов, содержащие вирусные адгезины. Утрата адгезинов не позволяет вирионам сложных вирусов фиксироваться к клеткам-мишеням. Препараты данной группы применяются как антисептики.

Специфические блокаторы вирусных адгезинов. К этой группе относятся специфические противовирусные иммуноглобулины (противокоревой, антирабический, противогриппозный и др.). Иммуноглобулины взаимодействуют только с вирусами находящимися вне клетки, внутрь клетки иммуноглобулины не проникают.

Неспецифические ингибиторы вирусных адгезинов. В эту группу входят: 1) занамавир, инактивирующий нейраминидазу ортомиксо- и парамиксовирусов; 2) зинтевир, подавляющий проникновение в клетку вирусов иммунодефицита человека.

Блокаторы клеточных рецепторов. Представитель группы – растворимый ICAM. Используется для лечения риновирусной инфекции.

Ингибиторы вирусных ионных каналов М₂. Представитель группы – амантадин. Применяется для лечения гриппа А и профилактики клещевого энцефалита.

2. Ингибиторы дезинтеграции вирусов.

Препараты, связывающие капсид и ингибирующие раздевание. Представитель группы – плеконарил. Используется для лечения энтеровирусных простудных заболеваний.

3. Активаторы клеточных ферментов, разрушающих вирусные РНК и белки. Препараты этой группы стимулируют образование вирусинфицированными клетками ферментов, которые разрушают информационные РНК как РНК-, так и ДНК-вирусов, а также ферменты, разрушающие вирусные белки.

Экзогенные интерфероны. К ним относятся генно-инженерные рекомбинантные человеческие интерфероны: реаферон, лаферон и др., которые вводятся в организм в готовом виде. Интерфероны оказывают противовирусное и иммуностимулирующее действие. Противовирусный эффект интерферонов связан с индукцией в вирусинфицированной клетке ферментов рибонуклеазы, разрушающей вирусные иРНК, и протеинкиназы, инактивирующей вирусоспецифические белки. Интерфероны, прикрепляясь к интерфероновым рецепторам на поверхности вирусинфицированных клеток, являются мишенями для атаки этих клеток натуральными киллерами.

Индукторы продукции эндогенного интерферона. К ним относятся, например, мефинаминовая кислота и амизон. Эти препараты стимулируют клетки к самостоятельной выработке собственных интерферонов, механизм противовирусного действия которых аналогичен таковому для экзогенных интерферонов.

4. Ингибиторы вирусных ферментов.Наиболее многочисленная группа антивирусных препаратов, оказывающих действие на разные вирусоспецифические ферменты.

Ингибиторы вирусных ДНК- и РНК-полимераз (транскриптаз). Вирусные транскриптазы участвуют в транскрипции вирусных геномов. Подавление активности транскриптаз прекращает размножение вирусов.

Ингибиторы ДНК-полимераз. К ним относятся лубунавир, цидофовир, ганцикловир,используемые при лечении ВИЧ-инфекции. Фосковир применяют при герпетической инфекции.

Ингибиторы РНК-транскриптаз. Используются для лечения заболеваний, вызванных парамиксовирусами. Представитель группы – рибовирин.

Ингибиторы обратной транскриптазы (РНК-зависимой ДНК-полимеразы). Используются при лечении больных ВИЧ-инфекцией. К данной группе относятся азидотимидин, зидовудин, ретровир.

Ингибиторы вирусных протеаз. Протеазы вирусов участвуют в раздевании вирионов, нарезании гигантских белковых полипептидов на отдельные белковые молекулы, регулируют функции вирусных генов и пр. К ингибиторам вирусных протеаз относятся ритиновир, индинавир, ампренавир, которые используются для лечения больных ВИЧ-инфекцией.

Ингибиторы синтеза и созревания вирусных нуклеиновых кислот. Блокируют синтез вирусных ДНК и РНК, путем инактивации вирусных ферментов, не относящихся к полимеразам.

Ингибиторы синтеза ДНК-вирусов. Представитель группы – аденинарабинозид; применяется для лечения герпесвирусной инфекции.

Ингибиторы сплайсинга (сшивания). Представитель группы – GEM132. Используется для лечения цитомегаловирусной инфекции.

Ингибиторы процессинга ДНК. Представитель группы – GW275175X. Используется для лечения цитомегаловирусной инфекции.

Ингибиторы рибонуклеотидной редуктазы. Представитель группы – ацикловир (зовиракс); используется для лечения герпесвирусной инфекции.

Ингибиторы геликазы и праймазы. Геликаза участвует в спирализации ДНК; праймаза – фермент, участвующий в начале синтеза ДНК. Представитель группы – BILS45BS. Применяется в лечении ВИЧ-инфекции.

Ингибиторы тимидинкиназы. Представитель группы – HBPG. Используется для лечения ВИЧ-инфекции.

Ингибиторы интегразы. Блокируют активность вирусного фермента интегразы, который участвует во встраивании вирусной ДНК в геном клетки-хозяина. Представитель группы – зинтевир; используется для лечения ВИЧ-инфекции.

5. Ингибиторы комплекса Гольджи.

Циклоксолин. Используется для лечения реовирусной инфекции. Является монезиноподобным ингибитором комплекса Гольджи. Действие препарата многофакторное. Циклоксолин угнетает сборку вирионов на комплексе Гольджи.

6. Ингибиторы митоза вирусинфицированных клеток. Представителями данной группы являются 5-фтор-урацил и кондилюкс, которые используются для лечения заболеваний, вызванных папиллома- и полиомавирусами. При лечении хронических активных гепатитов, вызванных вирусами гепатитов В, Д и С, применяется азотиоприн.

§ 2. Вирусные векторы и генотерапия.

Векторы – это репликоны (самореплицирующиеся генетические структуры), способные включать в себя и переносить чужеродные гены в организм реципиента. В качестве векторов наиболее часто используются канонические вирусы (адено-, покс-, бакуло-, герпес-, ретро-, прикорна-, ортомиксо-, рабдо-, тогавирусы) и реже – бактериальные плазмиды.

Вирусные векторы применяются для изучения генной регуляции, процессинга мРНК, экспресии биологически активных белков, иммунобиологии специфических патогенов, а также для создания рекомбинантных вакцин, лечения рака и генетических болезней человека. Конструирование вирусных векторов и их перенос в организм реципиента включает следующие этапы: 1) внесение интересующего гена в геном вируса; 2) трансфекция рекомбинантного вирусного генома в чувствительные упаковывающие вирусы клетки; 3) сбор культуральной среды упаковывающих клеток, в которой содержатся вирионы вируса-вектора; 4) трансдукция интересующего гена в составе вектора клетки-мишени организма человека.

Вирусные векторы подразделяются на хелпер-зависимые и хелпер-независимые. Хелпер-независимые векторы содержат полный вирусный геном с одним или несколькими транспозируемыми генами (трансгены), и не нуждаются для своей репликации в вирусе-помощнике. Хелпер-зависимые векторы, наряду с трансгенами, содержат только последовательности, необходимые для репликации и упаковки, а все остальные функции выполняют вирусы-помощники.

В зависимости от биологических особенностей вирусов-векторов, они могут инфицировать либо покоящиеся, либо делящиеся клетки.

Вирусные векторы используются для генотерапии. Генотерапия – это перенос и экспрессия в клетках пациентов нормальных генов с целью восполнения дефицита функции гена, вызванного мутациями или полным отсутствием этого гена в случае моногенных заболеваний; а в случае онкологических заболеваний – введение в злокачественные клетки больного генов, увеличивающих их иммуногенность или сообщающих им чувствительность к химиотерапевтическим агентам. В случаях полигенных заболеваний в клетки больного вводят гены, кодирующие белки, способные приостановить развитие патологического процесса.

Генотерапия с использованием вирусных векторов применяется для лечения ряда патологий.

Комбинированный иммунодефицит, вызванный недостаточностью аденозиндезаминазы. Ген, кодирующий этот фермент, в составе ретровирусного вектора вводится в изолированные лимфоциты, которые затем размножают in vitro и возвращают в организм пациента.

Семейная гиперхолестеринемия, вызванная дефектами в белке-рецепторе липопротеинов низкой плотности. Лечение включает получение клеток печени больного, введение в них ретровирусного вектора с нормальным геном рецептора и возвращение трансдуцированных гепатоцитов непосредственно в печень пациента.

Онкологические заболевания. Для генотерапии рака используют несколько подходов. Один из них заключается в том, что гены апоптоза FAS и FASL в составе аденовирусных векторов вводятся в опухолевые клетки. Экспрессия продуктов этих генов стимулирует Т-клеточный иммунный ответ, что ведет к гибели опухолевых клеток. Другой подход состоит во внесении в составе поксвирусного вектора гена CD₈₀. Продукт гена увеличивает узнавание Т-киллерами раковых клеток. Третий подход состоит во введении в составе векторов в опухолевые клетки генов, которые переводят неактивные формы химиопрепаратов в активные, что усиливает гибель трансформированных клеток. Противоположный подход – введение в здоровые клетки генов, сообщающих им устойчивость к токсическим, химиотерапевтическим препаратам, используемым в терапии онкологических заболеваний.

Ишемическая болезнь сердца. Аденовирусный вектор, содержащий ген, кодирующий фактор роста сосудистого эндотелия, используется для помощи в росте новых сосудов ишемизированного сердца. Другие векторы используются для предотвращения закрытия сосудов, вновь открытых при ангиопластике.

Аутоиммунные заболевания (ревматоидный артрит, рассеянный склероз). Предусматривается введение терапевтических генов в лимфоциты, специфические к аутоантигену. Это достигается стимуляцией лимфоцитов, выделенных из селезенки, соответствующим антигеном (для ревматоидного артрита – это коллаген, для рассеянного склероза - миелин). Подобная процедура приводит к пролиферации только сенсибилизированных лимфоцитов, в которые и осуществляется перенос терапевтических генов.

Вирусные векторы нашли применение в качестве вакцин.