Интерферон
Полвека назад были открыт интерферон (ИФН) – первое противовирусное вещество, первый и наиболее детально изученный цитокин, первый биологически активный препарат, обладающий универсально широким диапазоном эффектов.
Изучение ИФН претерпело стремительную эволюцию от простого экспериментального наблюдения до научного объяснения и последующего познания нового феномена, завершившегося созданием весьма представительного поколения медицинских препаратов, которые широко применяются сейчас при инфекционных заболеваниях, в онкологии, неврологии, офтальмологии, дерматологии и т.д.
За прошедшие 50 лет накоплена обширная информация о физико-химических и биологических свойствах ИФН, изучена локализация интерфероновых и регуляторных генов в клетках, определены нуклеотидная и белковая последовательности всех основных типов и субтипов ИФН и в основном установлены роль и место ИФН в норме и при различных видах патологии. Именно ИФН оказались первыми функционально активными белками эукариотов, созданных в середине 80-х годов с помощью генной инженерии. Это решило проблему производства интерферонов в необходимых для здравоохранения количествах и стало поворотным событием в биологии и медицине, ознаменовавшим первый этап создания нового поколения биопрепаратов.
Многообразие физиологических функций ИФН указывает на их контрольно-регулирующую роль в сохранении гомеостаза. Система ИФН относится к числу быстрореагирующих и является одной из важнейших составляющих естественного (врожденного) иммунитета.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ИНТЕРФЕРОНОВ.
Интерфероны (ИФН) представляют собой наиболее изученную группу цитокинов (медиаторов иммунитета). Они закодированы в геноме клеток позвоночных и представлены семейством белков, обладающих противовирусной, иммуномодулирующей, антипролиферативной и другими видами биологической активности.
Интерфероны относятся к полифункциональным биорегуляторам и гомеостатическим агентам. Система ИФН относится к числу быстрореагирующих и их образование и действие можно рассматривать как важнейший механизм врожденного (естественного) иммунитета, играющий одну из ключевых ролей в провоспалительном и противовоспалительном каскаде цитокинов. Многообразие физиологических функций ИФН указывает на их контрольно-регулирующую роль в сохранении гомеостаза.
Функционирование системы ИФН складывается из строго следующих друг за другом этапов, представляющих своеобразную цепную реакцию организма в ответ на внедрение чужеродной информации. В настоящее время полностью расшифрована сигнальная система клеток, обеспечивающая передачу сигнала с рецепторов ИФН в клеточное ядро и геном с активацией семейства генов, необходимым для формирования клеточной защиты от вирусных и бактериальных инфекций.
Функционирование системы интерферонов.
Схематично можно выделить четыре основных звена данной цепочки:
- Индукция или "включение" системы, приводящей к дерепрессии генов ИФН, транскрипции их информационных РНК с их последующей трансляцией. Индукция достаточно быстрый этап взаимодействия внешних сигналов с клеткой. Сигнальная система передачи организована таким образом, что уже через 30-40 мин. регистрируются признаки ответа клеточного генома.
- Продукция - синтез клетками ИФН альфа-, бета-, гамма- и других типов и секреция их в окружающую среду. Продукция ИФН наблюдается сразу после завершения стадии индукции. Уже через 2-3 часа в периферической крови наблюдается накопление функционально активных молекул ИФН. Через 6-8 час. концентрация ИФН в периферической крови достигает максимума.
- Действие - защита окружающих клеток от чужеродной информации (вирусы, бактерии и т.д.) вновь образованными ИФН. При большинстве инфекций ключевую роль играет генерализованный ответ организма на инфекционный агент. Важная функция в генерализованном ответе принадлежит дендритным клеткам. В том случае, когда дендритные клетки эффективно отвечают на соответствующий стимул, концентрация ИФН в периферической крови достигает того уровня, при котором обеспечивается высокий уровень защиты от вирусной инфекции.
- Эффекты - антивирусный, иммуномодулирующий, антитуморогенный, радиопротективный сильно дифференцированы и имеют особенности проявления. В частности, при инфекционных процессах важен быстрый ответ и противостояние механизмам подавления регуляции синтеза ИФН вирус-специфическими белками. В механизмах противоопухолевой активности ИФН принципиальное значение имеет специфическая активация цитотоксических Т-лимфоцитов. Главенствующую роль в этот играет ИНФ-γ и распознавание этими клетками опухоле-специфических антигенов.
Наряду с противовирусной активностью интерфероны проявляют антипролиферативный и иммуномодулирующий эффекты, оказывая воздействие на рост и дифференцировку клеток организма.
Всего же к настоящему времени описано более 100 разнообразных эффектов ИФН, которые и определяют медицинскую значимость препаратов ИФН. Основные биологические эффекты интерферонов указаны ниже:
- Подавление размножения внутриклеточных инфекционных агентов вирусной и невирусной природы (хламидии, риккетсии, бактерии, простейшие)
- Антипролиферативная активность
- Антитуморогенный эффект
- Антимутагенный эффект
- Антитоксическое действие
- Радиопротективный эффект
- Регуляция продукции антител
- Стимуляция макрофагов, усиление фагоцитоза
- Усиление цитотоксического действия сенсибилизированных лимфоцитов, направленного на клетки-мишени
- Активация естественных киллерных клеток
- Стимуляция высвобождения гистамина базофилами
- Индукция синтеза простагландинов
Опыт почти 40-летнего использования ИФН доказал их несомненную терапевтическую эффективность, что позволяет теперь объективно оценить основные достоинства и недостатки этих препаратов. При этом следует исходить из трех основных составляющих действия ИФН, которые лежат в основе их медицинского применения:
- 1 – интерфероны (особенно 1 типа) играют ведущую роль в сохранении гомеостаза, защищая организм от вирусов и других внутриклеточных паразитов, т.к. обладают уникальной способностью подавлять экспрессию чужеродной информации;
- 2 – не менее важна способность ИФН регулировать деление клеток, которая лежит в основе их антипролиферативных, в первую очередь, антитуморогенных эффектов;
- 3 – выраженная иммуномодулирующая активность ИФН (в первую очередь ИФН-) позволяет рассматривать их в качестве важного компонента иммунотерапии.
Наиболее широко ИФН используются при вирусных инфекциях. В первую очередь это различные герпетические поражения (кератиты и кератоконъюнктивиты, герпес гениталий, опоясывающий лишай), острые и хронические вирусные гепатиты, грипп и другие ОРВИ.
Менее изучена, хотя и установлена, эффективность ИФН при ВИЧ-инфекции, папилломавирусных инфекциях (остроконечные кондиломы, ювенильный папилломатоз гортани, бородавки и др.), кори, эпидемическом паротите и бешенстве. К этому перечню следует добавить вирусные осложнения при пересадке органов с применением иммунодепрессантов, гнойно-септические заболевания новорожденных, постнатально приобретенные хронические цитомегаловирусные инфекции, псориаз, рассеянный склероз и, наконец, различные бактериальные заболевания (хламидиозы, легионеллезы, риккетсиозы).
К настоящему времени накоплена обширная информация о применении ИФН при различных онкологических заболеваниях. Достоверно установлена высокая эффективность (70% и более) при В- клеточных и Т- клеточных злокачественных новообразованиях крови (лейкемии, лимфомы, миеломы, тромбоцитопении и др.). Достаточно высокий эффект интерферонотерапии (30-70%) наблюдался при солидных опухолях (карциномы, глиомы, меланомы).
Интерфероны альфа, бета и гамма за последнее десятилетие стали препаратами, широко применяемыми в медицинской практике. В настоящее время десятки фармацевтических фирм различных стран производят около сотни лекарственных форм интерферонов трех основных типов: альфа, бета и гамма. Вместе с тем, практические врачи не всегда достаточно осведомлены о том, что представляют собой данные соединения, каково их происхождение, в чем их отличия от природных веществ и какова совместимость этих лекарственных препаратов с другими фармакологическими средствами
Альфафероны (ИФН- 2а, 2b, 2c) близки по составу и могут рассматриваться как единая группа. Различия касаются в основном лекарственных форм (препараты для местного или парентерального применения, свечи, мази, линименты и др.), а также показаний, доз и схем использования. ИФН- по степени изученности и масштабам применения занимают лидирующее положение среди всех используемых в клинической практике цитокинов. Эти препараты обладают выраженным антивирусным действием, блокируя синтез вирусных белков и подавляя другие этапы репродукции вирусов. Кроме того ИФН-α активно воздействует на иммуноциты (ЕК-клетки, Т-лимфоциты, моноциты, макрофаги и гранулоциты), а также усиливает экспрессию мембранных антигенов комплекса гистосовместимости ( HLA ).
Бетафероны (ИФН-) применяются не столь широко. Они хорошо зарекомендовали себя в терапии рассеянного склероза и онкологии (лечение меланом и глиом).
Гаммафероны (ИФН-) созданы относительно недавно и наименее изучены. Эффективность их применения показана при ревматоидных артритах, вирусных гепатитах и генитальных бородавках. Будучи мощным провоспалительным цитокином ИФН- играет важнейшую роль в реакциях клеточного иммунитета.
Особое место среди ИФН занимают комбинированные препараты, в которых интерферон является основным, но не единственным компонентом (виферон, кипферон, генферон, гриппферон и др.). Особенно широко указанные препараты используются при таких хронически рецидивирующих инфекционных заболеваниях как герпес и заболевания, передающиеся половым путем (ЗППП).
Вместе с тем практика длительного (многомесячного) применения высокоактивных доз ИФН, когда препараты ИФН являются основной составляющей терапии, например, при хронических вирусных гепатитах В и С, неврологических заболеваниях (рассеянный склероз), в онкологии (лейкозы, саркомы) выявила ряд серьезных недостатков ИФН-терапии:
- ряд нежелательных побочных эффектов;
- появление антиинтерфероновых антител, сводящих на нет дальнейшую интерферонотерапию;
- способность ряда вирусов «избегать» действия ИФН (подробно эти эффекты разбираются в монографии Ф.И. Ершова, О.И. Киселева «Интерфероны и их индукторы (от молекул до лекарств)» - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005 г.
- некорректная информация, которая бесконтрольно распространяется через интернет, что приводит к серьезным нарушениям в научно обоснованном медицинском использовании ИФН.
- отсутствие объективной информации о существующих среди ИФН различиях, что для практикующих врачей делает все ИФН препаратами произвольного выбора;
- использование ИФН согласно рекомендациям научно не обоснованной рекламы, которая часто выходит за рамки утвержденных органами здравоохранения инструкций;
В целом, учитывая все "за" и "против" интерферонов, можно утверждать, что эта группа белков вступила в пору зрелости, разумного и взвешенного к ним отношения. Нет сомнения, что интерфероны еще долго будет служить прекрасной моделью для биологических исследований и одновременно широко использоваться как высокоэффективные лекарственные средства при разных формах патологии.