История интерефроновых полипептидов началась более 60 лет назад, когда Алик Айзекс и Жан Линдеман открыли явление вирусной интерференции: зараженные вирусами клетки производили белок, который ингибировал рост этих вирусов. Интерферон обеспечивают как врожденную, так и системную реакции организма в ответ на вирусную атаку [1].
Интерфероны I типа (ИФН-α, ИФН-β обеспечивают экспрессию интерферон-стимулированных генов (ISG), стимулирует антигенпрезентирующие функции макрофагов, увеличивают синтез цитокинов, усиливают активность натуральных киллеров (NK-клеток) и дендритных клеток. Посредством протеинкиназы, накапливается олигоаденилатсинтетаза, приводящая к образованию 2,5-олигоадениловой кислоты – она активирует клеточную эндонуклеазу, которая разрушает молекулы вирусной РНК.
Рисунок 1. Схема антивирусного действия интерферона
Исследованиями установлено, что повышение продукции ИФН I типа наблюдается через 30-40 минут после вирусного внедрения в клетку [2,3].
В 1981 году S.Levin с соавт. впервые выявили врожденные и приобретенные нарушения в системе интерфероновой защиты, связанные с низким уровнем синтеза эндогенного интерферона. Французские исследователи C. Le Page c соавт. доказали, что острая вирусная инфекция характеризуется повышенным уровнем ИФН, более 70% клеток организма находится в статусе антивирусного режима, но при тяжелых формах вирусных заболеваний интерфероновая система организма испытывает функциональную депрессию и интерфероновый дефицит. Депо интерферона в организме отсутствует. В.В.Малиновская с соавт. (2005) уточнили, что острая вирусная инфекция также приводит к транзиторной иммуносупрессии и истощению интерферонового пула в организме [4,5,6].
В процессе эволюции коронавирусы, как и другие вирусы выработали молекулярно-биологический механизм ингибирования ИФН в клетках. Белок вируса гриппа NS1 может блокировать экспрессию генов ИФН I и III типов, а белок PA-X, подавляет экспрессию генов клеточного иммунного ответа – он ингибирует синтез протеинкиназы R – важного фактора противовирусной защиты, за синтез этого фермента и отвечают ИФНы I и III типов [7,8].
Новый коронавирус SARS-CoV-2 на начальном этапе заражения также блокирует синтез ИФН посредством белка ORF9b [9, 10]. Кроме того, у коронавирусов имеется фермент эндорибонуклеаза, с помощью которого они подавляют раннюю активацию ИФН как в эпителиальных клетках, так и в макрофагах. S-белок вируса связывается с лектинами иммунных клеток, подавляет функцию макрофагов и Т-лимфоцитов [11,12,13].
Таким образом, механизм блокировки коронавирусами синтеза эндогенного ИФН, поражение вирусом SARS-CoV-2 как эпителиальных клеток, так и макрофагов, отсутствие «депо» ИФН – являются достаточным основанием для введения в организм экзогенного интерферона в качестве средства профилактики и терапии ОРВИ и COVID-19. Интерфероны (IFN) продемонстрировали клиническую эффективность при лечении различных вирусных инфекций и широко используются для лечения пациентов с COVID-19 [14,15,16]
На сегодняшний день на фармацевтическом рынке представлено много лекарственных препаратов, как нативного рекомбинантного ИФН, так и его индукторов. Наиболее популярными у клиницистов являются препараты рекомбинантного интерферона – α2b с антиоксидантами (токоферола ацетат– витамин Е и аскорбиновая кислота – витамин С), выпускаемый в лекарственных формах гель, мазь, ректальные суппозитории [17,18,19].
Антиоксиданты успешно борются с окислительным стрессом, разрушают молекулы свободных радикалов за счет передачи им свободных электронов, в связи с чем, свободные радикалы лишаются своих агрессивных окислительных свойств.
Аскорбиновая кислота (витамин С) выполняет биологические функции восстановителя и кофермента некоторых метаболических процессов; обладает выраженными антиоксидантными свойствами. Токоферола ацетат (витамин Е) относится к группе жирорастворимых веществ. Его основная функция — нейтрализация свободных радикалов, вызывающих повреждение клеток и тканей человека. Кроме того, токоферол – прекрасный химический проводник. Благодаря малому размеру молекулы и липофильности он легко преодолевает трансэпидермальные барьеры, и может помогать проникать в организм другим активным веществам, например, интерферону.
Антиоксиданты повышают противовирусную активность рекомбинантного человеческого ИФН-α-2b в 10–14 раз, что позволяет получить высокий терапевтический эффект даже при минимальной дозе.
Однако, применение малых доз экзогенного интерферона не всегда клинически оправдано, особенно при интраназальных лекарственных формах, которые в большинстве случаев содержат невысокую дозу – 3000 МЕ/мл.
При интраназальном введении водный раствор ИФН сталкивается с гидрофобной муцинозной слизью носовой полости. При этом образуются капли раствора, которые слабо взаимодействую с несмачиваемой поверхностью муцинозной слизи и под действием силы тяжести, при вертикальном положении пациента, эти капли скатываются за пределы носовой полости.
Рисунок 2. Взаимодействие раствора препарата с гидрофобной слизью носовой полости
Применение лекарственной формы ИФН в виде геля позволяет дозированно вводить препарат, преодолевая гидрофобную слизь полости носа, при этом, согласно проведенным исследованиям, действующее вещество из геля выделяется равномерно в течение 5 часов [20].
Рисунок 3. Кинетические кривые высвобождения действующего вещества из гелевых композиций
Лекарственная форма ИФН в виде ректальных суппозиториев позволяет ввести действующее вещество непосредственно в системный кровоток, минуя ферментативную функцию печени, поскольку липофильные неионизированные молекулы свободно проникают через слизисто-эпителиальный барьер ампулы прямой непосредственно к лимфатическим и кровеносным сосудам, далее – в большой круг кровообращения.
Важно!
Всасывание из прямой кишки происходит быстрее, чем при приеме внутрь, благодаря чему повышается биодоступность лекарственного вещества. Еще один плюс суппозиториев в том, что ректальный способ введения не вызывает побочных эффектов.
Биодоступность препаратов в лек.форме «ректальные суппозитории» в объеме 80% наступает на 20 минуте и сопоставима с инъекционными формами.
Рисунок 4. Биодоступность различных лекарственных форм
Источник http://900igr.net/up/datas/207727/015.jpg
Результаты исследований свидетельствуют, что совместное применение ректальных и топических форм ИФН α-2b (свечи + гель) позволяет получать положительные результаты, которые можно видеть при оценке клинической эффективности лечения ОРВИ:
сокращается продолжительность лихорадочного периода, интоксикационного синдрома и астенизации,
снижается число бактериальных осложнений,
ускоряется достижение клинической ремиссии.
Положительные клинические эффекты, как правило, сопровождаются позитивной динамикой со стороны показателей иммунной системы.
Таб. Сравнительная характеристика купирования клинических симптомов гриппа при использованиии рекомбинантного интерферона α2b с антиоксидантами (суппозитории) и умифеновира (M±m)
Препарат
Группа
Пациентов
(чел.)
Продолжительность лихорадочного периода (дни)
Исчезновение головной боли (дни)
Купирование ринита
(дни)
Прекращение кашля
(дни)
Рекомбинантный
интерферон α2b с антиоксидантами
(супппозитории)
Опытная группа
n=30
1,54±0,13
1,4±0,12
2,61±0,18
4,03±0,31
Умифеновир
(капсулы)
Группа сравнения
n=40
2,13±0,16
2,1±0,11
3,15±0,31
5,68±0,28
Рисунок 5. Снижение температуры к концу первых суток у пациентов, принимавших рекомбинантный интерферон α2b с антиоксидантами -супппозитории и умифеновир –капсулы (в%)
Комбинация ректальной и топической форм ИФН α-2b (свечи + гель) обеспечивает положительную клиническую динамику и является эффективной и безопасной терапией для больных ОРВИ и гриппом [21,22].
Рисунок 6. Опыт применения рекомбинантного ИФН- α-2b с антиоксидантами в лекформах свечи+гель
*Основная группа – лица, применявшие ИНФ α-2b с антиоксидантами;
Группа сравнения – лица, применявшие стандартную терапию
На сегодняшний день предложено несколько принципиальных схем лечения COVID-19 с помощью рекомбинантного интерферона-α2b. Так, китайские авторы предлагают для различных возрастных групп дозировки от 1 200 000 МЕ до 10 000 000 МЕ/ сутки. Меньшие дозы будут недостаточны для подавления развития вирусной инфекции, а лишь затормозят распространение вируса в организме [23].
Российские исследователями также проводятся научные исследования по разработке методик с применением высоких доз рекомбинантного ИФН–α2b с антиоксидантами в дозе от 1 млн МЕ до 3 млн.МЕ 2 раза в сутки в виде ректальных суппозиториев, с параллельным введением геля в дозе 4000 МЕ 5 раз в сутки.
Таким образом, из представленных данных можно сделать вывод о том, что рекомбинантный ИФН-α2b с антиоксидантами обладает доказанной противовирусной активностью в отношении ОРВИ и новой коронавирусной инфекции COVID-19.
Список литературы:
1. Калюжин О.В. Острые респираторные вирусные инфекции: современные вызовы, противовирусный ответ, иммунопрофилактика и иммунотерапия. М.: МИА, 2014
2. Mordstein M., Neugebauer E., Ditt V. et al. Lambda interferon renders epithelial cells of the respiratory and gastro-intestinal tracts resistant to viral infections // J. Virol. 2010. Vol. 84. № 11. P. 5670–5677.
3. Тотолян А.А., Фрейдлин И.С. Клетки иммунной системы. СПб.: Наука, 2000).
4. Levin S., Hahn T. Evaluation of the human interferon system in vi-ral disease // Clin. Exp. Immunol. 1981. Vol. 46. № 3. P. 475–483.).
5. Le Page C., Génin P., Baines M.G., Hiscott J. Interferon activation and innate immunity // Rev. Immunogenet. 2000. Vol. 2. № 3. P. 374–386.
6. Малиновская В.В., Деленян Н.В., Ариненко Р.Ю., Мешкова Е.Н. Виферон. Комплексный противовирусный и иммуномодулирующий препарат для детей и взрослых. // Руководство для врачей. М.: ИНКО-ТНК, 2005).
7. Калюжин О.В., Понежева Ж.Б., Семенова И.В. и др. Субпопуляции лимфоцитов, уровень интерферонов и экспрессия их рецепторов у больных хроническими гепатитами B и C: зависимость от вида вирусов и степени фиброза // Терапевтический архив. 2017. Т. 89. № 11. С. 14–20
8. García-Sastre A. Induction and evasion of type I interferon responses by influenza viruses // Virus Res. 2011. Vol. 162. № 1–2. P. 12–18 ).
9. Channappanavar R., Fehr A.R., Vijay R. et al. Dysregulated Type I Interferon and Inflammatory Monocyte-Macrophage Responses Cause Lethal Pneumonia in SARS-CoV-Infected Mice // J. Immunol. May 1, 2016, 196 (1 Supplement) 63.10)
10. Yoriyuki Konno, et al. // SARS-CoV-2 ORF3b is a potent interferon antagonist whose activity is further increased by a naturally occurring elongation variant. // BioRxiv, May 12, 2020; doi: 10.1101/2020.05.11.088179
11. Deng X., Aaron Vol A., , Yafang Chen Y., , Kristina KeselyR.R., Matthew Hackbart M., , Robert C. Mettelman R.C., et al Coronavirus Interferon Antagonists Differentially Modulate the Host Response during Replication in Macrophages// https://www.biorxiv.org/content/10.1101/782409v1.full Posted September 25, 2019).
12. Chen C., Zhou Y., Wang D.W. SARS-CoV-2: a potential noveletiology of fulminant myocarditis.// Herz. 2020;10.1007/s00059-020-04909-z. doi:10.1007/s00059-020-04909-z
13. Fabrizio Chiodo et al. // Novel ACE2-independent carbohydrate-binding of SARS-CoV-2 spike protein to host lectins and lung microbiota. // BioRxiv, May 14, 2020; DOI: 10.1101/2020.05.13.092478 )
14. Fan-Ngai I, Lung K-Ch., Yuk_Keung Tso E. et al.Triple combination of interferon beta-1b, lopinavir–ritonavir, and ribavirin in the treatment of patients admitted to hospital with COVID-19: an open-label, randomised, phase 2 trial//The Lancet, 2020,
DOI:https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)31042-4
15. Xie Х., Yuanliang Jiang Y., Yuan Zeng Y., Liu H. Combination antiviral therapy with lopinavir/ritonavir, arbidol and interferon-α1b for COVID-19 //Int.Med.Press, 2020, doi: 10.3851/IMP3362
16. Yan Zuo et al. Lopinavir/ritonavir and interferon combination therapy may help shorten the duration of viral shedding in patients with COVID‐19: A retrospective study in two designated hospitals in Anhui, China //Journal of Medical Virol., 2020, https://doi.org/10.1002/jmv.26127
17. Понежева Ж.Б., Купченко А.Н., Понежева Л.О. и др. Клинико-иммунологическая эффективность комбинации ректальной и интраназальной форм рекомбинантного интерферона альфа-2b в терапии острых респираторных вирусных инфекций // РМЖ. Медицинское обозрение. 2018. № 8 (II). С. 62–66.
18. Рафальский В.В. Клиническое применение препаратов интерферона. — Смоленск, 2002. — 245 с.
19. Суровенко Т.Н., Присеко Л.Г. Применение препаратов интерферона и его индукторов в амбулаторной педиатрической практике // Pacific Medical Journal, 2018, №. 4, С. 79–83
20. Гладкая Ю.В., , Лосенкова С.О. Биофармацевтическое исследование степени высвобождения 2этил-6 метил-3гидроксипиридина сукцината из интраназального геля методом диализа //Вестник Смоленской медицинской академии, 2018, Т.14, №4, С.165-170
21. Малиновская В.В., Чеботарева Т.А., Парфенов В.В. Клиническая эффективность применения препарата Виферон при лечении гриппа и ОРВИ у взрослых // Альманах клинической медицины. 2014. № 35. С. 109–115
22. Малиновская В.В., Коржов И.В., Мосягин И.Г. Актуальные аспекты противовирусной терапии ОРВИ и гриппа в воинских коллективах // Морская медицина. 2020. Т. 6, № 1. С. 15–00, http://dx.doi.org/10.22328/2413-5747-2019-5-4-15-23.
23. Zhi-Min Chen1, Jun-Fen Fu1, Qiang Shu, Ying-Hu Chen1 et.al. Diagnosis and treatment recommendations for pediatric respiratory infection caused by the 2019 novel coronavirus // World Journal of Pediatrics (2020) 16:240–246 https://doi.org/10.1007/s12519-020-00345-5