Хіміотерапія вірусних хвороб

Впливати на віруси, що проникнули в клітини, складно, основна складність сучасної хіміотерапії укладена не в токсичності препаратів на рівні клітин in vitro чи токсичності для конкретного виду клітин in vivo, а в токсичності й інших побічних ефектах на рівні організму. Хіміотерапевтичні препарати придушують здебільшого який-небудь тип вірусоспецифічних ферментативних реакцій. У результаті цього опосередковано порушується спорідненість вірусних протеїнів один з одним або не вистачає яких-небудь з компонентів віріонів. Виходячи з вищесказаного, хіміотерапія вірусних хвороб є розділом наукових знань, що появились на стику вірусології і фармакології. Історично виникнення цього напрямку пов`язано з відкриттям антибіотиків і наступною розробкою інших антибактеріальних препаратів, які убивають бактерії в організмі і не приносять серйозної шкоди самому організму. Хіміотерапія як напрямок наукових досліджень має задачею розробку лікарських речовин, що припиняють репродукцію вірусів у зараженому організмі. Хіміотерапія як напрямок медицини і ветеринарії має на меті приготування з цих речовин лікарських форм і розробку тактики їх застосування. Хіміотерапевтичні препарати, призначені для застосування in vivo, повинні направлено впливати на вірус-специфічні біосинтетичні процеси, торкаючись процесів, що протікають у незаражених клітинах, у мінімальному ступені, і не проявляти шкідливих побічних ефектів на рівні організму в цілому. Що стосується вишукування цих препаратів, то в цьому відношенні успіхи поки ще скромні. Могутні антибіотики, що зробили переворот у лікуванні інфекційних хвороб (головним чином бактеріальних), виявилися зовсім нешкідливими для вірусів. Тому пошук йде по двох напрямках: спрямований пошук і скринінг. У першому випадку починаються спроби використовувати відомі властивості хімічних сполук для цілеспрямованого впливу на той чи інший етап репродукції вірусу, тобто вивчення йде від передбачуваного механізму дії до препарату. Другий шлях спирається на випробуваний століттями метод підбору — скринінг, припускаючи виловлювання активних препаратів серед широкого спектра хімічних сполук різних класів.

У відкритті багатьох лікувальних засобів, у тому числі антибіотиків, випадок зіграв чималу роль. Скринінг (добір, просівання) покликаний науково використовувати випадок. Пошук йде від препарату, а механізм, як думають, прикладеться після.

Можна виділити три основні групи препаратів, що придушують початкові (адсорбція і проникнення), середні (синтез компонентів) і заключні (композиція і звільнення) стадії взаємодії вірусів із клітками.

Інтерферон та інші противірусні препарати.

Для профілактики і лікування вірусних інфекцій використовують вакцинацію або синтетичні противірусні препарати, ІФН ( їх індуктори), імуномодулятори. Однак, активна імунопрофілактика ефективна по відношеннюдо обмеженого кола інфекцій (сказ, віспа, ХН, чума свиней, чума ВРХ, ящур кір та інші). Противірусні препарати і стимулятори резистентності організму особливо ефективні при грипі та інших ГРВІ, вірусних гепатитах, герпетичних ураженнях шкіри, слизових оболонок і очей.

По характеру дії і клінічного значення препарати, що використовуються для лікування вірусних інфекцій розділяють на чотири основні групи - етіотропні, імуномодулюючі, патогенетичні ( направлені на боротьбу з інтоксикацією, зневодненням, судинними і органними ураженими, алергічними реакціями, а також на профілактику бактеріальних суперінфекцій) і симптоматичні ( які усувають похідну симптоматику, наприклад, кашель, нежить, головний біль та інше). По частоті використання ці групи препаратів розміщуються в зворотному порядку (табл. 8). Симптоматичну і патогенетичну терапію проводять практично в 100% випадків, етіотропні препарати (найбільш перспективна група) використовуються вкрай обмежено.

Хіміопрепарати проти вірусних захворювань. Серед проблем інфекційної патології питання хіміотерапії вірусних інфекцій займає особливе місце. Їх специфіку визначають природа вірусів як облігатних внутрішньоклітинних паразитів і труднощі створення препаратів, вибірково пригнічуючих репродукцію вірусу і не зачіпаючих процеси життєдіяльності клітин і всього організму в цілому. Більшість інгібіторів вірусоспецифічних процесів, тісно пов`язані з метаболізмом, енергетичним обміном і ферментативними реакціями в клітині, практично завжди токсично діють на неї. Саме цим пояснюється, що до сих пір не знайдено того "пеніциліну" для вірусів. Розробка подібних препаратів вимагає залучення досягнень у вивченні молекулярної біології вірусів та інфекцій імунології. В наш час виділені відповідні етапи реплікативного циклу деяких вірусів, пригнічення яких не впливає суттєво на клітини господаря, зокрема, на адсорбцію і проникнення в клітини, роздягнення- функції ферментів, які зумовлюють синтез нуклеїнових кислот, трансляцію і збір вірусних білків. Вирішення цих проблем здатні забезпечити дослідження природи вірусів і молекулярні закономірності їх репродукції, успіхи тонкої органічної хімії- вивчення закономірностей формування захисних реакцій організму, направлених на елімінацію збудника, а також удосконалення самих методів терапії. Створення сучасного арсеналу засобів хіміотерапії вірусних інфекцій вимагає комбінування емпіричного скринінгу з направленим пошуком подібних з`єднань і розвиток нових, можливо нетрадиційних направлень. В цьому плані особливу увагу заслуговують природні продукти, в першу чергу ІФН, які індукують антивірусний стан клітини, і перспективи виділення з клітин макро- і надмолекулярних продуктів, що проявляють антивірусну дію. Противірусні речовини можна розділити на три групи.

1)Деякі антибіотики, токсини і аномальні нуклеозіди, що проявляють високу токсичність, можуть проявляти неспецифічну дію і не мають терапевтичного значення в зв`язку з пригніченням багатьох функцій клітин.

2)Речовини з обмеженою противірусною активністю ( наприклад, тільки in vitro) і вони здебільшого не знаходять клінічного використання.

3)Власне противірусні препарати, що проявляють активність на всіх рівнях і етапах експериментального і клінічного вивчення. Необхідно відмітити, що це мало чисельна група препаратів і для більшості з них характерні такі особливості:

Таблиця 8. Основні групи препаратів, що використовуються для лікування вірусних інфекцій.

Видео: Загальна вірусологія. Лекція №12 (частина перша)

а) вузький спектр активності (в кращому випадку, в межах однієї родини)-

б) відомо лише декілька препаратів, діючих на ранні етапи реплікації та жодного, здатного блокувати етапи ( зборки нових популяцій вірусів).

Сучасні антивірусні препарати ми розглянемо і виділимо в групи в порядку розміщення мішеней їх дії в динаміці реплікативного циклу вірусу (Рис. 27).

Рис. 27. Основні етапи репродукції вірусів – на які діють противірусні препарати.

Інгібітори адсорбції і проникнення. Виявлено ряд синтетичних препаратів, які інгібують нейрамінідазну активність міксовірусів. Найбільш активним з них виявився 2-феніл-?-хлоретил-4-кето-2,3,5,6-метилгідроксозин, який є аналогом сіалової кислоти (СІМО). СІМО різко знижує інфекційну і гемаглютинуючу активність ряду штамів вірусу грипу типу А. Ремантадин і амантадин діють на процес адсорбції вірусів у більш широких межах. Ремантадин виявився найбільш ефективним інгібітором репродукції вірусу грипу А. Він дозволений для лікування і профілактики грипу. Ремантадин і амантадин специфічно блокують стадію роздягання вірусу і викликають штучне нагромадження проміжних продуктів роздягання. Вони блокують злиття вірусної оболонки з лізосомальною мембраною, і вірусний геном не виходить з лізосоми. Ремантадин не впливає на адсорбцію і проникнення вірусу в клітину, але блокує другу стадію роздягання вірусу - видалення білка М із поверхні РНП. У результаті відбувається “заморожування» субвірусних часток (СВЧ) у перинуклеарній зоні.

Вірусостатичні препарати — імуностимулятори і імунокоректори —ізопренозин і тіазол (левамізол). Ізопренозин стимулює клітини мононуклеарно — макрофагальної системи, і зокрема активує проліферацію лімфоцитів. Левамізол має широкий спектр дії - він сприяє відновленню зниженої імунореактивності, крім того, володіє противірусною й антитуморогенною активністю.

В даний час усе більше визнання одержало комбіноване використання вакцин з індукторами інтерферону і хіміотерапевтичними препаратами. Комбіноване використання різних противірусних препаратів є перспективним напрямком у попередженні і лікуванні вірусних хвороб людей та тварин.

В останні роки вчені звернули увагу на противірусну дію нуклеаз — ферментів, що руйнують нуклеїнові кислоти, у результаті якої останні швидко втрачають активність. Нуклеази відносяться до природних інгібіторів, вони не чужорідні організму і тому легко проникають у його найглибші куточки, звичайно міцно закриті для сторонніх речовин. Наприклад, вони легко досягають ЦНС, проходячи через гематоенцефалічний бар`єр.

Існує строга специфічність: РНК розщеплюється тільки рибонуклеазою, а ДНК - дезоксирибонуклеазою. Чи можуть ці ферменти захистити клітини від навали вірусів? Як відомо, віріони поза клітиною не чуттєві до нуклеаз. При впровадженні в клітину вірусна частка роздягається, нуклеїнова кислота звільняється від захисного білкового покриття, а потім вступає у взаємодію з елементами клітини. Виявилося, що саме в цей момент інфекційний початок вірусної частки (РНК чи ДНК) може бути піддано успішній атаці нуклеаз. Дезоксирибонуклеаза застосовується для лікування герпетичних уражень, а у випадку вірусних менінгітів і при захворюванні кліщовим енцефалітом ефективна рибонуклеаза. Багато антигерпетичних препаратів є аналогами нуклеозидів. Вони діють на рівні вірусного ферменту ДНК-полімерази, перешкоджаючи реплікації вірусу. Особливість гуанозину складається в специфічній інгібіції вірусного ферменту тимидінкінази у фазі реплікації вірусу, але гуанозин не здатний вилікувати латентну інфекцію- спектр дії його обмежений вірусами простого герпесу типів 1 і 2 і вітряної віспи — герпесу зостер.

При грипі найбільш перспективним препаратом виявився аномальний нуклеозид рибовірин, що володіє високою активністю у відношенні вірусів грипу А і В. Рекомендований і другий препарат — рибомідил при аерозольному способі застосування.



А. Препарати, інгібуючі адсорбцію і депротеїнізацію вірусів.

1. Анти - gp 120 і рекомбінантні (гібридні) CD молекули інгібують розмноження ВІЛ в культурах клітин. Механізм дії обох препаратів укладається в тому, що вони зв`язують gp 120 - поверхневий глікопротеїн ВІЛ, взаємодіючи з CD4 - рецепторами і забезпечуючий його адсорбцію, перешкоджає прикріпленню вірусу на мембрані клітини.

2. Рекомбінантні молекули міжклітинної адгезії 1 типу (ММА - 1). Вони блокують адгезію вірусів in vitro та in vivo, значно знижуючи перебіг хвороби, однак вартість лікування залишається досить високою.

3. Трициклічні симетричні адамантаміни - амантадін і ремантадін проявляють антивірусну активність по відношенню практично всіх вірусів грипу А та кору.

Б. Інгібітори вірусної ДНК - полімерази. Великим досягненням в розробці противірусних засобів було відкриття різноманітних аналогів нуклеозидів (аналогів пуринів і пірамидинів), які діють на ДНК-полімерази вірусів. Але всі відомі препарати мають суттєві побічні ефекти, які ведуть до пригнічення не тільки вірусної, але й клітинної ДНК.

1. Відарабін - найменш токсичний і найбільш ефективний із цієї групи препаратів. Зараз його використовують для лікування інфекцій, що викликають герпесвіруси.

2. Цитарабін (цитозінарабінозід) - його використовують для хіміотерапії пухлин.

3. Ідоксуридін - використовують для лікування герпетичних кератитів, а в вигляді 20-30% мазі для терапії герпетичних уражень геніталій.

4. Трифторидін - селективно діє на ДНК-місткі віруси (герпесвірус, вірус віспи, аденовіруси). Використовують при герпетичних кератитах 1%-ний розчин.

В. Аналоги нуклеозидів, вибірково активізуючі вірусоспецифічною тімідінкіназою - вони селективно діють на заражені клітини

1. Ацикловір - препарат не впливає на синтез ДНК в незаражених клітинах, так як в них він перетворюється в активну форму. Даний препарат ефективний для лікування інфекцій, що викликаються герпесвірусами.

2. Фамцикловір - використовують при герпесвірусних інфекціях, він викликає менше побічних ефектів.

3. Ганцикловір - використовують при герпесвірусних інфекціях

Г. Інгібітори зворотної транскриптази вибірково взаємодіють із зворотною транскриптазою ретровірусів, включаючи ВІЛ.

1. Азидотимідін ( АЗТ, зидовудін) використовують для лікування ВІЛ - інфікованих і хворих на СНІД. Препарат ефективно понижує вірогідність трансплацентарної і перинатальної передачі ВІЛ ембріону.

2. Зальцитабін - призначають при ВІЛ - інфекціях. Препарат має суттєвий недолік, у пацієнтів котрим вводять цей препарат відмічають сенсомоторну аксональну периферичну невропатію, яка супроводжується сильними болями.

3. Діданозін.

4. Ставудін.

5. Ламівудін.

6. Невірапін. Всі ці препарати використовуються в тій чи іншій мірі для лікування ВІЛ - інфікованих пацієнтів.

Д. Інгібітори протеаз. Механізм дії - конкурентна інгібіція протеаз ВІЛ.

1. Сакцинавір.

2. Ритонавір.

3. Індінавір

Е. Нуклеозидні аналоги широкого спектру дії.

1. Рибавірин - проявляє антивірусну активність in vitro по відношенню не менше чим 27 РНК - і ДНК - містких вірусів.

2. Фоскарнет. Крім пригнічення активності зворотної транскриптази препарат інгібує активність всіх ДНК - полімераз герпесвірусів та збудника гепатиту В.

Можна достатньо чітко визначити коло вірусних захворювань, проти яких є доступні та ефективні противірусні препарати (табл. 9). Переважна більшість лікарських препаратів (біля 90%), які є на вітчизняному ринку, ефективні в основному по відношенню грипу і ГРВІ, а також різних герпетичних вражень. В той же час арсенал хіміотерапевтичних засобів для лікування ВІЛ - інфекцій представлені лише окремими препаратами. Для всієї іншої маси вірусних інфекцій етіотропних засобів немає. Таким чином, та кількість противірусних препаратів не відображає широти їх противірусного діапазону.

Таблиця. 9. Спектр противірусної активності препаратів.

І Н Т Е Р Ф Е Р О Н

Система інтерферону - одна із основних факторів неспецифічної резистентності організму. За час, який пройшов після відкриття інтерферону Айзексом і Лінденманом (1957), накопичена величезна кількість інформації про його фізико-хімічні і біологічні властивості та доведена придатність для профілактики і лікування багатьох захворювань вірусної та не вірусної етіології. Необхідно відзначити, що саме відкриття ІФН було плодом щасливого випадку і по своєму значенню можна порівняти з відкриттям Флемінга: вивчаючи інтерференцію вірусів, автори звернули увагу на те, що деякі клітини ставали резистентними до повторного зараження різними вірусами. ІФН так як і цитокіни в організмі хребетних виконують контрольно-регуляторні функції, направлені на збереження клітинного гомеостазу, найважливіші із яких це: антивірусна, протипухлинна, імуномоделююча та радіопротективна активності.

Розрізняють три типи ІФН - ?? ??і???? основні характеристики яких представлені в таблиці.

???? ІФН синтезують лейкоцити периферійної крові ( його ще називають лейкоцитарним. Здатність до його утворення кодує група ( біля 20) генів, 9 хромосоми.

???ІФН синтезують фібробласти ( раніше був відомий як фібробласний ІФН). Здатність до утворення кодує один ген 9 хромосоми.??????????? - ІФН - продукт стимульованих Т - лімфоцитів, NК - клітин і, можливо, макрофагів (раніше був відомий як імунний ІФН)- здатність до утворення кодує один ген 12 хромосоми.

По способу продукції також розрізняють ІФН І типу (утворюється у відповідь на обробку клітин вірусами, молекулами двоспіральної РНК, полінуклеотидами і цілим рядом низькомолекулярних з`єднань) і ІФН ІІ типу, який продукується лімфоцитами і макрофагами, активованими різноманітними індукторами ( діє як цитокін).

ІФН - видоспецифічні, кожний біологічний вид, здатний до їх утворення продукує свої унікальні продукти, дуже схожі по структурі і властивостям, але не здатні проявляти антивірусну дію в умовах організму іншого виду.

Регуляція експресії ІФН. В звичайних клітинах гени, що кодують синтез ІФН, здебільшого не експресуються. Утворення ????? ІФН і ??? ІФН регулюютьсялабільним репресором, що зв`язується з промотором, що призводить до блокування транскрипції. Велика кількість вірусів викликає синтез регуляторних протеїнів або спеціальних форм тРНК, дифундуючих в ядро і порушуючих білковий синтез в клітині. Якщо подібні порушення розвиваються досить повільно, то блокування утворення короткоживучого репресора призводить до запуску синтезу ІФН- одна умова - збереження клітиною здатності до синтезу білків взагалі, включаючи ІФН.



Таблиця 10. Фізико - хімічні та біологічні властивості ІФН людини.

Видео: Загальна вірусологія. Лекція №12 (частина друга)

* - дс РНК - двоспіральна РНК



Механізм антивірусної дії ІФН.

Як було вже сказано, ІФН індукує антивірусний стан клітини. Однак він не діє безпосередньо на віріони або їх нуклеїнові кислоти, а стає активним лише після проникнення їх в клітину, пригнічуючи трансляцію вірусної мРНК. Таким чином, ІФН не мають вірусоспецифічності, що пояснює їх універсально широкий спектр антивірусної активності. Синтезований ІФН взаємодіє з інтактними клітинами, блокуючи репродуктивний цикл вірусів за рахунок активації клітинних ферментів, експресія яких регулюється ІФН.

ІФН І типу.

Основний біологічний ефект його - пригнічення синтезу вірусних білків. Він також здатен діяти на інші етапи репродукції вірусів, включаючи такий шлях виходу зрілих вірусів як брунькування. Під дією ІФН антивірусний стан клітини розвивається протягом декількох годин після їх введення або індукції. При цьому вони не впливають на ранні етапи реплікативного циклу (адсорбцію, проникнення та роздягання), так як противірусна дія проявляється навіть при зараженні клітин інфекційними РНК. Інтерферон не проникає в клітини, а взаємодіє із специфічними мембранними рецепторами. Такий контакт індукує внутрішньоклітинний сигнал, який передає інформацію від мембрани на ДНК.

ІФН активує гени, деякі із яких кодують утворення продуктів з прямою антивірусною дією - протеїнкінази ( ММ - 67 КД) і2`5`- олігоаденілат синтетази (Рис. 21). Спочатку в присутності дволанцюгової вірусної РНК - протеїнкінази аутофосфорилюються, а потім фосфорилює 2 фактор елонгації(ФЕ 2), порушуючи зборку білкової молекули. 2`5` - олігоаденілат синтетаза активується в присутності дволанцюгової РНК, і дві молекули фермента утворюють аденін тринуклеотид з унікальними 2 `5` - фосфодиефірними зв’язками, який активує латентну ендонуклеазу, яка і руйнує вірусні мРНК.

ІФН ІІ типу (??? ІФН). Також здатні проявляти антивірусний ефект- його зумовлюють декілька механізмів:

1. індукція нітрооксид синтетази приводить до підвищення внутрішньоклітинного вмісту оксиду азоту, що інгібує реплікативний цикл вірусів-

2. підсилення експресії мембранних антигенів комплексу гістосумісності, що активує ефекторні функції Т - лімфоцитів-

3. активація NК - клітин, Т - лімфоцитів, моноцитів, які проявляють АТ - залежну цитотоксичність, а також цитотоксичність, не пов`язану з імунними механізмами.

ІФН можуть діяти на інші стадії вірусної реплікації. В деяких випадках проходить блокування депротеїнізації інфекційних вірусних частинок, або звільнення зрілих вірусів із клітини. Інший механізм пов`язаний із зміною стабільності і процесів метилирування вірусної РНК.

Синтез ІФН клітинами здійснюється у відповідь на проникнення вірусів, бактерій, простіших, а також під впливом деяких хімічних речовин (альбумінів, гормонів, вітамінів, антибіотиків та інших) і фізичних ( УФ - і ??? опромінення) впливів. Синтез стимулює контакт клітин з невеликими дозами ІФН.

Синтез стимулюють як інфекційні, так і інактивовані віруси. Пік утворення ІФН припадає на пізні стадії реплікативного циклу, переважно на початку стадії дозрівання нової вірусної популяції. Найбільший індукуючий ефект проявляють віруси з повільним реплікативним циклом (які мало впливають на синтез клітинних протеїнів), наприклад, параміксо - альфавіруси. Оскільки синтез ІФН кодується клітинним геномом, то віруси, які порушують його функції (ті що блокують синтез клітинної мРНК і протеїнів), - слабкі індуктори ( наприклад, герпес, адено - і онковіруси).

Клінічне використання. Існуючі медичні препарати ІФН ділять по складу на ???? і ???ІФН, а по часу створення і використання - на природні людські лейкоцитарні, або ІФН І покоління, і рекомбінанти, або ІФН ІІ покоління ( табл. 11).

Таблиця. 11. Найбільш вивчені препарати ІФН

Видео: Азбука ранку - Як уникнути вірусних захворювань

Таблиця. 12.Спектр противірусної активності препаратів ІФН.

Спектр захворювань, при яких показано використання ІФН можна розділити на три великі групи вірусної інфекції (табл. 12), пухлинні хвороби та інші захворювання.

Серед вірусних інфекцій найбільше вивчений ефектпри герпетичних ураженнях (кератити, кератокон`юнктивіти, генітальний герпес) , гострих і хронічних гепатитах, грипі і ГРВІ- менше вивчена ефективність ІФН при ВІЛ - інфекції, папілломавірусах ураженнях (папіломатоз гортані, бородавки), епідеміологічному паротиті, сказі. Препарати ІФН найбільш перспективні для профілактики та терапії дитячих інфекцій (ГРВІ, кір, гепатит, хламідіози та інші). Клінічна ефективність виражається в зменшенні або зникненні симптомів інтоксикації, зниження лейкоцитозу, корекції ацидозів та покращення загального стану. Крім вказаних вище станів, ІФН використовують:

1) ??? ІФН - профілактично у пацієнтів з імунодефіцитами при виникненні ризику герпетичних інфекцій- для лікування саркоми Капоші і хронічного лімфолейкозу у хворих зі СНІДом.

2) ? - ІФН - для лікування розсіяного склерозу.

3) ??- ІФН - деколи використовують як імуномодулятор у пацієнтів з онкологічними ураженнями, деякими імунодефіцитами, а також при аутоімунних і паразитарних хворобах.

Індуктори інтерферону. Препарати ІФН органічно доповнюють індуктори ІФН, котрі можна розглядати як нову і досить перспективну групу антивірусних препаратів. Індуктори ІФН представляють досить різнорідну по складу групу високо і низькомолекулярних з`єднань, об`єднаних здатністю викликати в організмі власного (ендогенного) ІФН. Багато препаратів даної групи проявляють антитуморогенний, противірусний, імуномоделюючий ефект. В результаті багаторічного, направленого скринінгу серед препаратів різної природи (флюоренони, акриданони, аналоги госсіполу, синтетичні полінуклеотиди, природні дсРНК та інші) виявлені декілька досить перспективних з`єднань які мають досить високий хіміотерапевтичний індекс і придатних для профілактики і лікування вірусних інфекцій (табл.13).

Вивчення ефективності індукторів ІФН при різних експериментальних вірусних інфекціях виявило широкий спектр їх активності і дозволило намітити основні шляхи їх подальшого клінічного використання. Отримані результати підтвердили головну властивість індукторів ІФН - універсально широкий діапазон противірусної активності.



Таблиця. 13. Спектр противірусної активності індукторів ІФН.

<< ПредыдушаяСледующая >>
Внимание, только СЕГОДНЯ!