Virusologiya

Вирусология

ее этапах. Мишенями для них являются вирусные ферменты, различные структурные и регуляторные белки.

A. Препараты, подавляющие синтез вирусных нуклеиновых кислот в клетке

A.1. Средства, блокирующие синтез вирусной ДНК

А.1.1. Ациклические гуанозинсодержащие нуклеотиды – ацикловир, валацикловир (эффективны в отношении вирусов герпеса I-III типов), ганцикловир (подавляет репродукцию цитомегаловируса (ЦМВ) – вируса герпеса V типа). Препараты являются аналогами гуанозина, содержащими ациклическую вставку вместо природной дезоксирибозы. Взаимодействуют только с ферментом тимидинкиназой вируса герпеса, чем обусловлена высокая избирательность их действия в клетке. После фосфорилирования данным ферментом они связываются с вирусной ДНК-полимеразой, включаются в репликацию вирусной ДНК и обрывают синтез ее цепи (терминация ДНК-цепи).

А.1.2 Фоскарнет – производное фосфоновой кислоты, аналог пирофосфата при синтезе ДНК вируса; связывается с ДНК-полимеразой вируса герпеса и блокирует ее активность; применяется при лечении герпетических инфекций, включая ЦМВ, особенно в случаях устойчивости к ацикловиру.

А.1.3. Ингибиторы обратной транскриптазы (РНК-зависимой ДНКполимеразы)

Данные препараты являются ведущими в терапии ВИЧинфекции.

А.1.3.1. Нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы – азидотимидин, дидезоксицитидин, ламивудин (применяется также для лечения гепатита В), абакавир и ряд других;

Нуклеотидные ингибиторы обратной транскриптазы – тенофо-

вир.

Механизм действия – связывание с каталитическим активным центром обратной транскриптазы и терминация цепи при синтезе ДНК.

А.1.3.2. Ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы – ифавиренц, невирапин и другие. Механизм действия – связывание с аллостерическим регуляторным центром обратной транскриптазы с ингибированием фермента.

А2. Средства, блокирующие синтез вирусной РНК Рибавирин – нуклеозидный препарат-аналог пуриновых нуклео-

зидов. Механизм действия многообразен и до конца не выяснен. Способен ингибировать РНК-полимеразу, при встраивании в вирусную

Вирусология

РНК нарушает ее функцию. Активен в отношении многих РНКсодержащих вирусов, применяется при лечении респираторносинцитиальной инфекции, вирусного гепатита С (ВГС), инфекции ТОРС, некоторых геморрагических лихорадок (лихорадки Ласса, хантавирусной инфекции).

Софосбувир – высокоэффективный ингибитор синтеза РНК вируса гепатита С. Представляет собой фторированное производное дезоксиуридина. Действует как дефектный субстрат для вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы, останавливая синтез цепи РНК.

В. Ингибиторы вирусных протеаз В.1. Ингибиторы протеазы ВИЧ

Наряду с ингибиторами обратной транскриптазы составляют основу в лечении ВИЧ-инфекции. К ним относятся саквинавир, индинавир, ритонавир, нельфинавир и другие средства. Избирательно блокируют протеазу ВИЧ, препятствуя образованию зрелых структурных белков ВИЧ.

В.2. Ингибиторы протеазы вируса гепатита С (ВГС)

Телапревир и симепревир – ингибиторы неструктурного белка NS3 – специфической протеазы вируса гепатита С. Препятствуют созреванию вирусных частиц. Эффективны в лечении ВГС генотипа 1.

С. Ингибиторы интегразы ВИЧ Ралтегравир и элвитегравир специфически ингибируют интегра-

зу ВИЧ – фермент, который после обратной транскрипции производит встраивание цепи ДНК ВИЧ в ДНК человека. Препараты блокируют участок связывания ионов металла (Mg или Mn) в активном центре интегразы, делая фермент неактивным.

D. Ингибиторы вирусных регуляторных белков

Ледипасвир, даклатасвир и велпатасвир – специфические ингибиторы регуляторного неструктурного белка вируса гепатита С NS5A. Функция неструктурного белка NS5A весьма многообразна и пока еще не установлена полностью. Этот белок контролирует активность вирусной РНК-полимеразы, влияет на транскрипцию вирусной РНК и продукцию интерферона зараженными клетками.

Данные средства применяются в комбинации с софосбувиром при лечении вирусного гепатита С без одновременного назначения препаратов интерферона.

V. Препараты, ингибирующие сборку вирусных частиц

Вирусология

Помимо ингибиторов протеаз, блокирующих образование поздних вирусных белков, синтез поздних вирусных белков и сборку вирусных частиц нарушает метисазон – препарат, эффективный против вируса натуральной оспы.

VI. Препараты, нарушающие выход вируса из зараженной клетки Ингибиторы нейраминидазы вируса гриппа озельтамивир и занамивир препятствуют выходу вирусных частиц гриппа типа А и В из зараженных клеток. При завершении репродукции нейраминидаза вируса гриппа отщепляет остаток сиаловой кислоты от вирусного гемагглютинина, который далее должен связываться с мембраной клетки для последующего выхода вирионов. Блокируя нейраминидазу,

озельтамивир и занамивир нарушают этот процесс.

VII. Препараты, стимулирующие противовирусный иммунитет Перечень иммуномодуляторов, активирующих противовирусный

иммунный ответ, весьма обширен и включает десятки соединений различной природы. Среди них заметное место занимают препараты группы индукторов интерферона (кагоцел, ларифан, амиксин, циклоферон, полудан и мн. др.). Однако до сих пор их клиническая эффективность не получила подтверждения в многоцентровых исследованиях, организованных по принципам доказательной медицины.

Тем не менее, для терапии вирусных инфекций широко применяется препарат умифеновир (арбидол, арпетол и др.). Имеются определенные указания, что помимо иммуномодулирующей активности, он способен препятствовать проникновению вируса гриппа в чувствительные клетки, а также подавлять репродукцию вируса гепатита С.

Имиквимод и резиквимод активируют клетки врожденного иммунитета через образ-распознающие рецепторы TLR-7 и TLR-8. Это приводит к усилению продукции цитокинов – α-интерферона, α-ФНО, ИЛ- 6, которые обладают противовирусной активностью.

Для местного применения используются мази, содержащие данные средства, в терапии генитальных кондилом, вызванных папилломавирусами человека, а также в лечении герпетической инфекции.

Следует отметить, что в связи с выраженной изменчивостью вирусы достаточно быстро развивают устойчивость к проводимой противовирусной терапии. Это особенно характерно для РНК-содержащих вирусов (ретровирусов, вируса гепатита С, гриппа и других). Для ее предупреждения противовирусные средства должны назначаться строго по показаниям; также должен быть обеспечен контроль за раз-

Вирусология

витием устойчивости молекулярно-генетическими методами со своевременным выявлением устойчивых вирусных штаммов.

Вследствие этого, во многих случаях наиболее эффективной становится комбинированная терапия вирусных инфекций с применением нескольких препаратов с разным механизмом действия. В результате комбинированного лечения репродукция вируса может быть полностью остановлена. Данный подход успешно реализуется в клинической практике:

–высокоактивная антиретровирусная терапия ВИЧ-инфекции (ВААРТ) включает одновременное назначение ингибиторов обратной транскриптазы и протеазы ВИЧ;

–при вирусном гепатите С комбинация ледипасвира или даклатасвира с софосбувиром позволяет добиться элиминации вируса

гепатита С более чем в 95% случаях без одновременного назначения препаратов интерферона.

Новые, еще более эффективные противовирусные лекарственные средства и их комбинации будут внедрены в медицинскую практику в ближайшем будущем.

2. Профилактика вирусных инфекций

Несмотря на очевидные успехи в лечении вирусных инфекционных заболеваний, наиболее действенным методом их контроля является специфическая профилактика, основанная на вакцинации. Применяемые противовирусные вакцины создают и поддерживают прочный приобретенный активный иммунитет.

Доказано, что по соотношению «стоимость-эффективность» вакцинация превосходит любое известное медицинское вмешательство. Согласно имеющимся оценкам, в мире ежегодно проводимая вакцинопрофилактика предотвращает не менее 6 млн смертельных исходов инфекционных болезней.

Основные преимущества вакцинации:

1) эрадикация (глобальная ликвидация) или элиминация (региональная ликвидация) возбудителей ряда инфекционных заболеваний; 2) снижение инфекционной заболеваемости и смертности (особенно в раннем детском возрасте и среди пожилых лиц); уменьшение тяжести течения инфекционных болезней, предупреждение развития

осложнений; 3) формирование популяционного иммунитета (в том числе –

снижение заболеваемости среди невакцинированных лиц);

Вирусология

4)предупреждение ассоциированной онкопатологии (первичной гепатомы, аденокарциномы шейки матки);

5)снижение индивидуальной и общественной уязвимости к актам биотерроризма;

6)как итог – увеличение ожидаемой продолжительности жизни в человеческой популяции;

7)положительные социально-экономические эффекты (прямые – снижение затрат на здравоохранение; непрямые – стимуляция экономического роста вследствие улучшения общественного здоровья).

Применение вакцинопрофилактики позволило резко снизить количество случаев вакциноуправляемых инфекций, включая широкий ряд вирусных заболеваний.

Впервые в истории удалось провести полную эрадикацию возбудителя тяжелейшей особо опасной инфекции – вируса натуральной оспы.

Для этого в 1958 году на основе опыта СССР по ликвидации оспы академик В.М. Жданов предложил на XI сессии Всемирной Ассамблеи здравоохранения программу ликвидации оспы во всем мире. Программа была выполнена в глобальном масштабе. В 1977 г. был зарегистрирован последний случай заражения вирусом; об эрадикации оспы было официально объявлено на Всемирной Ассамблее здравоохранения в 1980 г.

Вакцина против бешенства до сих пор является единственным средством предотвращения летального исхода при инфицировании данным вирусом.

Иммунизация против вирусного гепатита В не только резко снизила число новых случаев этой инфекции, но также явилась методом профилактики рака печени. Развитие рака шейки матки предупреждает вакцинация женщин против инфекции папилломавирусами человека.

Согласно текущей редакции Национального календаря профилактических прививок, независимо от эпидемиологической ситуации в Республике Беларусь проводится плановая вакцинация против следующих вирусных заболеваний: вирусного гепатита В, полиомиелита, кори, паротита и краснухи, гриппа.

По эпидемическим показаниям (контактным лицам; работникам отдельных профессий, а также в случаях, если инфицирование приводит к осложненному течению заболевания или летальному исходу) выполняют прививки против бешенства, ветряной оспы, вирусного гепатита А и В. Контактным лицам, у которых нет документальных подтверждений о

Вирусология

прививках или отсутствуют данные о наличии иммунитета, также проводят дополнительную вакцинацию против кори, эпидемического паротита, краснухи и полиомиелита.

Пока не входят в календарь прививок, но зарегистрированы и разрешены к применению в Республике Беларусь вакцины против ротавирусной инфекции, вакцина против вирусов папилломы человека. Для иммунизации используют противовирусные вакцины, относящиеся к различным группам:

–живые аттенуированные вакцины, содержащие ослабленные штаммы вирусов;

–инактивированные («убитые») вакцины;

–«сплит» – вакцины (от англ. split – расщеплять, раскалывать) – разновидность инактивированных вакцин, в которых липидная оболочка вируса удалена при помощи детергента; это улучшает доступность капсидных белков для клеток системы иммунитета;

–субъединичные вакцины, представляющие собой различные комбинации очищенных наиболее иммуногенных вирусных белков (вакцина против гриппа)

–генно-инженерные (рекомбинантные) вакцины.

Тема10. ВАКЦИНЫ

План:

1.Неспецифические и специфические меры профилактики.

2.Вакцины, используемые против вирусных инфекций.

3.Живые вакцины.

4.Инактивированные вакцины.

5.Субъединичные вакцины.

6.Синтетические вакцины.

7.Антиидиотипические вакцины.

8.Генно-инженерные вакцины.

1. Неспецифические и специфические меры профилактики

Основным способом борьбы с вирусными болезнями является их профилактика, т.е. предупреждение. Профилактика вирусных болезней строиться, в общем, на тех же принципах, что и профилактика других инфекционных заболеваний. Она проводится по двум основным направлениям:

неспецифическая профилактика включает комплекс санитарно-

Вирусология

гигиенических мероприятий (дезинфекция, дезинсекция), направленных на недопущение инфицирования людей и животных, и зоогигиенических мероприятий (полноценное кормление, оптимальные условия содержания животных и т.д.), направленных на повышение защитных возможностей организма;

специфическая профилактика заключается в использовании вакцин, гипериммунных сывороток и иммуноглобулинов, создающих специфическую невосприимчивость к определенной инфекции.

Вакцинопрофилактика занимает ведущее место в борьбе со многими вирусными заболеваниями человека и животных.

Вакцина представляет собой биологический препарат, приготовленный из возбудителей инфекции, лишенных патогенных свойств, но сохранивших иммунногенные свойства. Введение в организм вакцины ведет к активации факторов иммунитета, в том числе и к образованию антител против того возбудителя, из которого приготовлена вакцина. Вакцина – это биопрепарат, предназначенный для создания активного иммунитета.

2. Вакцины, используемые против вирусных инфекций

Остановимся более подробно на вакцинах против вирусных инфекций.

При изготовлении вакцин для получения вируссодержащего материала используют живые биологические системы, чувствительные к вирусам: животных, куриные эмбрионы, культуры клеток. В зависимости от биологической системы, используемой для культивирования вакцинного штамма вируса, различают тканевые, авинизированные, культуральные вакцины.

Тканевые вакцины в своей основе содержат какую-либо ткань животных, в которой размножался и накапливался вакцинный вирус. Например, вакцину против бешенства готовили из мозговой ткани овец, зараженных пастеровским вирусом-фикс бешенства, лапинизированную вакцину против ящура – из тканей крольчат, зараженных адаптированным к ним вакцинным штаммом. Количество тканевых вакцин постепенно сокращается.

Авинизированные вакцины готовят из эмбриональных жидкостей и тканей развивающихся эмбрионов птиц, зараженных вакцинным штаммом. Наиболее часто для этих целей используют эмбрионы

Вирусология

кур, реже уток и японских перепелов. Например, для получения вакцин против гриппа птиц, болезни Ньюкасла, гепатита утят и др.

Культуральные вакцины готовят из зараженных культур клеток или переживающих тканей, при этом применяют роллерный (используют бутыли) или суспензионный (глубинный – используют реакторы) методы культивирования клеток и тканей. Это наиболее перспективный и прогрессивный метод получения вакцин. Таким методом готовят, например, вакцины против инфекционного ринотрахеита, па- рагриппа-3 крупного рогатого скота, ящура, чумы крупного рогатого скота и др.

Взависимости от видовой принадлежности вакцинного штамма различают гомологические и гетерологические противовирусные вакцины.

Гомологические вакцины готовят из того вида вируса, против которого предполагается создать иммунитет, например, вакцины против вирусной диареи, чумы крупного рогатого скота, бешенства и др. Большинство вирусных вакцин – гомологические.

Гетерологические вакцины готовят из вирусов другого вида, но имеющих в своем составе сходные антигены и обладающих перекрестной иммуногенностью. Например, вакцину против оспы кур готовят из вируса оспы голубей, вирус герпеса индеек используют для защиты кур от болезни Марека, вирус кори – для защиты собак от чумы плотоядных и т.д.

Взависимости от количества типов или видов возбудителей, включенных в состав вакцины, различают моновалентные, поливалентные, ассоциированные и смешанные вакцины.

Моновалентные вакцины содержат антигены одного типа (вида) вируса (вакцина против кори).

Поливалентные вакцины (бивалентные, трехвалентные и т.д.) готовят из нескольких типов одного вируса. Например, трехвалентную противоящурную вакцину получают из трех типов вируса ящура – А, О

иС.

Ассоциированные вакцины содержат антигены возбудителей разных видов, например, вакцина «Бивак» – против инфекционного ринотрахеита и парагриппа-3 крупного рогатого скота, «Тетранак» – против чумы, аденовироза, инфекционного гепатита и парвовирусного энтерита собак.

Смешанные вакцины представляют собой смесь вирусных и бактерийных антигенов, например, вакцина против чумы плотоядных,

Вирусология

ботулизма и вирусного энтерита собак.

В зависимости от жизнеспособности (способности к репродукции) вируса, входящего в состав вакцины, все противовирусные вакци-

ны подразделяют на живые и инактивированные.

Живые вакцины содержат живые селекционированные ослабленные (аттенуированные) штаммы вирусов.

Инактивированные вакцины содержат инактивированные штаммы вирусов. Чаще для этой цели используют эпизоотические штаммы, которые инактивируют (обезвреживают) физическими или химическими методами.

Все вакцинные препараты можно разделить на две большие группы: цельновирионные и компонентные.

К цельновирионным относятся как живые, так и инактивированные вакцины. К компонентным можно отнести все вакцины, которые не входят в рубрику цельновирионных вакцин, т.е. сплит-вакцины, субъединичные и синтетические вакцины, а также вакцины, полученные генно-инженерными методами. К сожалению, пока отсутствует общепринятая научно обоснованная классификация вакцин.

3. Живые вакцины Живые вакцины – это биопрепараты, содержащие штаммы ви-

русов, утратившие способность вызывать клинически выраженное заболевание, но сохранившие способность репродуцироваться в организме восприимчивого животного и стимулировать выработку факторов специфического противовирусного иммунитета.

Живые вакцины обладают рядом существенных преимуществ перед инактивированными вакцинами:

1)создают высокую напряженность и длительность иммунитета (более чем на 1 год, иногда на всю жизнь), так как в организме вакцинные штаммы размножаются, вызывая развитие вакцинной реакции, сходной с естественным постинфекционным процессом, происходит активация всех компонентов иммунной системы, стимулируется общий (системный) и местный ответ;

2)требуются малые прививочные дозы и для большинства из них однократное введение;

3)возможное применение их не только подкожно, внутримышечно, но и перорально, интраназально и аэрозольно;

4)иммунитет вырабатывается в более короткий срок, на первых

Вирусология

этапах обычно за счет интерферона, а затем уже – накопления вирус нейтрализующих антител;

5) технология и экономичность изготовления их превосходят создание инактивированных вакцин;

Не смотря на преимущества живых вакцин по некоторым позициям у них есть недостатки:

1)иногда возможны поствакцинальные осложнения у молодых, ослабленных и беременных;

2)возможно, хотя и в редких случаях, внесение в организм контаминантов (латентных вирусов, микроорганизмов), загрязняющих вакцины. Например, культуры клеток из тканей крупного рогатого скота нередко инфицированы аденовирусами, вирусами диареи, пара- гриппа-3; куриные эмбрионы – вирусами лейкозно-саркоматозного комплекса, аденовирусами, микоплазмами; культуры клеток свиного происхождения – парвовирусами, классической чумы свиней. Неконтролируемое попадание посторонних агентов в вакцину может привести к серьезным последствиям;

3)возможна реверсия вакцинного штамма;

4)живые вакцинные штаммы весьма чувствительны к неблагоприятным факторам, возникающим при производстве, хранении, транспортировке и применении;

5)нужен довольно длительный срок для получения аттенуированных вакцинных штаммов.

Примеры живых вакцин: вакцина против ветряной оспы, гриппа, желтой лихорадки, кори, полиомиелита, ротавирусной инфекции и эпидемического паротита.

4. Инактивированные вакцины Инактивированные вакцины – это наиболее сложные по со-

ставу биопрепараты. Для получения их обычно используют эпизоотические вирулентные вирусы. Их подвергают щадящей обработке (инактивации), которая приводит к необратимой утрате способности вируса размножаться (репродуцироваться), но при этом сохраняются его антигенные и иммуногенные свойства. Следовательно, в инактивированной вакцине должен быть «убит» вирусный геном (нуклеиновая кислота) и не должны подвергаться изменениям белки, гликопротеины, полисахариды вируса, так как иммунный ответ обусловлен главным образом веществами поверхности капсида вируса. В результате вирус утрачивает способность к репродукции и инфицированию,