Жданов В. М., Ершов Ф. И. - Укрощение строптивых: рассказы о вирусах и вирусологии

В многочисленных работах, проведенных с различными вирусными моделями, было продемонстрировано подавляющее влияние интерферона на синтез вирусных РНК в зараженных клетках. Он ингибирует также синтез ферментов, осуществляющих формирование вирусных нуклеиновых кислот. Создается впечатление, что основной функцией интерферона является сохранение гомеостаза нуклеиновых кислот организма и предупреждение проникновения в него чужеродной, например вирусной информации.

Накоплена обширная информация о различных аспектах противоопухолевого эффекта интерферона, который выражается в подавлении онкогенных вирусов, задержке вирусиндуцируемой трансформации клеток, замедлении роста опухолей, уменьшении их числа и размеров, торможении метастазирования и др. Диапазон противоопухолевого действия интерферона оказался очень широким.

Все больший интерес вызывает влияние интерферона на систему иммунитета. Данный вопрос приобретает в настоящее время особое значение в связи с длительным использованием интерферона для терапии опухолей. Оказалось, что эти системы тесно взаимосвязаны. Интерферон принимает участие во всех реакциях иммунитета: он может увеличивать образование антител, стимулировать фагоцитоз, усиливать цитотоксическую активность лимфоцитов, подавлять гиперчувствительность замедленного типа и др.

Существует два основных способа использования интерферона в медицинской практике. Первый связан с введением в организм готовых препаратов, второй — со стимуляцией в организме образования собственного интерферона с помощью индукторов.

К настоящему времени уже довольно четко определен круг заболеваний, при которых эффективно использование интерферона и его индукторов. Из вирусных инфекций прежде всего следует отметить герпетические поражения глаз (кератиты и кератоконъюнктивиты), слизистых оболочек и кожи (опоясывающий лишай, поражение губ и половых органов и др.). Из генерализованных вирусных инфекций — это острые респираторные (рино-, адено- и реовирусные) заболевания, энцефалиты, вызываемые тогавирусами, вирусные гепатиты, бешенство и др. Имеются сведения о единичных наблюдениях положительного действия интерферона при других вирусных инфекциях. Высказывается предположение о перспективности использования этого препарата при многих острых и хронических заболеваниях, вызываемых вирусами. Интерферон нашел применение при пересадках органов как средство, предупреждающее вторичные вирусные осложнения. Например, после пересадок почек и костного мозга больные получают курс лечения иммунодепрессан-тами. Это может привести к активизации вирусной инфекции и быть причиной смертельных исходов. Интер-феронотерапия в этих случаях (1 млн единиц ежедневно в течение 7—8 дней) дает выраженный эффект.

Таким образом, полученная к настоящему времени информация позволяет высказать предположение, что в будущем интерферон может оказаться столь же эффективным препаратом при лечении вирусных инфекций и осложнений, как антибиотики при заболеваниях бактериальной природы. Однако начавшийся недавно «интер-фероновый бум» связан с получением доказательств достоверной эффективности препарата при лечении рака. На этих данных следует остановиться подробнее. Получены многообещающие результаты при лечении 70 больных с четырьмя запущенными формами рака, не поддающимися другой терапии.

Шведский ученый X. Страндер успешно применял интерферон для лечения детей с остеогенными саркомами, при которых даже после ампутации конечностей в большинстве случаев (до 80%) наблюдаются метастазы. Интенсивная и длительная интерферонотерапия привела к тому, что более '/а больных жили свыше 5 лет (срок наблюдения), в то время как выжившие в группе нелеченных интерфероном к этому времени составили менее

Интерферон оказался эффективным и при других злокачественных заболеваниях (лейкемия, аденокарцинома, рак шейки матки и др.), при которых применение его показано также для предупреждения вторичных вирусных осложнений.

Убедительные результаты были получены при лечении ювенильного папилломатоза гортани, при котором на голосовых связках наблюдается рост злокачественных бородавок. Удаленные хирургическим путем бородавки быстро вырастают вновь. Так, один больной ребенок перенес около 400 (!) подобных операций. Из 7 леченных интерфероном больных у 3 наблюдалось полное излечение, а у остальных — быстрое уменьшение роста бородавок, рецидивирующих после прекращения инъекций препарата. Интерферон был использован для лечения больных с раком молочной железы, запущенными множественными миеломами и лимфомами. Полученные результаты также были вполне обнадеживающими. Положительная динамика наблюдалась примерно у половины больных. Улучшение отмечалось уже через 2—3 дня после начала лечения, а ремиссия продолжалась до 15 мес. У одного больного эффект лечения был замедленным и улучшение регистрировалось уже после отмены дачи интерферона.

Положительные результаты убеждают в необходимости промышленного производства интерферона для медицинской практики. До сих пор эта задача до конца не решена. Дело в том, что использованный до сих пор интерферон получен из лейкоцитов крови доноров, которая, естественно, является очень дефицитным сырьем. В качестве иллюстрации такого утверждения можно привести следующие цифры. В течение 1979 г. группой финского ученого К- Кантелла было приготовлено 400 млрд единиц очищенного человеческого интерферона, для чего потребовались лейкоциты, выделенные из 45 тыс. л донорской крови. Таким образом, на сегодняшний день для получения 1 г интерферона необходимо обработать более 100 тыс. л крови, полученной, соответственно, более чем от 200 тыс. доноров. Естественно стоимость такого препарата остается пока очень высокой.

Отсюда возникают две основные задачи: увеличение производства интерферона и уменьшение его стоимости. Вопрос о целесообразности такого производства уже снят с повестки дня.

Как свидетельствуют приведенные выше расчеты, донорская кровь не сможет обеспечить растущие потребности в интерфероне. Это обстоятельство стимулировало поиски других более дешевых и менее дефицитных видов сырья для получения интерферона. Перспективными представляются клетки человека и в первую очередь диплоидные линии фибробластов. С помощью специальных способов индукции на этих клетках можно получить от десятков до сотен тысяч единиц интерферона. Возможность использования таких клеток в неограниченном количестве делает их весьма привлекательным объектом изучения, в связи с чем разрабатываются системы массового культивирования таких клеток, дальнейшего отбора высокопродуктивных клонов клеток и подбора оптимальных индуцирующих воздействий. Перспективны также лимфобластоидные клетки человека. Способность этих клеток расти в суспензии позволяет в десятки раз повышать их плотность на единицу культуральной среды и в будущем использовать растворы для программного выращивания. Поскольку получаемый из лимфобласто-идных клеток интерферон аналогичен лейкоцитарному, после усовершенствования методов очистки он сможет использоваться в медицинской практике. Из прочих источников человеческого интерферона следует упомянуть клетки миндалин и костного мозга.

В последние годы появилось два принципиально новых подхода к решению сырьевой проблемы. Первый связан с использованием генной инженерии, второй — с химическим синтезом интерферона. Предпринимавшиеся ранее многократные попытки получения бактериального штамма, содержащего активно функционирующий ген человеческого интерферона, привели недавно к большому успеху. Удалось получить штамм кишечной палочки, продуцирующий человеческий интереферон лейкоцитарного типа. Для этой работы использован комплекс методов генной инженерии. В поисках интерферонпродуцирующе-го штамма было изучено 5 тыс. клонов бактерий, в которые вводили интерфероновый ген.

Возможность химического синтеза интерферона стала реальностью после недавнего получения высокоочищенного препарата и анализа его аминокислотного состава. Оказалось, что человеческий интерферон состоит из 166 аминокислот. Изучена последовательность этих аминокислот в полипептидной цепочке. Благодаря этим работам химический синтез интерферона становится сегодня вполне реальной задачей.

Теперь поговорим еще об одном пути получения интерферона — прямо в организме с помощью индукторов. В последние годы ученые, особенно нашей страны, ведут интенсивный поиск этих препаратов. Основным их свойством является способность запускать или включать систему интерферона или, иными словами, заставлять клетки производить этот белок. Как вы помните, гены интерферона найдены в клетках всех позвоночных, т. е. они имеются у каждого из нас, но в нормальных условиях как бы молчат и начинают работать лишь в ответ на своеобразные сигналы тревоги. В природе роль таких сигналов чаще всего играют вирусы, а образование интерферона служит первой реакцией организма на их внедрение. Значит, с помощью безвредных индукторов можно подготовить организм к встрече с болезнетворными вирусами. Нередко интерферона, образующегося в ответ на внедрение вируса, или собственного интерферона не хватает для предотвращения начавшейся инфекции. В таких случаях можно либо вводить в организм дополнительные количества интерферона, либо стимулировать их с помощью индукторов. Отсюда, естественно, возникла потребность в дешевых, доступных и безвредных для организма индукторах.

Эта работа, проводящаяся на стыке химии и вирусологии, имеет прямое отношение к медицине. Весь цикл исследования состоит из трех основных этапов. Химики синтезируют нужные прерапаты, вирусологи испытывают их на экспериментальных животных, а затем клиницисты используют для предупреждения и лечения вирусных болезней. К настоящему времени выявлены основные классы природных и синтетических высоко- и низкомолекулярных индукторов, и продолжающийся поиск приобрел теперь вполне целенаправленный характер.

Оказалось, что индукторы часто более эффективны, чем сам интерферон. При их введении организм пациента продуцирует собственный интерферон, который взаимодействует с клетками и тканями организма и сохраняется достаточно длительное время. Кроме того, индукторы стимулируют механизмы специфического иммунитета. Наиболее активные индукторы уже испытаны в клинике. Например, советскими учеными доказана эффективность синтетического полимера — полудана для лечения тяжелых вирусных поражений глаз (герпетических кератитов и кератоконъюнктивитов). Другой отечественный препарат — мегасин, получаемый из хлопчатника, недавно с успехом применен для лечения вирусных поражений кожи и слизистых оболочек.

Подобно интерферону, индукторы обладают широким спектром противовирусной активности. Но этого мало. Они, как и интерферон, эффективны при лечении опухолей, правда пока лишь у экспериментальных животных.

Кроме уже доказанной возможности использования индукторов вместо интерферона, эти препараты могут оказаться весьма полезными в производстве интерферона. До сих пор для получения этого белка лейкоциты человека обрабатывают вирусами. Гораздо перспективнее недавно разработанный метод так называемой супериндукции интерферона, для которого в качестве индукторов используют синтетические полимеры.

Исследования по индукторам интерферона, проводимые в настоящее время, весьма многообразны. Помимо поиска наиболее активных препаратов, ведутся трудоемкие доклинические испытания их свойств и разрабатываются наиболее оптимальные схемы введения в организм.

Получение индукторов, пригодных для массового использования, будет, очевидно, осуществлено быстрее, чем получение необходимых количеств интерферона. В принципе эта задача проще, и решение ее требует несравненно меньших затрат. Вместе с тем следует подчеркнуть, что оба пути не исключают друг друга и должны разрабатываться параллельно.

Глава 13 Что дальше?

(о нерешенных проблемах и вирусологии будущего)

В предыдущих главах мы познакомили вас с прошлым и настоящим вирусологии. А теперь пришла пора поговорить о будущем.

Наш великий соотечественник И. И. Мечников еще в начале XX столетия утверждал, что успехи новой медицины дают нам право надеяться, что в более или менее отдаленном будущем человечество избавится от главнейших постигающих его болезней. Все последующие события подтвердили правильность этого предвидения. Благодаря массовой вакцинации против особо опасных инфекций и правильной организации борьбы с вирусными, бактериальными и паразитарными заразными болезнями заметно снизились показатели смертности и соответственно выросла средняя продолжительность жизни, которая достигает сейчас в развитых странах 7С —74 лет.

Изменились и привычные представления о заразных болезнях. Еще не так давно врачи различали «большие» и «малые» инфекции. Из вирусных болезней к «большим» относили оспу, грипп и корь. Они начинались, как пожар, вызывали почти поголовную заболеваемость и были причиной высокой смертности. «Малые» инфекции (свинка, краснуха, ветрянка) по всем параметрам уступали «большим» и казались не столь грозными.

Естественно, первой и главной задачей вирусологии была борьба против «больших» инфекций и, как мы уже говорили, в отношении оспы она закончилась полной победой, в отношении кори — частичной, и лишь грипп до сих пор сохраняет свои позиции.

Однако за это время заметно выросли «малые» инфекции. Они оказались гораздо коварнее, чем представлялось раньше. Выше говорилось о том, как опасна для беременных краснуха и какие тяжелые осложнения вызывают свинка и ветрянка. Время сместило акценты. Места поверженных «злодеев» заняли новые: гепатиты, гастроэнтериты, герпетические инфекции. Это поставило перед вирусологией новые задачи. И главнейшая из них — борьба с детскими инфекциями.

Детские болезни, которых может не быть

Доказано, что с помощью иммунизации можно избавиться от таких грозных болезней, как корь, полиомиелит, туберкулез, дифтерия, коклюш и столбняк. Для этого потребуется поголовная вакцинация всех детей в мире. А пока прививками охвачено только 8 млн детей (приблизительно 10% рождающихся ежегодно).

Беспристрастная статистика говорит, что названные нами шесть болезней являются причиной смерти около 5 млн детей в возрасте до 5 лет, а еще 5 млн страдает от слепоты, глухоты, параличей, умственной отсталости и других осложнений, приводящих к пожизненной инвалидности. Эти страшные цифры, сравнимые только с числом жертв самых кровопролитных войн прошлого, становятся еще ужаснее от того, что речь идет о детях — будущем человечества! И за каждым конкретным случаем стоят трагедии родителей, отдавших бы все, чтобы спасти своих детей.

Даже среди названных нами шести болезней первое место по числу неблагоприятных исходов уже давно держат две вирусные инфекции — полиомиелит (по инвалидности) и корь (по смертности). А ведь обе эти болезни могут быть сведены на нет уже теперь. Попробуем доказать это с помощью существующей статистики.

Победа над полиомиелитом

История борьбы с полиомиелитом -- это история недавнего прошлого. В период с 1920 по 1953 г. эпидемии этой болезни были зарегистрированы в 61 стране. Еще в 50-х годах полиомиелит был серьезной проблемой. Вирус выделялся из кишечника 5—10% здоровых детей и вызывал ежегодно десятки тысяч заболеваний, заканчивающихся гибелью больных или тяжелыми пожизненными уродствами. Так, с 1955 по 1961 г. во время очередной волны полиомиелита только в США заболели более 150 тыс. детей. В результате 12,5 тыс. умерли, а около 130 тыс. были парализованы, из них 36,4 тыс. стали инвалидами.

Перед здравоохранением мира была поставлена неотложная задача — остановить полиомиелит! Эта задача была решена в кратчайший срок. Совместными усилиями советских и американских вирусологов —А. А. Смо-родинцева, М. П. Чумакова, Д. Солка, X. Копровского и А. Себина были созданы эффективные живые и убитые вакцины против грозной инфекции, для получения которых использовали клетки почек обезьян.

Массовое применение этих препаратов (особенно живой вакцины) позволило снизить заболеваемость. Так, в Советском Союзе в 1958—1960гг. практически все дети (около 90 млн!) были вакцинированы, и уже в следующем 1961 г. заболеваемость полиомиелитом снизилась с 22 тыс. случаев до 4 тыс., а с 1962 г. на территории СССР отмечались лишь единичные заболевания (приблизительно 100—150 случаев в год). Таким образом, в нашей стране поголовная вакцинация (с 1962 г. до настоящего времени) от смерти и глубокой инвалидности в результате полиомиелита ежегодно спасает около 20 тыс. детских жизней. Это одна из замечательных побед современной профилактической медицины!

Опыт СССР показывает, что даже в масштабе такой огромной страны систематически проводимыми прививками можно довести заболеваемость полиомиелитом до единичных случаев. Успехи в борьбе с этой тяжелой болезнью теперь определяются преимущественно правильной организацией работы служб здравоохранения, а там, где допущены огрехи в работе, они могут быть быстро ликвидированы, так как вакцинация дает почти немедленный эффект, резко снижая заболеваемость и ликвидируя эпидемическое распространение болезни.

Борьба против кори

В отличие от полиомиелита эта поголовная, или, как раньше говорили, повальная, инфекция до такой степени не щадила никого, что число родившихся и болевших корью практически было одинаковым. Многочисленные осложнения, которые вызывала корь (в первую очередь поражения мозга и легких), были постоянной причиной высокой смертности. До сих пор от кори (вернее, от ее осложнений) погибают на Земле более 2 млн детей ежегодно, хотя при ней, как и при полиомиелите, чудодейственные результаты дает вакцинация.

Создать эффективную вакцину против кори удалось сравнительно недавно. Это было сделано одновременно А. А. Смородинцевым в СССР и К. Эндерсом в США. Руководствуясь принципами Л. Пастера, коревой вирус ослабляли длительными пассажами (пересевами) на непривычных для него клетках почек морских свинок. В результате вирус терял свою болезнетворность для человека, но сохранял защитные свойства. Для массового получения вакцины использованы другие клетки — эмбрионов японской перепелки, в которых вирус хорошо размножается. Вакцину вводят однократно, и она, как оказалось, защищает 98% привитых. Наступление на корь в виде массовой вакцинации, начатое в СССР в 1965 г., обеспечило стойкий иммунитет и защитило подавляюще большинство привитых детей. С 1970г. эпидемии кори в нашей стране прекратились.

В довакцинальный период регистрировалось 900— 1000 случаев кори на 100000 населения нашей страны, что в пересчете на все население составляло приблизительно 2,5 млн больных детей. Теперь корь стала относительно редкой болезнью. Вакцинация уменьшила число случаев в 5—7 раз, а в тех местах, где прививки делаются практически всем детям, в 30—50 раз. Соответственно резко упала и смертность от кори. Значит, корь можно победить полностью! Отсюда очередная задача — поголовная вакцинация всех детей против этой все еще грозной болезни, что позволит спасать ежегодно около 10 тыс. жизней детей, ранее умиравших от осложнений кори.

Мы ограничимся этими двумя примерами, но отметим, что недавно созданы эффективные вакцины против таких опасных детских инфекций, как краснуха, свинка, герпес, ветрянка. Введение их приблизительно в 16 раз снижает заболеваемость этими инфекциями. Задача состоит в том, чтобы наладить массовое производство этих препаратов и обеспечить широкое их использование. До сих пор мы говорили о вопросах, уже решенных вирусологией, или почти решенных, а теперь давайте остановимся на нерешенных проблемах. Прежде всего давайте вспомним о короле вирусов — гриппе и посмотрим, как обстоят дела с этим, как мы теперь знаем, самым неподдающимся вирусом.

Почему так трудно победить грипп?

После этого утверждения обычно задают риторический вопрос: неужели грипп не будет побежден? Может быть, все дело заключается в недостаточных усилиях ученых и плохой организации профилактических мероприятий? А иногда еще добавляют: почему же в системе борьбы с гриппом не нашли места меры личной и об-щественой гигиены?