Неспецифический противовирусный иммунитет

ГЛАВА 9. ПРОТИВОВИРУСНЫЙ ИММУНИТЕТ

ГЛАВА 8. ХИМИОТЕРАПИЯ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ

ГЛАВА 7. ИММУНОПРОФИЛАКТИКА ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ

Иммунопрофилактика инфекционных болезней (в т.ч. вирусной этиологии) за годы, прошедшие после создания в 1796 г. первой вакцины против оспы, доказала, что «является одним из важнейших инструментов сохранения здоровья населения и увеличения продолжительности жизни». Особо значительные успехи в этой области были достигнуты в XX в. Если за весь предшествующий период было создано лишь 5 вакцин (в т.ч. две против вирусных инфекций – натуральной оспы и бешенства), то в XX в. было разработано 32 вакцины, в т.ч. 10 комплексных, против 22 инфекционных заболеваний.

В 1974 г. ВОЗ была впервые принята расширенная программа иммунизации (РПИ), предусматривающая проведение вакцинации детей в первый год их жизни против шести распространенных инфекционных заболеваний (корь, полиомиелит, дифтерия, столбняк, коклюш и туберкулез). В этот период, как отмечено в специальном докладе ВОЗ и Детского фонда ООН «Вакцина и иммунизация: современное положение в мире», опубликованном в Женеве в 1998 г., менее 5 % детей этого возраста получали прививки против указанных распространенных инфекционных заболеваний.

К 1990 г. уже у 80 % из 130 млн. ежегодно рождавшихся в мире детей проводили вакцинацию против этих инфекций до достижения ими годовалого возраста. За 20 лет, отмечено в указанном докладе ВОЗ, реализация первого этапа РПИ (РПИ-I) позволила ежегодно предотвращать, по меньшей мере, 3 млн. детских смертей. Кроме того, до 750 тыс. детей были спасены от слепоты, инвалидности, умственной отсталости или других видов стойкого нарушения здоровья. Было достигнуто существенное и стойкое снижение заболеваемости и смертности от таких вирусных инфекций, как корь и полиомиелит.

В 70-90-х годах прошлого века в рамках выполнения РПИ были сформулированы основные положения концепции вакцинопрофилактики этих инфекций.

1. Вакцинопрофилактика – наиболее доступный и экономичный способ снижения заболеваемости и смертности от инфекционных заболеваний.

2. Каждый ребенок в любой стране имеет право на вакцинацию против них.

3. Выраженный эффект вакцинопрофилактики может быть достигнут только в тех случаях, когда в рамках календаря прививок иммунизируют не менее 95 % детей.

4. Детей с хронической патологией следует относить к группе высокого риска при массовых детских инфекциях, в связи с чем, их иммунизация должна быть обязательной.

После завершения в 1974-1990 гг. реализация РПИ-I в 1991-2000 гг. началось осуществление РПИ-II. В этот период помимо дальнейшего расширения вакцинопрофилактики у детей 6 указанных выше инфекций предусматривалось введение иммунизации против гепатита В и краснухи, а также достижение глобальной ликвидации полиомиелита к 2000 г.

Блестящим доказательством эффективности и экономической целесообразности метода активной иммунизации явились результаты глобальной ликвидации натуральной оспы.

Опираясь на опыт борьбы с оспой в СССР, В.М. Жданов в 1953 году выдвинул на XI Всемирной ассамблее здравоохранения предложение о глобальной ликвидации этой инфекции. Проведение по инициативе В.М. Жданова массового оспопрививания привело к тому, что с октября 1977 г. в мире не было зарегистрировано ни одного случая этого тяжелого заболевания. В 1980 г. ВОЗ объявила о завершении программы глобальной ликвидации натуральной оспы. Впервые в истории человечества было ликвидировано инфекционное заболевание в мировом масштабе. Это позволило отменить массовые прививки населения против оспы. В результате стало возможным экономить более 1 млрд. долларов США и избежать поствакцинальных осложнений.

Следует отметить, что, несмотря на ликвидацию оспы, ВОЗ было принято решение о временном хранении коллекции вируса-возбудителя этой инфекции в России и США. Это обеспечивало возможность проведения научных исследований по созданию новых безопасных вакцин, разработки новых лекарственных препаратов, а также методов и средств диагностики оспы. Такая работа особенно важна в связи с тем, что вирус оспы может служить высокоэффективным поражающим агентом биологического терроризма.

В настоящее время в Национальные календари профилактических прививок, как правило, включены все вакцины, предусмотренные в РПИ-II. В отдельных странах осуществляют также вакцинацию против гемофильной и пневмококковой инфекций. В РФ Национальный календарь прививок не имеет принципиальных отличий от календарей других стран (см. Приложение 1, 2).

Этим календарем предусмотрено проведение в нашей стране вакцинопрофилактики 9 инфекционных заболеваний (в т.ч. гепатит В, полиомиелит, корь, краснуха, эпидемический паротит). Кроме того, еще против 14 нозологических форм (в т.ч. бешенство, гепатит А, клещевой энцефалит, грипп, желтая лихорадка) осуществляется вакцинация по эпидемическим показаниям. Вакцинацию против этих инфекций проводят препаратами как отечественного, так и зарубежного производства, зарегистрированными и разрешенными к применению в РФ.

В настоящее время в России производят вакцины против 28 инфекционных заболеваний. Все они по основным показателям безопасности и эффективности соответствуют требованиям ВОЗ.

Используемые в РФ вакцинные препараты для иммунизации против вирусных инфекций могут быть разделены на:

- живые вакцины (против кори, гриппа, эпидемического паротита, полиомиелита, желтой лихорадки);

- инактивированные и субъединичные вакцины (против гриппа, клещевого энцефалита, гепатита А, инфекций, вызванных герпесвирусами 1 и 2 типа);

- рекомбинантные вакцины и вакцины с искусственным адъювантом (против гепатита В, гепатита А с полиоксидонием, гриппозная вакцина с полиоксидонием).

Сегодня в России создана уникальная система организации вакцинопрофилактики инфекционных заболеваний, признанная ВОЗ одной из самых эффективных. Она предусматривает ведение государственного учета и отчетности о проводимых прививках и случаях поствакцинальных осложнений, функционирование специализированных прививочных кабинетов, специальную подготовку больных детей с отягощенным преморбидным фоном к вакцинации, контроль за состоянием коллективного иммунитета населения, создание «холодовой» цепи при транспортировке и хранении вакцин.

Федеральным законом РФ от 17 сентября 1998 г. «Об иммунопрофилактике инфекционных заболеваний» и соответствующими СанПиНами установлены правовые основы государственной политики в этой области. Государством гарантирована доступность профилактических прививок, бесплатное проведение вакцинации против тех инфекций, которые включены в Национальный календарь. Утвержденная Правительством РФ 30 октября 1998 г. Федеральная целевая программа «Вакцинопрофилактика» на 1999-2005 гг. явилась эффективным инструментом выполнения указанного Федерального закона.

О высокой эффективности вакцинации против вирусных инфекций в нашей стране свидетельствуют результаты проведения широкой иммунизации против кори. Уже в 2002 г., когда охват детей первой вакцинацией против этой инфекции в 12-месячном возрасте достиг 98 %, а второй (в 6-летнем возрасте) – 85 %, показатель заболеваемости корью составил 0,42 случая на 100 тыс. населения (заболело 609 человек). Никогда ранее таких низких показателей в стране зарегистрировано не было. В 2005 г. заболело корью только 416 человек (0,29 на 100 тыс. населения), в т.ч. 88 детей до 14 лет (0,38 в расчете на 100 тыс. детского населения). Снижение в результате вакцинации уровня заболеваемости корью до спорадических случаев, наличие в стране высокоэффективной отечественной живой коревой вакцины, хорошо организованный эпидемиологический надзор за этой инфекцией позволили в 2002 г. начать реализацию Национальной программы ликвидации кори в стране.

Еще более впечатляющие результаты достигнуты в итоге успешной реализации программы ликвидации полиомиелита в РФ. Проведение в 1996-1999 гг. Национальных дней иммунизации против этой инфекции, с ежегодным охватом вакцинацией отечественной живой оральной вакциной около 4 млн. детей, позволило уже в 2001 г. направить в Европейское бюро ВОЗ документацию о сертификации РФ как страны, свободной от этого тяжелого инфекционного заболевания. 21 июня 2001 г. Европейский регион (в т.ч. и Россия) был объявлен свободным от циркуляции дикого вируса полиомиелита. Однако очевидно, что и сегодня необходимо продолжение усилий по поддержанию статуса России как страны, свободной от полиомиелита. Следует иметь в виду возможности заноса вируса полиомиелита из эндемичных территорий, реверсию вирулентности у вакцинных штаммов. Остро стоит вопрос о целесообразности перехода в настоящее время на продолжение иммунизации инактивированной полиомиелитной вакциной до прекращения циркуляции таких штаммов вируса полиомиелита или сочетанного применения инактивированной и живой полиомиелитной вакцинами.

Большие успехи в снижении заболеваемости в РФ острым гепатитом В во многом достигнуты благодаря реализации в стране широких программ вакцинации против этой инфекции. В 1997 г. в Национальный календарь прививок введена вакцинация против гепатита в новорожденных детей (в 2005 г. было привито 96,7 % родившихся в стране детей), в 2001 г. – подростков 13 лет (ранее не болевших и не привитых), осуществлялась широкая иммунизация лиц из групп высокого риска заражения вирусом гепатита В. Во многом благодаря этому показатели заболеваемости острым гепатитом В в стране снизились с 43,3 (в 1999 г.) до 7 (в 2006 г.) случаев на 100 тыс. населения. Проведение вакцинации против гепатита В заметно отразилось и на уровне выявляемых ежегодно носителей HBsAg (95,7 случаев на 100 тыс. населения в 2000 г. и 50,3 – в 2005 г.), показателях летальности у больных острым гепатитом В.

В настоящее время в РФ успешно решается вопрос о существенном расширении в стране масштабов вакцинации против гепатита В, гриппа, краснухи. Предусмотренные в Национальном проекте «Здоровье» меры по иммунизации в 2006-2007 гг. 25 млн. жителей России против гепатита В, большой когорты населения против гриппа и краснухи – залог дальнейшего значительного снижения показателей заболеваемости этими инфекциями.

В ближайшем будущем ожидается разработка и широкое использование в практике новых вакцин против ряда вирусных инфекций (часть таких вакцин уже создана). Например, актуальным является применение вакцины против ротавирусной инфекции, имеющей широкое распространение в раннем детском возрасте (40-60 % тяжелой диареи у детей ранней возрастной группы, требующей госпитального лечения, обусловлены ротавирусами). Остро стоит вопрос о вакцинации против ЦМВ-инфекции, ветряной оспы, энтеровирусных заболеваний, играющих существенную роль среди причин младенческой смертности.

Есть все основания полагать, что в ближайшие 20 лет существенно расширится число инфекций, контролируемых с помощью вакцин, и в Национальный календарь профилактических прививок, в недалеком будущем, будут включены новые вакцинные препараты. Предполагается, что уже в первой половине текущего столетия в расширенном календаре прививок развитых стран будет 27 вакцин, а развивающихся – 37, что позволит контролировать значительно большее число инфекций (в т.ч. вирусной этиологии). При этом все более широкое применение будут получать комбинированные вакцины (например, корь-паротит-краснуха, АКДС-гепатит В, гепатит В- гепатит А). Естественно, возникает вопрос: как иммунная система человека будет реагировать на введение такого большого числа вакцин? Накоплены убедительные данные, свидетельствующие о том, что побочные эффекты и осложнения на введение комбинированных многокомпонентных вакцин не суммируются и бывают такими же, как при введении моновакцин.

В настоящее время именно с широким применением вакцин связаны большие успехи в борьбе с инфекционными заболеваниями, глобальная ликвидация некоторых из них в последние годы. Вместе с тем, следует иметь в виду существование сегодня отчетливой вакцинозависимости населения. В связи с этим прекращение иммунизации против той или иной инфекции, снижение ее объема при регистрации только спорадических случаев болезни может привести к отчетливому подъему уровня заболеваемости.

Наличие при введении вакцин определенных побочных реакций, редких поствакцинальных осложнений хорошо известно. Разработаны эффективные меры, позволяющие значительно уменьшить их число, предупредить их появление. Следует согласиться с точкой зрения отечественных педиатров, считающих, что формирование невосприимчивости после вакцинации достигается введением микроорганизмов или их фрагментов, лишенных патогенных свойств, поэтому реакция на введение вакцины по тяжести не может идти ни в какое сравнение с естественной инфекцией после встречи с диким высоковирулентным штаммом возбудителя.

Нет сомнений, что все более расширенное применение вакцин против «старых» и «новых» инфекционных болезней – магистральный путь успешной борьбы с ними.

Химио- или этиотропная терапия вирусных инфекций последовательно развивается на протяжении последних 60 лет, достигнув к настоящему времени определенных результатов и став общепризнанным фактором контроля распространенных и социально значимых вирусных инфекций человека. Анализ развития этой актуальной проблемы указывает на ее всевозрастающую роль в борьбе с вирусными инфекциями и в обозримый период.

Химиотерапевтическое лекарственное средство непосредственно действует на определенный этап репродукции вирусов и, наряду с вакцинами и интерфероном, формирует современную систему защиты от вирусных инфекций. Современная медицинская практика располагает сравнительно небольшим количеством высокоспецифичных противовирусных лекарственных препаратов, которые получили международное признание. Это определяется, во-первых, особенностями репродукции вирусов, их облигатным внутриклеточным характером размножения, а во-вторых, необычайно сложным процессом создания противовирусного препарата, безопасного или относительно безопасного для организма человека.

Опыт показывает, что противовирусное лекарственное средство, применяемое в медицинской практике и получившее международное признание, обязательно отвечает двум требованиям. Во-первых, оно действует на определенный этап репродукции вируса и поэтому не затрагивает процессы жизнедеятельности клеток, отдельных органов и целостного организма. Во-вторых, соединение с такими уникальными свойствами должно обладать оптимальной биодоступностью при его применении с медицинскими целями. Его концентрация в крови и даже в клеточных системах и органах, пораженных той или иной вирусной инфекцией, должна достоверно превышать ту концентрацию препарата, которая дает выраженный противовирусный эффект. Такая концентрация должна поддерживаться постоянно в организме пациента в процессе всего курса применения препарата. Естественно, таким требованиям должны отвечать препараты, находящиеся и в стадии разработки. Несоблюдение этого фундаментального требования может привести к формированию вирусов-мутантов с лекарственной устойчивостью. Совершенно очевидно, что создание противовирусного лекарства зависит от объективности методов оценки противовирусного действия, от достижений молекулярной вирусологии и неограниченных возможностей органической химии. На такой основе в последние годы возникло направление исследований, называемое антивирусная химия.

В нашей стране сформировался системный подход лечения инфекционных заболеваний, имеющих вирусную этиологию, который непосредственно связан с трудами В.И. Покровского, В.В. Малеева, Д.М. Злыдникова, В.Ф. Крылова, Ф.И. Ершова, А.А. Кубановой, Н.С. Потекаева.

В процессе эволюции сформировалась сложная система защиты организма от внедрения чужеродных и патогенных агентов, состоящая из центральных и периферических органов и тканей, и названная иммунной системой. Главная задача этой системы – уничтожение проникшего в организм инородного агента или клеток организма, приобретших признаки «чужого». Основными звеньями этой системы являются иммунокомпетентные клетки – Т- и В-лимфоциты, моноциты, макрофаги, полиморфноядерные лейкоциты, NK-клетки, дендритные клетки и др. Координация функционирования различных звеньев иммунной системы осуществляется с помощью цитокинов – полипептидов, продуцируемых клетками и являющихся средством коммуникации между ними.

Иммунитет – это единый процесс взаимодействия клеточных, гуморальных, общефизиологических реакций организма на чужеродный (в т.ч. вирусный) агент.

Различают иммунитет неспецифический (естественный, врожденный) и иммунитет специфический (адаптивный, приобретенный). Защита организма является результатом совместного действия многих звеньев неспецифического и специфического иммунитета.

Начальной реакцией организма на внедрение вирусного агента, является экспрессия антивирусных цитокинов, таких как α- ИФН и β-ИФН, которые оказывают прямой антивирусный эффект. Эти ИФН взаимодействуют со своими рецепторами и передают сигнал ядру клетки. Включаются гены белков, ингибирующих репликацию вируса в клетке.

ИФН также играют доминирующую роль в активации клеток естественного иммунитета (NK-клеток и макрофагов) и адаптивного иммунного ответа (CD8⁺-Т-лимфоцитов).

При этом происходит активация хемокинов, привлекающих к входным воротам инфекции гранулоциты и макрофаги; синтез макрофагами ИЛ-1 (интерлейкин-1) и ФНО (фактор некроза опухоли), усиление адгезии циркулирующих лейкоцитов к эндотелию сосудов с выходом из сосудов и миграцией в очаг инфекции. ИЛ-1 с током крови попадает в мозг и воздействует на центр терморегуляции, приводя к повышению температуры тела, что также является одним из механизмов защиты организма.

Кроме того ИЛ-1 служит сигналом к активации CD4⁺-Т-лимфоцитов, которые, в свою очередь, секретируют ИЛ-2 и γ-ИФН. Эти цитокины активируют NK-клетки и CD8⁺-Т-лимфоциты, которые с помощью цитотоксина перфорина вводят в инфицированную вирусом клетку растворимые белки (протеолитические и липолитические ферменты), приводящие к гибели клетки-мишени. Причем антивирусный потенциал NK-клеток и цитотоксических лимфоцитов (ЦТЛ) обусловлен не только цитолитическими свойствами этих эффекторных клеток, но и их способностью продуцировать γ-ИФН и ФНО с подключением механизмов опосредованного апоптоза.

Главной задачей неспецифического иммунитета является быстрое реагирование на внедрение чужеродного патогенного агента.

Для неспецифического иммунитета характерно наличие следующих звеньев.

Макрофаги (а также моноциты, полиморфноядерные лейкоциты-гранулоциты) играют самостоятельную роль в противовирусном иммунитете: они имеют значение в фагоцитозе вирусов и, особенно, комплексов вирусных антигенов (АГ) со специфическими антителами (АТ). Помимо этого макрофаги вовлечены в кооперацию с Т-клетками (посредством секретируемого ими ИЛ-1), обеспечивающими специфический адаптивный иммунитет. При этом макрофаги наряду с дендритными клетками образуют группу антигенпрезентирующих клеток (АПК).

Дендритные клетки – это популяция клеток, которые, как и макрофаги, обладают способностью презентировать антиген Т- и В-лимфоцитам. Незрелые дендритные клетки – это многоядерные подвижные клетки, больше всего их содержится в коже и эпителии (клетки Лангерганса), которые, после захвата вируса и расщепления его до пептидов, начинают синтезировать α-ИФН и перемещаются в лимфатические узлы, где оседают и становятся неподвижными АПК. Дендритные клетки повышают продукцию γ-ИФН и усиливают цитотоксические функции NK-клеток.

Система ИФН состоит из двух классов: в первый входят α-ИФН (по старой терминологии – лейкоцитарный; около 20 подтипов) и β-ИФН (фибробластный; 1 подтип); второй класс ИФН представлен γ-ИФН. ИФН система является первой линией обороны при внедрении вируса и активируется в считанные минуты и часы. Интерфероны являются частью цитокиновой сети и выделение их в отдельную систему обусловлено их ролью в защите от вирусов. Гены ИФН 1-го класса имеются в геноме всех клеток (в 9 хромосоме) и, как и гены других цитокинов, активируются лишь при поступлении соответствующего сигнала. ИФН обладают паракринным свойством, т.е. действуют не на свою клетку, а на соседние. ИФН 1-го класса обладают выраженным противовирусным действием. γ-ИФН, ген которого имеется в иммуннокомпетентных клетках (CD4⁺, CD8⁺) и локализуется в хромосоме 12, играет существенную роль в иммунных процессах, в частности в развитии клеточного иммунитета. Под влиянием γ-ИФН Т-хелперы приобретают способность синтезировать (кроме γ-ИФН) еще ИЛ-2, ИЛ-12 и ряд других цитокинов, потенцирующих клеточный иммунитет. γ-ИФН повышает способность макрофагов фагоцитировать вирусы.

Кроме того, оба класса интерферонов повышают уровень экспрессии антигенов главного комплекса гистосовместимости I класса (МНС I), принимающих участие в презентации захваченного вирусного пептида на поверхности инфицированной клетки, тем самым делая ее узнаваемой для цитотоксических CD8⁺-Т-лимфоцитов.

Система цитокинов. Профиль цитокинов определяется двумя субпопуляциями CD4⁺-Т-хелперов (Th1 и Th2), образование которых происходит из так называемых Th0-лимфоцитов. Цитокины, продуцируемые Th1-лимфоцитами – γ-ИФН, ИЛ-2, ИЛ-12 – усиливают клеточный иммунитет, при котором клетки с рецепторами CD8⁺ играют важную роль в борьбе с инфекцией: ингибируют гуморальный иммунитет, в результате чего оказывают защитный эффект при инфекционных агентах, которые инактивируются в основном благодаря реакциям клеточного иммунитета.

Цитокины, продуцируемые Th2-лимфоцитами – ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-13, усиливают гуморальный иммунитет, т.е. они больше связаны с участием антител, и ингибируют клеточный иммунитете, в результате чего оказывают защитный эффект при патогенных агентах, удаляемых с помощью реакций гуморального иммунитета.

Естественные киллеры (NK-клетки) – это особая субпопуляция лимфоидных клеток, у которых отсутствуют антигенспецифические поверхностные рецепторы и нет узкой специализации, характерной для CD4⁺- и CD8⁺-Т-лимфоцитов.

До сих пор остается не вполне ясным, какие молекулярные механизмы и структуры важны для распознавания NK-клетками вирус-инфицированных клеток-мишеней. Рецепторы, отвечающие за индукцию NK-цитотоксичности, распознают на клетках-мишенях лиганды, которые, очевидно, отличаются от молекул МНС I, а активация NK-клеток в основном не является МНС-рестриктированным процессом.

NK-клетки реагируют на чужеродные структурные компоненты вирусов и эффективно лизируют инфицированные вирусом клетки и клетки опухолей. Главным преимуществом этих клеток является их способность действовать без промедления в качестве эффекторных клеток и ограничивать распространение вирусной инфекции на ранних этапах. Механизм цитотоксического действия NK-клеток связан с синтезом цитокина, белки которого относятся к классу перфоринов. После связывания перфорина с рецептором клетки-мишени через образующиеся каналы в клетку поступают гранзимы, приводящие клетку-мишень к гибели. Кроме того, NK-клетки продуцируют ряд цитокинов, принимающих участие в иммунных процессах (γ-ИФН, хемокины и др.).