Prospects for cytokine therapy in acute respiratory viral infections, including COVID-19

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Ранее обсуждался иммунопатогенез коронавирусной инфекции, в основе которого лежит дисбаланс цитокиновой регуляции с развитием несбалансированного иммунного ответа в результате подавления коронавирусом SARS-CoV-2 синтеза эндогенного интерферона (IFN), ведущего к гиперпродукции провоспалительных цитокинов, служащей причиной неадекватно сильного воспаления в лёгких с развитием острого респираторного дистресс-синдрома (РДС), дыхательной недостаточности и нарушения функционирования других органов при развитии тяжёлого COVID-19 [1, 2]. Аналогичные данные по нарушению соотношения синтеза ряда цитокинов получены и при других острых респираторных вирусных инфекциях (ОРВИ), где цитокиновый шторм также выступает основой иммунопатогенеза тяжёлых клинических проявлений. Именно поэтому потенциал цитокинотерапии подобных респираторных инфекций будет рассмотрен с точки зрения возможной коррекции дисбаланса синтеза эндогенных цитокинов.

Видимо, при COVID-19 решающую роль в дисбалансе реакций врождённого иммунитета играет недостаточный синтез IFN на ранних стадиях инфекции. Аналогичная ситуация описана при развитии острого тяжёлого гриппа. В ответ на интенсивную репликацию вируса гриппа происходил запуск синтеза провоспалительных цитокинов, а затем и гиперпродукции самого IFN, но несвоевременный синтез IFN вёл лишь к усилению воспалительной реакции. В экспериментальной модели респираторной инфекции, вызванной коронавирусом SARS-CoV, наблюдался несбалансированный низкий синтез IFN и параллельная активация воспалительной реакции. В описанной модели применение IFN в ранней фазе инфекции показало очевидный защитный лечебный эффект [3]. Эти данные позволили предположить, что при инфицировании некоторыми высокопатогенными штаммами вируса гриппа, коронавирусами SARS-CoV или MERS-CoV задержка синтеза IFN нарушает должный контроль за вирусной репликацией и приводит интенсивному синтезу провоспалительных цитокинов, инфильтрации лёгких активированными нейтрофилами и моноцитами со всеми вытекающими последствиями в виде острой гипервоспалительной реакции и развития РДС.

В связи с этим сейчас с особой актуальностью встаёт вопрос об использовании для лечения больных COVID-19 цитокинотерапии (причём строго в зависимости от стадии заболевания), либо направленной на активацию собственных средств защиты организма, например компенсацию подавленного синтеза IFN, либо призванной ограничить избыточное развитие воспалительной реакции. Следовательно, перспективными направлениями цитокинотерапии COVID-19 могут быть 2 основных подхода:

1. Лечение препаратами IFN в начальной стадии инфекционного процесса для восстановления уровня эндогенного IFN, подавленного в результате воздействия ряда респираторных вирусов, включая коронавирус SARS-CoV-2.
2. Применение антицитокиновой терапии при развитии цитокинового шторма и пневмонии с целью подавления биологической активности эндогенных провоспалительных цитокинов, синтезируемых в избытке.

Оба направления цитокинотерапии являются вариантами иммунотерапии с использованием аналогов эндогенных цитокинов либо вариантов воздействия на систему цитокинов с целью подавления избыточной активации их синтеза, превышающего физиологические нормы. Почему именно иммунотерапия вызывает в настоящее время повышенный интерес как средство борьбы с инфекциями? Несмотря на прогресс в создании новых противовирусных препаратов, проблема профилактики и лечения вирусных инфекций остаётся решённой далеко не полностью. В последние 50 лет в мире зарегистрировано около 50 новых противовирусных химиотерапевтических препаратов, причём почти 30 из них, относящихся к классу низкомолекулярных ингибиторов ферментов жизненного цикла вирусов, — в последние годы [4]. Эти препараты нового поколения показали очень высокую эффективность и позволили во многом решить проблемы лечения либо остановки прогрессирования отдельных серьёзных социально значимых инфекций, таких как хронический вирусный гепатит С и ВИЧ-инфекция. Однако их использование направлено на борьбу только с конкретными вирусами, вызывающими данные заболевания, но не может быть распространено на другие вирусные инфекции. Во многом это связано с узкой специфичностью противовирусных средств, отсутствием препаратов широкого спектра действия, высокой изменчивостью вирусов, позволяющей им быстро приспосабливаться к новым химиотерапевтическим средствам и ускользать от их действия. Поэтому сейчас с особой актуальностью встаёт вопрос об использовании для лечения вирусных инфекций иммунотерапии и любых подобных подходов, ориентированных на активацию собственных средств защиты организма, сформировавшихся в ходе эволюции, что обозначается как терапия, направленная на организм (host-directed therapy), в противовес антивирусным препаратам прямого действия [5]. Такой подход позволяет создать универсальные средства защиты против многих инфекционных агентов, которые могут быть применены в клинической практике. Сейчас, когда пандемия коронавирусной инфекции объявлена закончившейся, эти подходы становятся актуальными для терапии тяжёлых проявлений любых ОРВИ.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ РЕКОМБИНАНТНОГО IFN ЧЕЛОВЕКА ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ РЕСПИРАТОРНЫХ ИНФЕКЦИЙ

В первых работах по применению препаратов интраназального IFN-α в виде капель или спрея для терапии респираторных инфекций был продемонстрирован лечебный и профилактический эффект против следующих вирусов, чаще всего вызывающих ОРВИ: вирусов гриппа, риновируса, респираторного синцитиального вируса и сезонных коронавирусов. Сразу стала очевидна важная деталь в проявлении действия IFN: он оказался эффективен при использовании профилактически за один день до попадания вируса в организм либо в течение первых трёх суток от начала вирусной респираторной инфекции. При этом наблюдалось дозозависимое усиление терапевтического эффекта при эскалации вводимых доз. Оптимальными оказались следующие дозировки рекомбинантного IFN-α: 9×10⁶ МЕ 3 раза в день в течение 5 дней [6], 2,4×10⁶ МЕ в день в течение 4 дней [7], 3×10⁶ МЕ в день в течение 5 дней [8] и даже 20×10⁶ МЕ 4 раза в день в течение 5 дней [9]. Согласно перечисленным опубликованным клиническим исследованиям, указанные высокие дозы рекомбинантного IFN-α при длительном (месяц и более) интраназальном применении оказывали прекрасный лечебный и профилактический эффект [10, 11], но вызывали побочные реакции в виде раздражения и сухости слизистой верхних дыхательных путей, появления крови в секретах в результате эрозии слизистой [7, 12].

Как и для любого биологически активного вещества, особенно из группы цитокинов, увеличение побочных реакций — это естественное проявление механизмов биологического действия, когда из медиаторов защиты эти вещества становятся медиаторами патологии. Видимо, стремление увеличить дозу IFN и длительные курсы применения с введением высоких доз препаратов несколько раз в сутки были ошибками ранних протоколов лечения ОРВИ. Кроме нежелательного воздействия на слизистые, высокие дозы IFN при длительном назначении могли привести и к угнетению естественных иммунных механизмов противовирусной защиты. Действительно, в ряде исследований ещё в те годы показана клиническая эффективность более низких доз IFN (менее миллиона МЕ) и возможность эффективного применения препаратов IFN реже и более короткими курсами. Использование относительно низких доз препаратов IFN приводило к снижению выраженности симптомов и сокращению сроков протекания ОРВИ [8, 13, 14].

В России также разработаны и зарегистрированы несколько препаратов интраназального IFN на основе рекомбинантного интерферона альфа-2b человека (IFN-α2b). Среди первых разработанных лекарственных средств был очень удобный для самостоятельного применения препарат в виде капель, представляющий собой раствор рекомбинантного IFN-α2b для закапывания в нос («Гриппферон»®) с активностью в несколько десятков тысяч МЕ. Данный препарат при клиническом использовании продемонстрировал хорошее противовирусное действие и клиническую эффективность при лечении взрослых и детей с гриппом и ОРВИ [15, 16].

В последующем кроме капель в нос были созданы препараты IFN-α2b для интраназального введения в виде спрея и аэрозоля 100 000 МЕ с целью более равномерного распределения действующего вещества по всей поверхности слизистой и более глубокого проникновения в дыхательные пути. Преимущество использования любой интраназальной формы препарата состоит в том, что осуществляется адресная доставка лекарственного средства непосредственно к поражённым клеткам органа-мишени, где создаётся его высокая концентрация. При этом не требуется системное введение высоких доз препарата, как это происходило при лечении больных вирусными гепатитами и порой при длительных курсах приводило к возникновению нежелательных побочных эффектов. Результаты клинических испытаний интраназальных препаратов показали, что использование в терапии больных с ОРВИ аэрозольной формы IFN-α2b приводит к снижению интоксикационного и катарального синдромов и сокращению сроков заболевания в среднем на 3 дня, по сравнению с традиционными методами терапии. Основные преимущества аэрозольного препарата для местного применения заключаются в высокой клинической эффективности при ОРВИ с быстрым прерыванием клинического симптомокомплекса, регрессированием интоксикационного синдрома, признаков воспаления слизистой верхних дыхательных путей по сравнению с группой пациентов, получавших традиционную симптоматическую терапию [17, 18].

На фоне включения препарата IFN-α2b в комплексную терапию взрослых с различными проявлениями ОРВИ наблюдалось статистически значимое сокращение продолжительности основных клинических симптомов заболевания (повышенной температуры тела, интоксикации, катаральных симптомов в носоглотке и лёгких), общей продолжительности острого периода (в среднем на 1,5 дня). Отмечена хорошая переносимость препарата, ни в одном случае не выявлено нежелательных явлений, не обнаружено развития гиперреактивности в ответ на введение препарата. Учитывая хорошую и отличную лечебную эффективность препарата, подтверждённую клинико-лабораторными методами, его безопасность, а также удобный, естественный метод введения, авторы рекомендуют включение интраназальных препаратов IFN-α2b в комплексную терапию взрослых при гриппе и ОРВИ [19].

Профилактическая эффективность применения интраназального IFN-α2b в виде спрея с содержанием IFN-α2b в одной дозе 300 000 МЕ у контингента призывников продемонстрирована в Китае. Спрей применяли 2 раза в день путём введения в каждую ноздрю и в область горла в течение 5 дней. В результате такой способ применения препарата показал высокую клиническую эффективность в плане предотвращения развития респираторных инфекций, вызванных вирусами гриппа А, гриппа В, парагриппа и аденовируса типа В. Препарат хорошо переносился и не вызвал никаких побочных реакций [20].

Дальнейшие клинические исследования подтвердили эффективность IFN-α2b при лечении гриппа у детей, а также показали возможность его применения и у беременных. В частности, сравнительный анализ эффективности антивирусных препаратов [осельтамивир, умифеновир («Арбидол»®), имидазолилэтанамид пентандиовой кислоты («Ингавирин»®)] и препаратов рекомбинантного интерферона («Виферон»® и «Гриппферон»®) у 116 детей, 74 взрослых и 112 беременных женщин, госпитализированных в стационар с верифицированным гриппом средней степени тяжести, показал сопоставимость эффективности действия указанных антивирусных препаратов с эффективностью раннего применения препаратов интерферона у беременных. При этом клинический эффект терапии оказался оптимален при её назначении в первые 2 суток от начала заболевания [21].

ОРВИ, включая грипп, являются самой распространённой патологией детского возраста. Именно поэтому поиск эффективных лекарственных средств с целью их профилактики и лечения особенно важен для рационального использования у детей. Результаты экспериментальных и клинических исследований указывают на эффективность противовирусного действия IFN-α2b на разные вирусы, вызывающие ОРВИ, в том числе и на аденовирус. Данные, полученные в ходе экспериментального (на клеточных культурах) и клинического (в детских коллективах) изучения способности IFN-α2b оказывать вирусингибирующее (по отношению к аденовирусу) и профилактическое (по отношению к возбудителям ОРВИ) действие, позволяют использовать данный препарат как средство профилактики аденовирусной и других вирусных инфекций в детских коллективах [22]. Важной особенностью интраназальных форм препарата IFN-α2b является удобство применения для пациентов и возможность амбулаторного лечения.

Результаты применения рекомбинантного IFN-α2b подытожены в обзоре В.В. Краснова [23], в котором приведены ссылки на основные публикации по данной теме в течение нескольких лет клинических исследований у различных групп пациентов. Многочисленные исследования последних лет показали безопасность интраназального IFN-α2b, а также его терапевтическую и профилактическую эффективность в отношении гриппа и ОРВИ. Он может одинаково успешно использоваться у людей любого возраста, включая беременных женщин, независимо от сроков гестации, и новорождённых. С учётом анализа риска гриппозной инфекции в различных возрастных группах, циркуляции вирусов гриппа и принципов специфической и неспецифической профилактики гриппа обоснована эффективность препарата рекомбинантного IFN-α2b в профилактике гриппа и других ОРВИ [24].

ЛЕЧЕНИЕ КОРОНАВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ ПРЕПАРАТАМИ РЕКОМБИНАНТНОГО IFN

Лечебное применение препаратов IFN I или III типов имеет ясное клинико-иммунологическое обоснование, так как одним из главных факторов развития коронавирусной инфекции является способность вируса SARS-CoV-2 эффективно блокировать продукцию эндогенного IFN, синтезируемого в ответ на инфицирование клеток человека, и тем самым подавлять врождённую иммунную систему [25, 26]. Именно это позволяет коронавирусу ускользать от защитного действия IFN как одного из важнейших противовирусных медиаторов врождённого иммунитета. В этой ситуации естественно встаёт вопрос, можем ли мы, имея развитый потенциал биотехнологических подходов к получению рекомбинантного IFN, полностью повторяющего свойства природной молекулы, воздействовать на коронавирус извне, ведь назначение препаратов IFN именно при коронавирусной инфекции является строго патогенетически оправданным и направлено на компенсацию ущерба, наносимого вирусом нашей иммунной системе в плане подавления продукции собственного IFN. Исходя из иммунопатогенеза нарушений реакций врождённого иммунитета, описанных выше, безусловно, да.

Применение генно-инженерных препаратов IFN может позволить избежать ингибирующего влияния вируса и проявить действие IFN в полном объёме и в оптимальные сроки для блокады распространения вируса. Видимо, рекомбинантный IFN, введённый извне в дыхательные пути, например, в виде раствора, спрея или аэрозольного препарата, сможет оказать лечебное действие в начальной стадии заболевания, а также дать профилактический эффект во время эпидемии. В данном случае речь идёт именно о местном интраназальном либо внутрилёгочном введении препаратов рекомбинантного интерферона, где он и должен оказать своё лечебное действие на ранних стадиях развития коронавирусной инфекции. Основным подходом к терапии COVID-19 препаратами IFN должно быть упреждающее назначение лечения до развития полного симптомокомплекса жизнеугрожающих состояний.

Ещё до пандемии новой коронавирусной инфекции было показано, что препараты IFN подавляют репликацию коронавируса MERS-CoV — этиологического агента развития ближневосточного респираторного синдрома (MERS, Middle East Respiratory Syndrome) — при экспериментальном заражении обезьян. Применение комбинации IFN и рибавирина через 8 ч после инфицирования приводило к существенному снижению развития симптомов вирусной пневмонии и дыхательной недостаточности [27]. На культурах клеток человека с использованием метода электронной микроскопии продемонстрировано противовирусное действие IFN при заражении и другими известными коронавирусами [28]. В более ранних работах показано, что применение интраназального спрея с рекомбинантным IFN оказывало лечебный эффект при инфицировании различными штаммами сезонных коронавирусов [29]. Таким образом, доказано защитное действие препаратов IFN против различных типов коронавирусов.

В случае коронавируса SARS-CoV-2 сразу после начала пандемии COVID-19 была осуществлена оценка противовирусной активности рекомбинантного IFN-α2b человека в отношении данного вируса в экспериментах in vitro в культуре клеток почки африканской зелёной мартышки Vero Cl008. Эффективность препаратов оценивали по подавлению репродукции коронавируса. В результате проведённых опытов было убедительно продемонстрировано, что IFN-α2b эффективно подавлял репродукцию коронавируса при внесении в культуру клеток как за 24 ч до, так и через 2 ч после инфицирования. В диапазоне концентраций IFN-α2b от 10² до 10⁶ МЕ/мл отмечалось полное подавление репродукции коронавируса SARS-CoV-2 [30].

У человека в ответ на инфицирование вирусами экспрессируются несколько генов, кодирующих разные субтипы интерферонов, обладающих противовирусной активностью. Это IFN I типа (IFN-α, -β, -κ, -ω, -τ) и III типа (IFN-λ1–4). Среди IFN I типа IFN-α включают 12 субтипов с очень высокой степенью гомологии, тем не менее все эти гены сохранились в эволюции и участвуют в противовирусной защите. Различные IFN I типа взаимодействуют с одним и тем же гетеродимерным рецептором и активируют однотипный сигнальный внутриклеточный каскад, приводящий к экспрессии интерферон-стимулированных генов, продукты которых обеспечивают развитие противовирусного ответа [31, 32]. Несмотря на кажущееся полное сходство механизмов действия, оказалось, что все IFN I типа имеют некоторые отличия в противовирусной активности в отношении коронавируса SARS-CoV-2. При исследовании противовирусной активности в первичной культуре клеток лёгочного эпителия (hAEC) все 12 субтипов IFN-α обладали защитной противовирусной активностью, но она проявлялась по-разному. Наибольшая защитная эффективность наблюдалась у IFN-α5, и эти результаты подтвердились в опытах на животных [33].

В клинической практике при инфицировании коронавирусами SARS-CoV и MERS-CoV показано защитное действие препаратов рекомбинантного IFN-α только при раннем применении в начале развития заболевания до появления симптомов тяжёлой лёгочной патологии. Такое назначение IFN-α приводило к снижению вирусной нагрузки и улучшению клинической картины. Более позднее назначение IFN не давало положительной динамики по сравнению с группой плацебо [34, 35]. Видимо, подобные различия в эффективности лечебного действия IFN в зависимости от срока назначения препаратов объяснимы с точки зрения иммунопатогенеза коронавирусной инфекции. В начальной стадии инфекции существует недостаток эндогенного IFN, и введение рекомбинантного аналога извне может компенсировать данный дефицит, играющий важную роль в дальнейшем прогрессировании инфекционного процесса. Напротив, в более продвинутых стадиях развития инфекции может развиваться гипервоспалительная реакция с повышенным синтезом провоспалительных цитокинов. Назначение IFN в этот период нецелесообразно, так как может привести к усугублению цитокинового шторма и обострению воспаления в ткани лёгких [36].

Проведённые испытания препаратов рекомбинантного IFN-α2b показали, что они снижают продолжительность высева коронавируса из респираторного тракта и параллельно уменьшают длительность выявления повышенных уровней IL-6 и С-реактивного белка в плазме крови больных COVID-19 [37]. Эффективность ингаляционного применения рекомбинантного IFN-β1а изучена также в рандомизированных плацебо-контролируемых клинических исследованиях у взрослых, госпитализированных по поводу COVID-19 с тяжёлыми формами заболевания. В исследовании участвовал 101 пациент с клиническими симптомами коронавирусной инфекции, подтверждёнными методом полимеразной цепной реакции. Препарат IFN вводился внутрилёгочно с помощью небулайзера ежедневно в течение 14 дней начиная с первых дней клинических проявлений заболевания. Больные, получавшие ингаляционный IFN, имели статистически подтверждённые лучшие показатели темпов выздоровления относительно показателей группы сравнения, ни один из пациентов не умер, тогда как в группе сравнения констатировано 3 смерти от COVID-19. Препарат хорошо переносился без проявлений серьёзных побочных реакций [38].

В отдельном клиническом исследовании изучена эффективность лечения взрослых больных с тяжёлыми формами COVID-19 также и при системном подкожном введении IFN-β1b в дозе 250 мкг 1 раз в день в течение 2 недель совместно с противовирусными химиопрепаратами. Время выздоровления пациентов, получавших IFN, было существенно короче, чем в группе сравнения. На 14-й день наблюдения доля выписанных из госпиталя пациентов, пролеченных IFN, составляла 79%, а в группе сравнения — 55%. Доля больных, нуждавшихся в проведении интенсивной терапии, в первой группе была на уровне 42%, а в группе сравнения — 66%, летальность на 28-й день — 6 и 18% соответственно. Авторы делают вывод, что применение препарата IFN-β1b у больных с тяжёлым COVID-19 эффективно сокращало время выздоровления при отсутствии серьёзных нежелательных явлений [39]. Также показано, что применение препарата пегилированного IFN-λ у госпитализированных больных COVID-19 в виде однократного подкожного введения в период до 7 суток от появления симптомов привело к сокращению сроков госпитализации и перевода в палаты интенсивной терапии [40].

Однако, несмотря на продемонстрированную клиническую эффективность системного применения пегилированного IFN для лечения больных COVID-19, следует вспомнить об известных ограничениях высокодозной терапии препаратами IFN, применявшихся в дозах в несколько миллионов МЕ. Для лечения хронических вирусных гепатитов В и С многие годы использовалась длительная высокодозная терапия IFN, в том числе пегилированными препаратами с пролонгированным действием. При этом суточная доза, в зависимости от состояния пациента, могла колебаться от 3 млн МЕ до 6 и более млн МЕ в сутки при парентеральном введении 3 раза в неделю. Длительность лечения составляла от 6 месяцев до 1,5 лет, и это часто приводило к серьёзным побочным эффектам. Местное интраназальное применение IFN выгодно отличается от системного применения, в первую очередь использованием значительно более низких дозировок, составляющих несколько тысяч, а не миллионов единиц биологической активности. Во-вторых, препарат вводится в дыхательные пути и практически не попадает в циркуляцию. Это обеспечивает адресную доставку и позволяет избежать побочного действия.

Приведённые результаты клинических исследований касаются лечебного применения различных препаратов рекомбинантного IFN I типа, в то же время клинические данные свидетельствуют и о возможности его использования для профилактики коронавирусной инфекции. В открытом клиническом исследовании приняли участие врачи и медсёстры (2944 чел.), работавшие с больными COVID-19 в госпитале провинции Хубэй, которые в течение месяца контактов с больными в «красной зоне» получали препарат интраназального IFN-α2 в виде капель. В результате ни у кого из них в течение полугода наблюдения не было клинических проявлений коронавирусной инфекции, а также не отмечено никаких побочных эффектов применения препарата. Из приведённых данных очевидно, что интраназальный IFN-α2 может быть использован для профилактики COVID-19 [41].

В отечественном клиническом исследовании изучена динамика развития и проявлений COVID-19 у медицинских работников, профилактически получавших интраназальный препарат рекомбинантного IFN-α2b («Гриппферон»®). Оценка профилактической эффективности препарата проведена в аналитическом когортном проспективном исследовании с участием 561 медицинского работника инфекционных ковидных отделений, где показана высокая профилактическая эффективность препарата у врачей и медицинских сестёр, контактирующих с пациентами, инфицированными коронавирусом SARS-CoV-2. Препарат интраназального рекомбинантного IFN-α2b вводился в дозе 3000 МЕ 2 раза в день в течение 30 дней. В результате заболеваемость медперсонала, не получавшего IFN, оказалась в 3 раза выше, чем в группе с профилактическим применением препарата. Препарат интраназального IFN-α2b может быть рекомендован в качестве средства экстренной профилактики коронавирусной инфекции в целях обеспечения эпидемиологической безопасности персонала и пациентов медицинских организаций в период пандемии COVID-19 [42]. Эффективность и безопасность применения интраназального препарата рекомбинантного IFN-α2b с целью проведения медикаментозной постконтактной профилактики COVID-19 также показана у сотрудников, работающих в детском инфекционном стационаре [43].

При среднетяжёлой форме COVID-19 выявлены неадекватно низкие уровни сывороточных IFN-α и IFN-γ на фоне повышенных уровней IL-6 и IL-8. Восстановление системы эндогенного IFN при лечении препаратами рекомбинантного IFN-α2b благоприятно сказывается на выздоровлении пациентов с COVID-19 средней тяжести, при этом в эксперименте подтверждено иммуномодулирующее действие IFN-α2b, а именно усиление функциональной активности нейтрофильных гранулоцитов [44]. По мнению авторов, применение препаратов рекомбинантного IFN-α2b может привести к восстановлению уровней IFN у пациентов с COVID-19 и явиться эффективным вариантом лечения COVID-19 с более быстрой элиминацией вируса и нормализацией функционирования клеток иммунной системы.

При изучении эффективности применения рекомбинантного IFN-α2b в виде назального спрея у детей в ранние сроки острой респираторной инфекции, в том числе и при COVID-19, получены убедительные данные, свидетельствующие о противовирусной активности препарата в отношении различных вирусов, вызывающих ОРВИ. При лечебном применении IFN-α2b продемонстрировано уменьшение вирусной нагрузки, сокращение сроков элиминации возбудителей, продолжительности катаральных симптомов заболевания и интоксикации. При этом иммунологическое обследование данных пациентов показало, что на фоне применения рекомбинантного IFN-α2b происходило снижение высокого содержания цитокинов IL-1β и IL-8 в смывах из носоглотки, т.е. наблюдалась реальная коррекция дисбаланса эндогенных цитокинов, служащего основой иммунопатогенеза тяжёлых форм респираторных вирусных инфекций. Видимо, за счёт подавления репликации вирусов введённый извне рекомбинантный препарат IFN-α2b снижает провоспалительное воздействие патогена и синтез соответствующих цитокинов [45].

Таким образом, клинические данные, полученные в разных странах, доказывают, что препараты рекомбинантного IFN I типа при местном интраназальном применении эффективны в профилактике и лечении коронавирусной инфекции при раннем назначении в первые дни заболевания. На основании опыта борьбы с эпидемией коронавируса в Китае и ряде других стран препараты IFN-α включены в национальные рекомендации по лечению больных c COVID-19. В настоящее время препараты рекомбинантного IFN включены и в рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации по борьбе с коронавирусом. У взрослых IFN рекомендован для местного ингаляционного применения в дозе 5×10⁶ МЕ 2 раза в день.

В чём заключается преимущество интерферонов перед другими противовирусными препаратами? Во-первых, на клеточном уровне IFN-α обладает биологической противовирусной активностью в отношении практически всех типов ДНК и РНК вирусов, запуская в клетках программу синтеза антивирусных белков. Во-вторых, на уровне организма интерферон вызывает активацию противовирусного иммунитета. Таким образом, одна молекула IFN активирует различные стороны развития защитных реакций против вирусов: оказывает противовирусное действие при инфицировании клеток, а также стимулирует реакции врождённого и приобретённого противовирусного иммунитета. Результат — вовлечение всех возможных противовирусных механизмов в организацию единой защитной реакции организма против внедрившегося вируса. Главное преимущество и отличительная черта IFN как потенциального противовирусного лекарственного препарата заключается в его способности подавлять репликацию практически всех без исключения вирусов независимо от их строения, включая постоянно появляющиеся в настоящее время мутантные формы коронавируса. Этим IFN выгодно отличается от большинства противовирусных химических препаратов, обладающих лишь отдельными типами противовирусного действия обычно в отношении узкого круга тех или иных вирусов. Поэтому IFN может считаться препаратом выбора для лечения целого ряда вирусных инфекций, где его применение способно дать желаемый терапевтический эффект.

В связи с этим одним из перспективных способов клинического использования IFN-α может стать его местное применение при лечении больных не только с коронавирусной инфекцией, но и с любыми другими ОРВИ (острым вирусным назофарингитом), включая грипп, в эпидемический период. В этом случае может быть реализовано свойство IFN подавлять размножение любого типа вируса, что очень важно при отсутствии на практике возможности быстро определить, какой тип вируса вызвал конкретную эпидемическую вспышку. По своей социальной значимости, огромному ущербу, наносимому здоровью населения и экономике страны, ОРВИ находятся на первом месте среди всех болезней человека. Заболеваемость ОРВИ составляет до 90% инфекционной патологии. Ущерб, наносимый здоровью населения этими инфекциями, огромен. Для всех ОРВИ характерны разнообразные осложнения в виде бронхитов, синуситов, пневмоний, что делает эти инфекции потенциально опасными для жизни. Несмотря на многообразие лекарственных средств, грипп и ОРВИ остаются практически неконтролируемыми заболеваниями из-за высокой изменчивости антигенной структуры, вирулентности циркулирующих вирусов и быстро развивающейся резистентности вирусов к применяемым препаратам. У большинства больных ОРВИ использование аэрозольного IFN способно на 2–3 дня сократить сроки лечения и с учётом распространённости данной патологии дать существенный экономический эффект. В масштабах страны только сокращение сроков пребывания на больничном листе по поводу ОРВИ и их осложнений может дать экономию в миллиарды рублей.

Возвращаясь к COVID-19, следует отметить, что лечебное применение IFN, основанное на изучении иммунопатогенеза коронавирусной инфекции, где подавление синтеза эндогенного IFN является важнейшим фактором ускользания вируса от иммунной системы, несёт в себе принцип иммунозаместительной терапии. Смысл применения IFN в данном случае заключается в усилении действия эндогенных цитокинов путём введения в организм рекомбинантных аналогов. Иммунозаместительная терапия цитокинами — новый шаг на пути развития иммунофармакологии, так как применение генноинженерного эндогенного иммуномодулятора выгодно отличается от использования индукторов интерферона. Их эффективность часто невысока из-за сниженной способности клеток организма ответить на внешнюю стимуляцию при иммунодефицитных состояниях. Кроме того, многие индукторы IFN могут одновременно вызывать активацию синтеза провоспалительных цитокинов, что, естественно, недопустимо при развитии COVID-19. На этом фоне дополнительное введение рекомбинантных интерферонов извне может оказать решающее воздействие на адекватное развитие защитных реакций и элиминацию вируса.

В целом преимущества применения препаратов рекомбинантного IFN в качестве лекарственных средств заключаются в следующем:

1. Применение рекомбинантных препаратов, идентичных эндогенным цитокинам.
2. Индивидуальные, полностью охарактеризованные по биохимическим и биологическим свойствам вещества.
3. Патогенетическая направленность терапии.
4. Полная фармакологическая характеристика препаратов и известный механизм действия.
5. Стандартизованный процесс производства и контроля качества.
6. Отсутствие в производстве компонентов крови и продуктов животного происхождения (безопасность).
7. Возможность сочетания с химиотерапией и другими способами терапии.
8. Высокая эффективность лечения по сравнению с традиционными методами.

АНТИЦИТОКИНОВАЯ ТЕРАПИЯ

В патогенезе РДС при развитии тяжёлых форм COVID-19 основную роль играет несбалансированный избыточный ответ иммунной системы со стремительно развивающимся тяжёлым синдромом гиперпродукции цитокинов. Исследования показали, что смертность при тяжёлых формах COVID-19 ассоциирована с уровнями нескольких провоспалительных цитокинов, в том числе с возрастанием уровня IL-6 в плазме крови. Первые клинические испытания (ChiCTR2000029765) терапевтических моноклональных антител (МАТ) против рецептора IL-6 (тоцилизумаб) для лечения больных с COVID-19, проведённые в Китае, продемонстрировали быстрое купирование лихорадки и восстановление дыхательной функции у 21 больного, получившего препарат. Все эти пациенты с тяжёлыми формами COVID-19 выздоровели и были выписаны из госпиталя. Исследование показало эффективность антицитокиновой терапии при угрозе развития РДС при COVID-19. Согласно клиническим рекомендациям, для лечения пациентов с COVID-19 со среднетяжёлым и тяжёлым течением препарат тоцилизумаб следует применять в дозе 4–8 мг/кг (средняя доза — 400 мг). При слабом ответе эту дозу вводят повторно, не более 4 раз, с интервалом 12 ч. Противопоказаниями для назначения МАТ против рецепторов IL-6 являются сепсис, вызванный патогенами, отличными от COVID-19, наличие сопутствующих заболеваний, иммуносупрессивная терапия при трансплантации органов, нейтропения или тромбоцитопения, значительное повышение уровня аспартатаминотрансферазы или аланинаминотрансферазы [46]. Описан также клинический случай успешного применения препарата для лечения больного COVID-19 с развившейся дыхательной недостаточностью [47]. В течение 2020 года опубликованы несколько работ, посвящённых применению МАТ против IL-6 либо против рецепторов IL-6 на различных группах пациентов, а также ряд описаний клинических случаев применения данной терапии у единичных больных с тяжёлыми и критическими вариантами течения COVID-19. Подробные клинические характеристики больных, режимы дозирования МАТ против IL-6 и результаты терапии приведены в обзоре Е.Л. Насонова [48]. В настоящее время продолжаются клинические испытания применения препарата тоцилизумаб у взрослых для лечения тяжёлых форм COVID-19 [49].

Видимо, для антицитокиновой терапии при COVID-19 могут быть использованы и иные мишени, например такие провоспалительные цитокины, как GM-CSF, TNF, IL-1, IL-17, IL-23, хемокины и их рецепторы, в частности рецептор CCR5, а также другие молекулы, участвующие в активации иммунной системы. Перспективные МАТ против цитокинов и других иммунорегуляторных молекул приведены в табл. 1. Кроме МАТ могут быть применены и другие подходы, в том числе и рецепторные антагонисты цитокинов либо низкомолекулярные ингибиторы цитокинового сигналинга, блокирующие действие сразу нескольких цитокинов. Среди них в клинических испытаниях хорошо себя зарекомендовали препараты Baricitinib (селективный ингибитор янус-киназ JAK1 и JAK2) [50], а также Tofacitinib (селективный ингибитор JAK1 и JAK3) [51].

Таблица 1. Моноклональные антитела для антицитокиновой терапии больных с COVID-19, проходящие различные стадии клинических испытаний [52–54]

Table 1. Anticytokine monoclonal antibodies for COVID-19 therapy across a range of clinical trial phases [52–54]

Терапевтические МАТ для лечения больных с COVID-19 могут быть использованы двумя основными способами. Первый заключается в применении МАТ в виде патогенетической антицитокиновой терапии с целью блокады избыточного синтеза провоспалительных цитокинов и подавления цитокинового шторма, о чем сказано выше. В данном случае действие МАТ направлено не против самого коронавируса, а против эндогенных медиаторов, синтезируемых под его влиянием в результате несбалансированного развития противовирусного иммунного ответа. Для этого могут быть применены уже имеющиеся зарегистрированные препараты терапевтических МАТ, блокирующих провоспалительные цитокины. Второй способ связан с непосредственным воздействием терапевтических МАТ на вирус для его нейтрализации либо блокады взаимодействия с клеточными рецепторами. Это направление сейчас активно развивается, на различных стадиях испытаний находятся несколько препаратов терапевтических МАТ. Главная проблема широкого лечебного использования МАТ — большие дозы препаратов и, соответственно, высокая стоимость терапии. Тем не менее развитие этого направления весьма перспективно, ряд препаратов терапевтических МАТ получили ускоренную регистрацию для использования в экстренных ситуациях на основании убедительных клинических данных по их эффективности при лечении больных с тяжёлыми формами COVID-19. Расширенные клинические испытания продолжаются.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Иммунный ответ при тяжёлых респираторных вирусных инфекциях развивается с участием реакций как врождённого, так и приобретённого иммунитета. После попадания вирусов в организм и инфицирования клеток верхних дыхательных путей первыми запускаются реакции врождённого иммунитета, связанные с запуском двух ключевых сигнальных путей активации синтеза цитокинов. Во-первых, начинается экспрессия генов и синтез IFN I и III типов как основных противовирусных медиаторов. Во-вторых, происходит экспрессия генов и синтез большой группы провоспалительных цитокинов и хемокинов, призванных организовать воспалительную реакцию и дальнейшее развитие всех механизмов противовирусной защиты с участием также и реакций приобретённого иммунитета. Однако многие вирусы, в частности респираторные вирусы и коронавирус SARS-CoV-2, имеют эволюционно сформированные способности подавлять синтез IFN. Видимо, именно подавление синтеза эндогенного IFN можно считать ключевым фактором иммунопатогенеза коронавирусной инфекции. Интенсивная репликация вирусов и продолжающаяся активация врождённого иммунитета на фоне недостаточного синтеза IFN приводит к гиперпродукции провоспалительных цитокинов и формированию несбалансированного иммунного ответа. Клинически это проявляется в виде неадекватно сильного воспаления с развитием острого РДС и дыхательной недостаточности.

В связи с такими особенностями иммунопатогенеза для лечения острых вирусных инфекций перспективным представляется воздействие на систему цитокиновой регуляции. При этом цитокинотерапия при тяжёлых ОРВИ должна проводиться строго исходя из стадий развития инфекционного процесса. Для профилактики заражения респираторными вирусами и для лечения на ранних стадиях заболевания возможно проведение цитокинотерапии препаратами интраназального рекомбинантного IFN I или III типов, который может компенсировать недостаток эндогенного IFN в начальной стадии инфекции. Например, в ходе пандемии коронавирусной инфекции интраназальные препараты на основе рекомбинантного IFN-α2b продемонстрировали высокую противовирусную активность и хорошую переносимость и включены в национальные медицинские рекомендации по борьбе с COVID-19. При развитии гипервоспалительной реакции, видимо, целесообразно применение прямо противоположного варианта воздействия на систему цитокинов — проведение антицитокиновой терапии, направленной на удаление из организма, блокаду синтеза или подавление биологической активности эндогенных провоспалительных цитокинов для предотвращения развития цитокинового шторма.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Автор заявляет об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Автор декларирует отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The author declares that he has no competing interests.

About the authors

Andrey S. Simbirtsev

Author for correspondence.
Email: simbas@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8228-4240
SPIN-code: 2064-7584

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences

References

Supplementary files