Интерферон при воспалении легких
Вспышка острого респираторного синдрома, вызванного коронавирусом SARS-CoV-2, в марте 2020 года быстро переросла в пандемию.
В настоящее время противовирусные средства и вакцины против данного заболевания недоступны, и в связи с острой необходимостью многие клинические исследования сфокусировались на скрининге уже существующих лекарственных препаратов на предмет их эффективности против инфекции SARS-CoV-2.
Среди разнообразных терапевтических подходов, применение различных типов интерферона (IFN) в качестве противовирусных средств привлекает внимание исследователей вследствие того, что оно уже показало обнадеживающие результаты при других вызванных коронавирусами патологиях [1].
Воздействуя на различные механизмы и эффекторные белки, интерфероны играют важную роль в ингибировании репликации вирусов [2]. Мэйджор с соавт. [3] и Брогги с соавт. [4] описали механизмы, при помощи которых ответ с участием IFN-λ влияет на патогенез вирусных пневмоний.
С другой стороны, Хаджадж с соавт. в 2019 году [5] изучали реакции периферической крови у группы, состоящей из 50 больных с COVID-19, и обнаружили, что у пациентов с тяжелыми формами заболевания отмечается угнетение интерферонового ответа в сочетании с провоспалительными реакциями.
Интерфероны — важные цитокины врожденной и адаптивной иммунной системы; их разделяют на три главных типа I (α или β), II (γ), и III (λ).
Во время вирусных инфекций паттерн-распознающие рецепторы обнаруживают нуклеиновые кислоты вируса, стимулируя продукцию интерферонов. Экспрессия интерферонов I, II, и III типов не является избыточной у всех интерферон-продуцирующих клеток. В частности, экспрессия IFN-λ является тканеспецифичной: он преимущественно вырабатывается дендритными, эпителиальными клетками и гепатоцитами. У человека IFN-λ включает четыре разновидности (IFN-λ 1–4). Все они связываются и передают сигнал через гетеродимерный рецептор IFN-λ (IFNLR) [6], присутствие которого ограничивается главным образом мембранами эпителиальных клеток, дендритных клеток и нейтрофилов [7, 8].
Передача сигналов через IFNLR запускает внутриклеточный сигнальный путь, который, в свою очередь, индуцирует экспрессию группы генов, стимулируемых интерферонами (ISG) [9]. Сигналы IFNLR также стимулируют экспрессию опухолевого супрессора p53, который ограничивает репликацию вируса, усиливая сигнальный путь интерферона и вызывая остановку клеточного цикла инфицированных клеток [10, 11].
Несмотря на имеющийся противовирусный эффект IFN-λ, в эксперименте на мышах установлено, что IFN-λ, продуцируемый при гриппе, повышает восприимчивость к пневмонии, возникающей при последующем инфицировании метициллин-резистентными Staphylococcus aureus (явление, получившее название суперинфекция) [12]. IFN-λ вызывает распространение и реструктурирование микробиоты носовой полости, а также нарушает барьерную функцию эпителия, что позволяет бактериям проникать в ткани и колонизировать их.
В соответствии с этим наблюдением Брогги с соавт. показали, что количества матричной РНК (мРНК) IFN-λ из жидкости бронхоальвеолярного лаважа и в назофарингеальных образцах коррелировали с тяжестью заболевания у SARS-CoV-2-положительных пациентов.
Они обнаружили, что связь между тяжестью болезни и IFN-λ, наблюдаемая у людей, воспроизводится у мышей, которым интратрахеально вводили полиинозиновую: полицитидиловую кислоту (поли-(I:C)) — синтетическую двухцепочечную РНК. Такая РНК имитирует вирусную и запускает врожденные иммунные реакции. Интратрахеальное введение поли-(I:C) также было связано с нарушением функции эпителиального барьера легких.
SARS-CoV-2 и вирус гриппа инфицируют эпителиальные клетки легочных альвеол. По мере репликации вируса эпителиоциты легких погибают вследствие как цитопатических эффектов, так и в результате повреждений, опосредованных иммунной системой. Последующее восстановление осуществляется путем пролиферации и дифференцировки эпителиальных клеток.
В дальнейшем Мэйджор с соавт. обнаружили, что IFN-λ нарушает дифференцировку эпителиальных клеток-предшественников дыхательных путей на подтипы секреторных и реснитчатых клеток. В соответствии с этим показано, что в обеих группах нарушение пролиферации эпителия зависит от экспрессии IFNLR.
У мышей с удаленным геном Ifnlr1 (Ifnlr1-/-) после воздействия вируса гриппа или поли-(I:C) наблюдалось улучшение пролиферации эпителия. Такой фенотип был опосредован стромальными клетками легких, поскольку у химерных мышей с костным мозгом дикого типа и стромой легкого Ifnlr1-/- обнаруживается такое же усиление пролиферации эпителия, как и у мышей Ifnlr1-/-.
Благодаря усиленному восстановлению эпителия, мыши Ifnlr1-/- демонстрировали лучшую выживаемость в моделях суперинфекций S. aureus и Streptococcus pneumoniae.
Мэйджор с соавт., а также Брогги с соавт. проанализировали механизм экспрессии генов. Обнаружено, что передача сигналов IFN-λ в эпителиальных клетках легких индуцирует экспрессию ISG и путь p53 (см. рисунок).
Учитывая внутренние противовирусные эффекты IFN-λ и экспрессию IFNLR в эпителии дыхательных путей, IFN-λ изучается как терапевтическое средство при COVID-19. Так или иначе, данные Мэйджор с соавт. и Брогги с соавт. служат предостережением против непредвиденных последствий соответствующих противовирусных реакций при пневмониях, подобных тем, что вызваны SARS-CoV-2.
В других тканях ингибирование клеточного деления и гибель инфицированных клеток может быть подходящей реакцией для предотвращения распространения вируса в живых клетках. Однако, вследствие особенностей вирусных пневмоний и альвеолярных эпителиальных клеток, неспособность к пролиферации приводит к повреждениям барьера, через который осуществляется газообмен, и повышению риска бактериальных суперинфекций.
В ответ на вирусную инфекцию альвеолярные эпителиальные клетки и дендритные клетки легких выделяют интерфероны I типа (IFN-α/β) и IFN-λ III типа. Интерфероны ограничивают репликацию вируса; сигнальный путь IFN-λ может вызывать гибель клеток вследствие апоптоза и нарушать пролиферацию эпителия, что препятствует восстановлению ткани.
Из этих результатов вытекает сложная задача для проведения клинических испытаний и разработки схем лечения.
В подобных исследованиях изучается эффект подкожного введения пегилированного IFNL1a в различных группах пациентов с COVID-19. Несмотря на физиологическую роль IFN-λ в обеспечении противовирусного иммунитета в эпителии, в ходе клинических испытаний преимущественно оценивалась его эффективность при вирусных гепатитах, а не при вирусной пневмонии. Остается неясным, какая из схем лечения — пульс-терапия или же длительное постоянное введение препарата — окажет желаемый противовирусный эффект, не вызывая при этом нарушений пролиферации легочного эпителия. Потенциальным альтернативным подходом является блокада IFNLR.
Как показали Мэйджор и Брогги с соавт. в экспериментах на мышах, вероятно, что усиленный пролиферативный ответ, наблюдаемый после IFN-λ-сигналинга, перевешивает положительный эффект недостаточной реакции эпителия легких на IFN-λ при инфицировании SARS-CoV-2.
Исследования Хаджаджа с соавт. были посвящены реакциям с участием интерферона I типа при инфекции SARS-CoV-2 у человека. Подобно IFN-λ, интерферон I типа индуцирует экспрессию ISGs и p53. Однако их противовирусное действие шире, так как рецептор IFN I типа экспрессируется повсеместно.
У тяжелобольных с COVID-19 Хаджадж с соавт. отмечают глубокую супрессию сигнатур IFN типа I в периферической крови. Концентрация IFN-α в плазме крови у этих пациентов была ниже, чем у больных со среднетяжелой и легкой формами заболевания. Это свидетельствует о положительной роли системного интерферонового ответа (IFN типа I).
Мультиплексный генный анализ показал, что у пациентов в критическом состоянии наблюдается снижение экспрессии ISG. Независимо от тяжести заболевания, у SARS-CoV-2-положительных пациентов снижается количество плазмоцитоидных дендритных клеток, которые являются важным клеточным источником интерферонов типа I. У тяжелых и критически больных пациентов вирусная нагрузка плазмы повышена в сравнении с легкими пациентами и пациентами с заболеванием средней тяжести. Такие пациенты также продемонстрировали провоспалительный ответ, управляемый транскрипционным ядерным фактором κB (NF-κB). Данный ответ характеризовался повышенным уровнем интерлейкина-6 (IL-6) и фактора некроза опухоли α (TNF-α).
В противоположность данным, полученным Хаджаджем с соавт. на периферической крови, Брогги с соавт. показали, что у пациентов с SARS-CoV-2 отмечалось повышение количества мРНК IFN I типа в назофарингеальной жидкости, а также в жидкости, полученной при бронхоальвеолярном лаваже. Мэйджор с соавт. попытались выяснить, вызывают ли интерфероны I типа повреждения легочного эпителия, на модели гриппа у мышей. Блокада эндогенной передачи сигналов IFN I типа не усиливала пролиферацию эпителиальных клеток; это позволяет предположить, что IFN I типа не могут быть столь же разрушительными для эпителия легких, как IFN-λ.
Учитывая сложность интерфероновых реакций при инфекции SARS-CoV-2, углубление представлений об их влиянии на это заболевание обосновывает важность продолжения разработки препаратов, влияющих на интерфероновые пути. Необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, имеют ли IFN-λ и IFN I типа сходные эффекты, или же один из них более полезен или вреден, чем другой. Следует точно установить, усиливаются ли реакции IFN I типа в легких пациентов с COVID-19 в противоположность подавлению ответов IFN I типа, наблюдаемому в их крови.
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, является ли подавление выработки IFN I типа у пациентов с COVID-19 в критическом состоянии следствием способности белков SARS-CoV-2 вмешиваться в сигнальный путь IFN. В пользу такой возможности говорят наблюдения Хаджаджа с соавт., показавших, что подавление экспрессии IFN I типа и сигнатуры ISG в периферической крови сочетаются с усиленной экспрессией генов, способствующих передаче сигналов IFN I типа, что свидетельствует о компенсаторном ответе на блокаду сигнального пути IFN. И наоборот: низкий уровень IFN I типа может быть следствием, а не причиной, генерализованной иммуносупрессии, вызванной высокими титрами вируса.
Хотя инфицирование мышей вирусом гриппа является экспериментальной моделью вирусной пневмонии, она не может точно воссоздавать цитопатические и провоспалительные эффекты SARS-CoV-2. Следовательно, необходимо использовать и другие экспериментальные модели для оценки патогенности интерферонов в легких при инфекции SARS-CoV-2, а также проверить возможность применения интерферонов или их блокады в качестве потенциальных вариантов терапии.
23 января 2016 14:10
Василий Федорович Селиванов
В настоящее время в России развертывается, а в Украине уже в ходу, новая эпидемия свинного гриппа, который нередко протекает фатально, сопровождааясь частым развитием тяжелой двухсторонней пневмонии, а по сути повреждением легких (дисстресс -синдромом взрослых) и летальными исходами.
Есть стандарты и рекомендации.
Напомню, что имеющиеся рекомендации акцентируют применение осельтамивира (тамифлю), занамивира(реланза), умифиновира(арбидола), рибавирина, перамивира в/, интерферонов интраназально и ингаляционно,в свечах, антибиотиков, контроль симптомов, патогенетическую терапию, кислородотерапию, ИВЛ, и методы лечения дисстресс синдрома.
Грипп у взрослых: методические рекомендации по диагностике, лечению, специфической и неспецифической профилактике (2014 год, под редакцией: академика, профессора А.Г. Чучалина, главного внештатного инфекциониста СЗФО).
Все это важно.
Но хотел бы сразу остановится на одном из наиболее важных аспектов терапии, НА МОЙ ВЗГЛЯД ,- лечении интерфероном- альфа ПАРЕНТЕРАЛЬНО, который мы использовали в дозе 1 млн ЕД в сутки 2-4 дня, эндоназальный, ингаляционный путь введения, казалось бы вполне логичны, особенно с учетом места приложения, однако при очевидной эффективности в не тяжелых случаях, оказываются мало эффективным при тяжелых формах гриппа и двухстороннней пневмонии. Ректальный путь, вследствии слабой биодоступности, тоже не относится, к лучшему выбору.
Почему решил написать?
Хотел бы прокомментировать лечение гриппа и в, частности калифорнийского, с позиции непосредственного участника борьбы, во время эпидемии 2009 года в Украине в Мариуполе. Возможно опыт пригодится кому то и сейчас, если мой рассказ покажется убедительным.
В нашем отделении, а затем госпитале, перепрофилированном под инфекционный, было пролечено несколько сотен больных гриппом и вирусными пневмониями в т.ч. значительная часть тяжелых больных города. Опыт был значительный. Будучи на тот момент городским пульмонологом и зав. перепрофилированного отделения около 3 месяцев “варился “ в этом котле.
Возвращаемся в 2009 год.
Эпидемия началась с запада Украины, откуда начали доносится панические сообщения о многочисленных случаях страшной вирусной пневмонии, с огромной летальностью.
В этой борьбе были задействованы ВОЗ, политическое руководство Украины, началась истерия с зарабатыванием политических очков, за право быть победителем эпидемии. Подключилась фармкомпании с продвижением своих препаратов. Начались пляски с ТАМИФЛЮ, встречи важного груза в аэропорту премьер-министром… Много можно чего описывать.
Положительным моментом от этого было, в конечном итоге, то что когда эпидемия докатилась до нас, мы имели:
1.Наличие огромного количества ТАМИФЛЮ всем нуждающимся и желающим, который правда, списывался как наркотик, с ежедневым отчетом по количеству таблеток в горздрав.
2. Получение огромного количества медикаментов, включая практически весь спектр антибиотиков, вплоть до карбопенемов, неограниченно и зивокса (я думаю, наварились все участвующие в госзакупках очень хорошо). Мы этими антибиотиками еще около года после эпидемии пользовались.
3. ВОЗовские рекомендации по ведению калифорнийского гриппа в т.ч. с опытом борьбы с эпидемией в Мексике и других странах.
4. С учетом политической составляющей, в городе были разработаны четкие организационные алгоритмы действий, которые после первичной пробуксовки, в целом, заработали неплохо.
Наше терапевтическое-пульмонологическое отделение перепрофилировали на лечение тяжелого гриппа и гриппозных пневмоний, мы выписали всех больных и приготовились… Начало эпидемии почувствовали в воскресенье, когда за один день приняли 30 больных, на следующий еще столько же… И заполнились.
Срочно перепрофилировали второе терапевтическое отделение, которое заполнилась таким же образом, затем часть ЛОР и гинекологии, но затем в течении недели установилось равновесие, т.к. начали выписывать выздоровевших.
Одновременно в больнице находилось до 200 больных гриппом и пневмониями. и так около 3 месяцев.
Протокол ВОЗ лечения выполнялся неукоснительно, одновременно шла фиксация всех больных, вирусологическая верификация диагноза у тяжелых и умерших, помимо истории болезни, велись протоколы лечения больных (проводилось международное исследование).
Шаг вправо-влево-“расстрел”.
Одновременно отделение реанимации заполнилась тяжелыми больными, нередко требовавшими ИВЛ. Однако народ начал помирать. Причем много.
Наиболее угрожаемый и тяжелый контингент -это полные, молодые пациенты и беременные.
Обычно это сразу высоко лихорадящие или непрекращающие лихорадить после 4-5дней (вирус свинного гриппа способен реплицироваться дольше чем стандартные 5-7 дней) пациенты, у которых появляются и нарастают двухсторонние инфильтраты, с прогрессирующей дыхательной недостаточностью (сатурация ниже 85-90 и которая постепенно падает), с кровохарканьем, Они даже внешне как то изменены. Трудно описать. Нщ ,например, когда наша доктор-пенсионерка заболела гриппом и попала в реанимацию с пневмонией , а потом и умерла, мы ее, при поступлении, сначала даже не узнали. Причем мы даже научились видеть примерное типичное развитие пневмонии , которое приведет к смерти.
Поскольку мне приходилась быть в силу должности , “на острие”, то из реанимации я не вылезал. Приходилось консультировать всех тяжелых по больнице и трансформацию болезни, и как она реагировала на лечение наблюдал многократно.
Если ситуация шла по летальному сценарию, то было ощущение, что пытаешься остановить паровоз.
ТАМИФЛЮ ПОЛУЧАЛИ ВСЕ!!! 75 мгХ2р при гриппе, 150мгХ2р при пневмонии. Все что я описал происходила на практически 100% охвате лечением осельтамивиром, ЛЮБЫЕ антибиотики, (хотя при вирусной пневмонии, эффект конечно спорный, больше для осложнений и прокурора), патогенетическая терапия ( инфузии, гормоны, сурфактант даже), все доступные меры в ОРИТ и естесственно ИВЛ.
Что бы мы не применяли, какие бы меры не предпринимали, результат был неотвратим. Народ помирал и помирал, Всего у нас умерло 12 человек.
Наблюдать все это было мучительно и естественно лихорадочно начал думать:
• “Что делать?”,
• “Как дальше лечить,?”
• и изучать литературу.
Все дело осложнялось жестким регулированием лечебного процесса , по протоколу.
Интерфероном я и многие, конечно пользовались для лечения респираторных инфекций.
При легких формах, вполне с определенным положительным эффектом.
Но попытки локального применения интерферона при тяжелых формах эффекта не имели. Как и индукторов интерферона тоже.
Парентеральное применение интерферона при респираторных инфекциях обычно не принято. Смущала в т.ч. возможная лихорадочная реакция от лекарства. Грипп и так протекает с лихорадкой. Повреждение легких при калифорнийском гриппе протекает с “цитокиновым взрывом” и были опасения его усилить. Пришлось собрать какую никакую доказательную базу, которую я сложил и распечатал, на всякий случай вместе с приказами по борьбе с гриппом.
Одним из теоретических оснований для меня воспользоваться интерфероном было выяснения такого момента, как блокирование вирусом H1N1 Interferon-Inducible Transmembrane Protein 3, генетические дефекты, которого сейчас рассматривают как одной из причин тяжести свинного гриппа.
Был полезен опыт лечения интерфероном птичьего гриппа в Китае, SARS в Китае и Канаде, а недавно и MERS на Ближнем Востоке. Это отражено в более поздних публикациях:
Pathogenic potential of interferon αβ in acute influenza infection
Low-Dose Interferon Type I Treatment Is Effective Against H5N1 and Swine-Origin H1N1 Influenza a Viruses In vitro and In vivo
Treatment of MERS — CoV: Information for Clinicians Clinical decision — making support for treatment of MERS — CoV patients
Для обоснования терапии учел канадский опыт и критерии, ниже, с модификацией.
• начало симптома в течение 10 дней интерферона alfacon-1 (у нас украинский итерферон-лаферобион) у пациентов с SARS;( срок мы- (я) сократил, а позже, по мере накопленного опыта, даже в дебюте при тяжелом течении гриппа без пневмонии)
• прогрессивное радиологическое ухудшение по предшествованию 48 часам, с большим, чем 20%-ое участие легочных полей;
• прогрессивное ухудшение клинического дыхательного статуса по предшествованию 48 часам (уменьшающийся кислородную насыщенность, увеличивая частоту дыхания, или ухудшая одышку);
• информированное согласие пациента для использования интерферона alfacon-1 (мы не брали).
Interferon Alfacon-1 Plus Corticosteroids in Severe Acute Respiratory Syndrome
но мне показалось, что чем раньше, тем лучше.
Почему я об этом столько пишу?
Был большой риск получить по голове, поскольку протоколом ВОЗ лечение интерфероном не предусматривалось, а с учетом политической истерии и жесткого контроля за медикаментозной терапией, выкрутится со своими теоретическими соображениями было бы нелегко.
Попробовали сначала на тяжелом гриппозном больном без пневмонии с хорошим эффектом, а затем на сотрудниках и на себе. О своих ощущениях. Несмотря на прививку я все таки заболел. Поднялась температура до 39, понял, что придется идти на больничный, но по закону пакости всегда болею на выходных. Этот раз не был исключением, деваться не куда, надо срочно лечиться, иначе работа станет)).
Ну думаю, испытаю лечение в лучших традициях-на себе.
Итак, вечером уколол 1 млн ЕД, всю ночь выжимал простыни, к утру температура упала, в в субботу-воскресенье уже чувствовал себя не плохо, а в понедельник на работу.
Но все равно сохранялись сомнения.
Случай, который окончательно убедил, был следующий.
У нас лечилась молодая женщина- провизор, которая слегка легкомысленно относилась к проблеме, уходила домой покушать и поспать (примечание: события были на Украине, а тогда в больнице не кормили) и вдруг у нее начало развиваться болезнь по плохому сценарию, появилось кровохарканье, начала падать сатурация, усилилась одышка. что очень ее испугало и продемонстрировало опасность ситуации, она начала паниковать, как впрочем и мы.
Тогда впервые и попробовали уколоть интерферон при тяжелой пневмонии и получили резкий эффект, без какой либо побочной реакции.
Состояние быстро улучшилось и мы ее благополучно выписали.
После чего стали использовать лаферобион активно и широко, хотя сильно и не афишировали наш опыт. Но больные после этого у нас уже не умирали. По крайней мере, так совпало. Статистику не собирали, просто делились с коллегами, которые тоже увидели эффект. Однако ввиду политической истерии на тот момент, особой пропаганды этому методу лечения мы не делали. Эпидемии свинного гриппа закончилась и разворачивать изучение было поздно.
Теперь он опять вернулся и поэтому я решил поделиться своим анекдотическим, не контролируемым, не рандомизированным и не плацебо-контролируемым опытом).
Надеюсь кому-то пригодится и его используют, с меньшими сомнениями.
Тем более, что об этом уже есть публикации в мировой литературе.
Еще один метод, который использовался в Китае для лечения птичьего и свинного гриппа и потенциально может использоваться у нас-это переливание гипериммунной плазмы больных переболевших свинным гриппом. Например, в Украине имеется достаточно большая прослойка больных переболевших калифорнийским гриппом.
Источник — Врачи РФ.