Современные подходы к профилактике и лечению вирусных инфекций

Современные подходы к профилактике и лечению вирусных инфекций КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИИ И ВИРУСОЛОГИИ РГМУ ИМ. Н. И. ПИРОГОВА

Основные направления исследований Механизмы противовирусного иммунитета Функциональная активность факторов врожденного и адаптивного иммунитета (макрофаги, NK-клетки, интерферон, Т-клетки, Ig) Подходы к терапии вирусных инфекций 1. 2. 3. Этиотропная терапия – препараты, направленные на подавление этиологического агента Иммунокорригирующая терапия – иммунотропные препараты, интерферон и индукторы интерферона Фитотерапия – препараты растительного происхождения Профилактика вирусных инфекций – вакцинация

Противовирусный иммунитет Факторы врожденного иммунитета Макрофаги: - фагоцитоз и деструкция вируса, киллинг инфицированных клеток - продукция TNF α (фактор некроза опухоли), NO (окись азота, свободные радикалы, IFNα (интерферон α ) - продукция IL 12 -> индукция синтеза IFNγ Тлимфоцитами NK-клетки (естественные киллеры, маркеры CD 16, CD 56): - прямой цитолиз через продукцию перфоринов и гранзимов, - антителозависимая клеточная цитотоксичность (АЗКЦ), - стимуляция продукции IFNγ

Нейтрофил

Toll-рецепторы на фагоцитарных клетках распознают • TLR- 1 • TLR-2 и пептидогликан, липопротеины • TLR-4 ( + CD 14) липополисахарид • TLR-3 двойную нить РНК в жизненном цикле РНК-вирусов • TLR-5 флагеллин • TLR-9 – ДНК вирусов и бактерий(Cp. G неметилированную)

NK-клетки (цитолиз через продукцию перфоринов и гранзимов)

Апоптоз (активность гранзимов NK-клеток)

Противовирусный иммунитет Факторы врожденного иммунитета Интерфероны: Тип 1: IFN α (лейкоцитарный), кодируется 13 генами на хромосоме 9 IFN β (фибробластный), кодируется 1 геном на хромосоме 9 IFN τ/ε (трофобластный): Интерфероны Типа 1 способны предотвратить проникновение вируса внутрь клетки, инициировать синтез ферментов, нарушая синтез вирусной РНК и синтез белка вируса в клетке, модулировать активность NK-клеток

Вирус-инфицированные клетки

IFNα

IFN

IFNα и IFN Вирусная инфекция вызывает синтез IFN / , которые • активируют антивирусные механизмы в соседних клетках, а также • активируют ряд генов, ответственных за эффект прямой антивирусной активности Примеры: • блокада трансляции вирусной РНК, • запуск апоптоза (запрограмированной клеточной гибели) через Bcl-2 и каспаза-зависимые механизмы • активация РНК-эндонуклеазы, что приводит к деструкции вирусной РНК

Факторы адаптивного иммунитета Т-клетки CD 8+ (цитотоксические лимфоциты, ЦТЛ) - деструкция инфицированных вирусом клеток через продукцию перфоринов и гранзимов или взаимодействие Fas –Fas. L, - поражение вирусов через продукцию IFN и/или TNF. Т-клетки CD 4+ (Т хелперы, Тh) - активация макрофагов в иммунном ответе; продукция активированными макрофагами свободных радикалов и цитокинов, - индукция синтеза Ig (противовирусных антител) В – клетками.

Лимфоциты

Противовирусный иммунитет Адаптивный иммунитет • Антитела (иммуноглобулины, Ig) участие в активации системы комплемента и последующий киллинг инфицированных вирусом клеток • Интерферон Тип II: IFNγ ( иммунный), кодируется 1 геном на хромосоме 12. Продуцируется Т- и NK-клетками только после антигенной стимуляции • Цитокины: интерлейкины IL-I – IL-18, медиаторы иммунной системы

Иммуноглобулины Ig. A

Иммуноглобулины Ig. M

Иммуноглобулины Ig. G

Ig. G

Ig. G

Этиотропная терпия Препараты действующие на определенный этап жизненного цикла вирусов 1 Адсорбция вируса: ГОРДОКС, альфааминокапроновая кислота 2 Слияние мембран: КОНТРИКАЛ 3 Депротеинизация (раздевание вируса) АМАНТАДИН, РЕМАНТАДИН (грипп, ОРВИ), АЛЬГИРЕМ (в форме сиропа при ОРВИ у детей), ТРОМAНТАДИН (герпес-инфекция) 4 Синтез белка и сборка вирионов: ГУАНИДИН, САКВИНАР, МЕТИСАЗОН (особо активен против вируса оспы)

Этиотропная терапия 5 • • Транскрипция (репликация вируса): АЦИКЛОВИР (активен под влиянием фермента вируса тимидинкиназы, ингибитор ДНК-полимераз (герпесинфекция), ФОСКАРНЕТ, ВАЛТРЕКС (ацикловир + аминокислота ВАЛИН), ЦИТАРАБИН (ЦМВ), РИБАВИРИН (герпес, РНКвирусы: гриппа А и В, парагриппа, кори) 6 Ингибиторы обратной транскриптазы: АЗИДОТИМИЗИН (AZT, ВИЧ-инфекция), ЛАМИВУДИН (ВИЧ, гепатит В) ИЗОКСУРИДИН: аналог тимина (пиримидины) (герпес, ЦМВ), ВИДАРАБИД: аналог аденина (пурины) (герпетический энцефалит)

ВИЧ

Вирус гепатита С

Вирусный гепатит С

Вирус гепатита В

Вирус гепатита В

Эпидемиология вирусного гепатита В • Вирус гепатита В (HBV) передается через • кровь и ее продукты, сперму, вагинальный секрет, слюну, пот, слезы от больных с острой или хронической формой инфекции • При гемотрансфузиях, использовании нестерильного медицинского инструментария • При гомо- и гетеросексуальных контактах

Эпидемиология вирусного гепатита В • Вирус передается от инфицированных матерей (во время родов, при разрыве плаценты, трансплацентарным путем) • Контактным путем- через предметы обихода, бритвы, зубные щетки, • Опасность заражения: при прокалывании ушей, в кабинете у стоматолога • Это интегративная болезнь, отличается тяжелыми и хроническими формами • По данным ВОЗ 1/3 населения мира уже была инфицирована вирусным гепатитом В

Вирус кори

Influenzae-вирус

Основные свойства вируса гриппа • Тропизм к цилиндрическому эпителию дыхательных путей – по типу «замок-ключ» • Высокая степень репродукции 1 вирус > свыше 100( до нескольких сотен) вирионов • Поражение сосудов, геморрагические осложнения • Суперинфекция в форме бактериальных осложнений

Генетическая и антигенная вариабельность вируса гриппа • Фрагментарность вирусного генома обусловила • генетическую вариабельность (способность к высокой частоте рекомбинаций) и • антигенную изменчивость вируса гриппа (H и N) • Известны 16 подтипов H-антигена (H 1– H 16) и 10 подтипов N-антигена (N 1 - N 10)

Классификация вирусов гриппа • • Эксперты ВОЗ предложили систему номенклатуры вирусов гриппа, основанную на обозначении антигенного подтипа H и N Отдельные штаммы ( А/Виктория/3/79 H 3 N 2) выделяют в зависимости от показателей : тип вируса - грипп А, название географического места, где вирус обнаружен – Виктория q число отдельных случаев - 3 q год - 79 § Антигенные подтипы - H 3 N 2 q q

Эпидемиология • Номенклатура вирусов гриппа необходима • для оповещения о предстоящей эпидемии • для создания вакцины в соответствии с антигенными подтипами Различают 1) пандемии (с периодом 10 -15 лет) и 2) местные вспышки (каждые 1 - 3 года) • , 1) Крупные антигенные вариации получили название «шифт» , причина – рекомбинация сегментов генома между вирусными штаммами, 2) Менее выраженный антигенный сдвиг, получивший название «дрейф» , - следствие точечных мутаций

Эпидемиология • Изменение антигенных подтипов(H 1, H 2, H 3 – N 1, N 2) при пандемиях гриппа • H 1 N 1 - 1918 -1919 – пандемия «испанка» • H 2 N 2 - 1957 -1958 – «Азиатский грипп» • H 3 N 2 - 1968 -1969 - «Гонгконгский грипп» • H 1 N 1 - 1977 -1978 - А/ Москва • H 3 N 2 - 1979 (А/Бангкок/1/79 H 3 N 2)

Эпидемиология гриппа • Антигенный шифт гемагглютинина (штамм A/H 1 N 1) стал причиной вспышки «свиного гриппа» в 1976 г в США, что могло быть отражением попадания вируса гриппа свиней в скученную популяцию людей ( в период вспышки гриппа) • Аминокислотный анализ гемагглютинина «со сдвигом» показал наличие как минимум 2 -х измененных антигенных участков, что не исключает двухточечную мутацию • Это указывает на возможность подобной мутации и в случае появления свиного гриппа в 2009 г.

• • Предполагаемый цикл вируса гриппа Вирус гриппа поражает не только людей, но и лошадей, свиней, тюленей и различных птиц, как диких, так и домашних. В странах Юго-Восточной Азии большинство людей живут в небольших домах вместе с домашними животными. Это – идеальный инкубатор для выведения новых пандемических штаммов гриппа. Исследования показали, что в некоторые годы водоемы, загрязненные пометом диких, в частности перелетных, птиц буквально кишат вирусами гриппа. Таким образом, имеется природный резервуар, в котором люди постоянно обмениваются вирусами гриппа. Вследствие особенностей строения вируса гриппа это приводит к значительному ускорению его эволюции и возникновению новых штаммов.

• Считается, что птичий грипп возник по такой схеме: сначала непатогенный вирус H 5 попал от диких уток к домашним уткам и гусям (1), • от них его «подцепили» домашние куры, для которых он стал уже патогенным (2, 3). • Уже в таковом качестве он снова вернулся и к диким, и к домашним водоплавающим (4). Кроме того, вирус поселился и в организме свиней, где для него открылись разнообразные возможности генетических мутаций. • шифт H 5 H 1 H 1 N 1

Препараты иммуноглобулинов ИММУНОГЛОБУЛИН НОРМАЛЬНЫЙ (донорский), в/м Белковая фракция, выделенная из донорской сыворотки, содержит антитела против вирусов гепатита А, кори, гриппа, полиомиелита, а также против возбудителей бактериальных инфекций ОКТАГАМ, в/в 5% р-р Нормальный Ig. G человека, снижает вирусную нагрузку. Показания: первичные и вторичные иммунодефициты АНТИГЕП Ig человека против вируса гепатита В, содержит антитела к Hbs. Ag. Экстренная профилактика гепатита В у детей и взрослых

Препараты иммуноглобулинов ИНТРАГЛОБИН, в/в 5% р-р Ig человека с пятью ступенями вирус-инактивации. Доказан эффект при СПИДе, а также при СКВ. Механизм: контроль активности Т- и В-клеток. нейтрофилов, моноцитов, удаление инфицированных клеток (АЗКЦ). ЦИТОТЕКТ, в/в Ig человека с повышенным содержанием антител против ЦМВ. Терапия ЦМВ инфекции у новорожденных и детей раннего возраста.

Иммуномодуляторы ТИМОГЕН для в/м и для интраназ. примен. Получен из экстракта вилочковой железы Показания: острые и хронические вирус. и бакт. инфекции. Профилактика гриппа в сочетании с индукторами интерферона ГЕПОН per os: при гепатитах, при лечении инфекции ротоглотки, кандидозе – местно. Активный компонент – синтетический пептид (Thr-Glu-Lys-Arg-Val). Показания: вирусные гепатиты В и С, острые и рецидив. инфекц. процессы, в частности, при иммунодефицитах.

Иммуномодуляторы • Суперлимф, • • • вм, а также в форме вагинальных и ректальных свечей. Активирует клетки фагоцитарной системы Эффективен при хронических инфекциях урогенитального тракта, при ЛОР- заболеваниях у детей

Иммуномодуляторы ПОЛИОКСИДОНИЙ р-р для инъекций, а также для интраназального и сублингвального введения. Иммуномодулятор и антиоксидант. Усиливает активность NK-клеток, продукцию антител. • Показания: хронические вирусные и бактериальные процессы.

Интерфероны и индукторы интерферонов интерфероны: РЕАФЕРОН, РОФЕРОН, ВИФЕРОН, ГРИППФЕРОН, ПРЕПАРАТЫ ПЭГИЛИРОВАННЫХ ИНТЕРФЕРОНОВ (+ПЭГ) ИНДУКТОРЫ ИНТЕРФЕРОНОВ: ЦИКЛОФЕРОН – индуктор IFN и иммуномодулятор (активирует Т- и NK-клетки) Показания: клещевой энцефалит, грипп, вирусный гепатит С, герпес АНАФЕРОН (детский) содержит сверхмалые дозы антител к IFN- гамма. Показания: профилактика и лечение гриппа и других респираторных вирусных инфекций.

Риновирус

Индукторы интерферонов АРБИДОЛ (индуктор интерферона, антиоксидант и прямое противовирус. действие) Показания: грипп, снижение риска обострений хронических ОРВИ. АМИКСИН (индукция интерферонов, усиление продукции противовоспалительных цитокинов) Показания: грипп, вирусные гепатиты, ОРВИ, ВИЧинфекция. НЕОВИР (индуктор интерферона, противовирусное и иммуномодулирующее действие) Показания: грипп, герпес-инфекция, гепатиты В и С, иммунодефициты.

Вакцинация Это способ стимуляции механизмов иммунитета. Это способ активной иммунизации, предназначенный для профилактики инфекционных заболеваний. Необходим контроль безопасности внимание – иммунодефициты. вакцин. НОВЫЙ ПОДХОД К ВАКЦИНАЦИИ – применение форсифицированных вакцин: вакцинальный материал + иммуномодулятор Особое

Противогриппозные вакцины • Разрешены к применению инактивированные зарубежные вакцины: Название • • Флюарикс Ваксигрипп Бегривак Инфлювак Фирма Смит Кляйн Бичем (Бельгия) Пастер Мерье Коннот (Франция) Кайрон Беринг (Германия) Солвей Фармасьютикал Голл. )

Вакцина для профилактики полиомиелита • Вакцина против полиомиелита была первой, разработанной в 50 -х годах XX века на основе открытия клеточных культур - аттенуированная вакцина Сэбина и инактивированная вакцина Солка

Возможные причины отсутствия ответа на вакцинацию § Персистенция вирусов в организме человека § § § Латенция вируса и супрессия иммунного ответа Антигенная вариабильность Подавление системы интерферона Подобие структур вируса и клеток организма Вирусная инфекция клеток иммунной системы q В-лимфоциты - Вирус Эпштейна-Барр Т-лимфоциты - ВИЧ, Вирус кори, герпесвирус-6 q Макрофаги q - ВИЧ, Цитомегаловирус

ВОЗ разработала документ « Мониторинг побочных реакций после иммунизации» Появился термин «вакцинная болезнь» Среди причин: Нарушение хранения, транспортировки • Наличие противопоказаний, превышение дозы • Аллергия • Развитие аутоиммунных расстройств • Развитие иммунодефицитных состояний, • Фармакологическое действие вакцин (продукция провоспалительных цитокинов) • Иммуномодулирующее действие сорбентов • Неврологическое и психогенное действие вакцин

Контроль эффективности и безопасности вакцин • Потенциальная опасность: тяжелое заболевание у пациентов с иммунодефицитами (оспенная, БЦЖ, коревая) • Гиперчувствительность к вирусным антигенам (коревая) • Гиперчувствительность к антигенам куриных эмбрионов (коревая, паротитная) • Реверсия к дикому типу (характерно для штаммов вируса полиомиелита типов 2 и 3) • Контаминация эндотоксином (коклюшная)

Вакцины на основе микробных компонентов Новая бесклеточная коклюшная вакцина • содержит протеин наружной мембраны, агглютиногены фимбрий B. pertussis, коклюшный анатоксин • Вакцина АКа. ДС содержит компоненты B. pertussis + дифтерийный и столбнячный анатоксины • Вакцина Церварикс для профилактики рака шейки матки - содержит вирусоподобные частицы из антигенов вирусов папилломы человека (ВПЧ-18 и ВПЧ 16) Вакцинация с 10 – 25 лет

ДНК-вакцины • Вакцины на основе плазмидных ДНК, кодирующие протективные антигены возбудителя • Продожаются исследования по созданию и испытанию ДНК- вакцин для профилактики ВИЧ, гриппа, вирусных гепатитов В и С, а также малярии

Растительные вакцины • Впервые концепция предложена в 1995 году C. Arntzen: было показано, что листья трансгенного растения табака способны экспрессировать Hbs. Ag. При введении подопытным животным растительный антиген вызывал ответ подобно вакцине против гепатита В • Схема: вводят структурный ген в растительный вектор -> интеграция гена в ядерную хромосому -> трансгенное растение, листья которого содержат Hbs. Ag

Способы введения вакцин • Инъекция • Пероральное применение • Накожная аппликация Новая разработка • Трансдермальный путь вакцинации «Генетический пистолет» - делает выстрел покрытыми ДНК золотыми микроскопическими частицами -> -> в эпидермис, где мишенью служат клетки Лангерганса

ВИЧ-1

ВИЧ разработка вакцины продолжается

Вирус Эпштейна-Барр

Herpes - вирусы

Цитомегаловирус

Вирус простого герпеса-1

Вирус Эбола

Папилломавирус

Прион

Возбудитель SARS

Начало вирусологии – вирус табачной мозаики в работах Д. Ивановского

Вирус табачной мозаики

Сравнительные размеры вирусов полиомиелита, табачной мозаики, бактерий, бактериофага, эритроцита

Благодарим за внимание

Благодарим за внимание