Противовирусные препараты. Успехи химиотерапии

Глава 5. Терапия и профилактика вирусных инфекций

• Сложность борьбы с вирусными инфекциями
• Вирулицидные препараты
• Препараты, ингибирующие адсорбцию, проник­новение и раздевание вирусов
• Препараты, ингибирующие синтез вирусных нуклеиновых кислот
• Ингибирование экспрессии вирусных генов

Сложность борьбы с вирусными инфекциями

Химиотерапия инфекций, вызываемых бактериями, грибками и простейшими, к началу XXI в. достигла выда­ющихся успехов, обеспечив медицину большим количест­вом эффективных препаратов. Применение этих препара­тов позволило резко снизить заболеваемость и смертность от указанных выше возбудителей. В то же время химиоте­рапия заболеваний, вызываемых вирусами, имеет гораздо более скромные успехи. Это объясняется тем, что, как бы­ло отмечено выше, метаболизм вирусов гораздо в большей степени связан с обменом веществ инфицируемых ими клеток, чем это имеет место в случае инфицирования орга­низма другими патогенами.

На самом деле, у вирусов только процессы синтеза нук­леиновых кислот (и то не всегда) бывают в определенной мере автономными. Синтез же белков всегда связан с кле­точной рибосомальной системой. Посттрансляционный процессинг, протеолитическое фрагментирование полипротеинов-предшественников бывают иногда вирусоспеци­фическими, но чаще зависят от клеточных протеаз. Про­цессы гликозилирования вирусных ферментов обеспечи­ваются исключительно за счет клеточных ресурсов. Ведь вирусы не синтезируют ни углеводов, ни липидов. Таким образом, большая часть вирусиндуцированных синтезов в той или иной мере клеточно зависимы.

Кроме того, генетический аппарат вирусов отличается чрезвычайным разнообразием и способностью к быстрой изменчивости. Как уже отмечалось в гл. 2, вирионы могут содержать или ДНК, или РНК, причем и та и другая нук­леиновые кислоты могут быть как одноцепочечными, так и двухцепочечными. При этом одноцепочечные могут быть позитивно или негативно полярными. Наконец, нук­леиновые кислоты могут быть линейными и кольцевыми, непрерывными и фрагментированными.

Все перечисленные свойства вирусов затрудняют поиск веществ, которые, не повреждая клетку-хозяина, эффек­тивно подавляли бы репликацию вируса. В случае бакте­рий отбор таких агентов основан на том, что их рибосо- мальные системы настолько отличаются от таковых у жи­вотных, что удается легко найти антибиотики (например, тетрациклин), которые подавляют синтез белка бактерий, и не действуют на аналогичные системы эукариот.

Еще более показательный пример. Как известно, клет­ки животных, в отличие от бактерий, лишены ригидной клеточной стенки, содержащей пептидогликан — муреин. Поэтому антибиотики, ингибирующие формирование бак­териальной клеточной стенки (например, пенициллин), подавляют размножение бактерий, совершенно не действуя на клетки животных.

По общепринятому мнению, указанные обстоятельства делают малоперспективным поиск химиотерапевтиче­ских препаратов с широким спектром действия, напоми­нающих антибактериальные антибиотики. Пока практи­ка не дает повода для оптимизма. Большинство найденных противовирусных средств характеризуется узким спектром действия. Например, препараты на основе амантади- на и его производных эффективно подавляют вирус грип­па А, но не действуют на вирус гриппа серотипа В.

Учитывая сказанное, препараты с универсальным про­тивовирусным действием, по-видимому, следует искать среди индукторов интерферона, «включающих» эндоген­ную, эволюционно сложившуюся систему защиты клетки от вирусов.

Несмотря на все сложности поиска противовирусных средств, в химиотерапии, а лучше сказать в терапии ви­русных инфекций, все же имеются хотя и скромные, но несомненные успехи. Рассмотрим некоторые препараты в порядке расположения мишеней их действия в динамике репликативного цикла вирусов (рис. 5.2).

Вирулицидные препараты

Среди применяемых в настоящее время вирулицидных препаратов можно отметить такие, как оксолин, тебро- фен, флореналь, госсипол, алпизарин, бонафтон, левами- зол, флакозид. Главной особенностью механизма действия всех этих препаратов является то, что они инак­тивируют только внеклеточный вирус.

Оксолин (1,2,3,4-тетраоксо-1,2,3,4-тетрагидронафталинадигидрат) обладает активностью в отношении рино-, миксо- и герпесвирусов.

Препарат используют для лечения вирусных заболева­ний глаз (герпетические кератиты и кератоконъюнктиви- ты), кожи (опоясывающий лишай), ринитов, а также для профилактики гриппа. Выпускается в форме 0,25- 3%-ной мази и порошка (для приготовления растворов). В период эпидемий гриппа или при контакте с больным гриппом для индивидуальной профилактики применяют 0,25% -ную мазь путем ежедневного двукратного (утром и вечером) смазывания слизистой оболочки носа.

Теброфен (3,5,3’,5’-тетрабром-2,4,2’,4’-тетраоксидифенил) обладает активностью в отношении адено- и герпес­вирусов.

Препарат применяют в виде мази для лечения вирусных заболеваний глаз (эпидемический аденовирус­ный кератоконъюнктивит, герпетический кератит), кожи (рецидивирующий герпес, опоясывающий лишай).

Госсипол [2,2’-ди-(1,6,7-триокси-3-метил-5-изопро- пил-8-нафтальдегид)] инактивирует герпесвирусы. Про­дукт получают из семян или корней хлопчатника.

Применяют госсипол в виде мази для лечения опоясы­вающего лишая и поражений кожи, вызванных вирусами простого герпеса. В виде раствора применяют при герпе­тическом кератите.

Препараты, ингибирующие адсорбцию, проникновение и раздевание вирусов

Блокаторы рецептор-антирецепторного взаимодей­ствия. В принципе, фазу адсорбции репликативного цик­ла вируса можно блокировать, создав помехи имеющему здесь место взаимодействию рецептора с антирецептором (рис. 5.3). Для этого используют либо молекулы, имити­рующие структуру вирусного антирецептора, либо моле­кулы, структурно подобные рецепторам клетки. В обоих случаях «привычное» взаимодействие рецептора с антирецептором, необходимое для связывания клетки с вирусом, станет невозможным.

Предложено использовать в качестве лекарственных средств такого рода соответствующие синтетические пеп­тиды или рекомбинантные белковые молекулы. Приме­ром последних могут служить препараты на основе молекул межклеточной адгезии (ММА), которые представля­ют собой рецепторные молекулы для 80-90% из 130 штам­мов риновирусов, вызывающих большую часть случаев ОРВИ. В специальных экспериментах показано, что ре­комбинантные ММА действительно блокируют адгезию вирусов in vitro и in vivo, смягчая клинические проявле­ния инфекции. Препарат пока не имеет широкого приме­нения из-за достаточно высокой стоимости лечения.

С целью терапии СПИДа предложено использовать пре­параты, блокирующие взаимодействие клеточного рецеп­тора CD4 с антирецептором ВИЧ — гликопротеидом gpl20. В частности, интенсивно изучаются синтетические олиго­пептиды — аналоги участка CD4, к которому прикрепляет­ся gpl20. Кроме того, создан рекомбинантный белок, содер­жащий 368 аминокислотных остатков, который прямо кон­курирует с клеточным рецептором за связывание gpl20.

Клинические испытания проходят препараты на основе aHTn-gpl20 и рекомбинантных молекул CD4. Последние представляют собой аналоги иммуноглобулинов, в которых V-регион заменен связывающим центром CD4. Преимуще­ство подобной структуры по сравнению с нативной молеку­лой CD4 состоит в более длительном периоде полураспада.

Оба препарата (aHTH-gpl20 и рекомбинантные молекулы CD4) эффективно связывают gpl20, создавая, таким обра­зом, препятствие для прикрепления вируса к мембране клетки. Поразительно то, что для нейтрализации вирусной частицы достаточно связать всего одну молекулу глико­протеида. Это заставляет предполагать, что активность препаратов может реализоваться также и через блокиро­вание этапа раздевания вируса.

Следует отметить, что противоположный подход, осно­ванный на блокировании CD4, пока менее продуктивен, поскольку это оказывает неблагоприятное действие на функционирование Т-лимфоцитов. Ведь CD4 осуществля­ет рецепцию белков класса II основного антигена гисто­совместимости. В этом отношении считается более перс­пективным использование антиидиопатических антител, т.е. антител к антителам против рецептора CD4, которые имитируют структуру CD4 и способны взаимодействовать с антирецептором gpl20.

Известно, что стадия раздевания многих вирусов в значи­тельной степени опосредована клеточными ферментами, в связи с чем указанная стадия неудобна для проведения хи­мической атаки против вирусов. Поэтому и препаратов, спе­цифически ингибирующих этот этап вирусной репликации, разработано мало. Из заслуживающих внимания отметим препараты на основе производных адамантана и нуклеаз.

В 1961 г. среди соединений класса адамантана с уни­кальной трициклической структурой открыта селектив­ная активность против вируса гриппа А. Наиболее изучен­ными и перспективно значимыми представителями этого класса соединений являются амантадин и ремантадин.

Амантадин (1-аминоадамантан; симметрел) и реман­тадин (а-метил-1-адамантанметиламин).

Спектр и механизм действия. Препараты не оказыва­ют прямого вирулицидного действия и не ингибируют ад­сорбцию вирусов на чувствительных клетках. Главной мишенью для них обоих является матричный белок М2. Кроме того, показано, что картирование гена устойчивос­ти вируса к этим препаратам неизменно приводит к гену, кодирующему структуру гемагглютенина. Цепь событий при обработке клеток амантадином и ремантадином вы­глядит следующим образом. Взаимодействие этих препа­ратов с белком М2 (и возможно с гемагглютенином) приво­дит к блокированию ионных каналов в составе клеточной мембраны. Это, в свою очередь, приводит к неспособности клеток понижать pH внутри эндосом, содержащих виру­сы, что является условием для индукции конформацион- ных изменений в структуре гемагглютенина, необходи­мых для того, чтобы вирусная оболочка и мембрана клет­ки слились и нуклеокапсид высвободился в цитоплазму.

Показания. Амантадин выпускается в США, где он применяется для профилактики гриппозных заболеваний у взрослых. При развившейся инфекции препарат выра­женным лечебным действием не обладает.

Ремантадин — более активное производное амантадина. Применяется в качестве профилактического и лечебного средства не только для взрослых, но и для детей от одного года. Препарат (таблетки и капсулы) наиболее эффекти­вен при приеме в первые 2 дня заболевания. Ремантадин на завершающих стадиях репродуктивного цикла вируса гриппа А блокирует выделение клеткой инфекционных частиц. Следовательно, заболевание не развивается даль­ше и предотвращается возможность осложнения. Также снижается вероятность заражения окружающих.

Рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза. Спектр и меха­низм действия. Мысль о возможности воздействия фер­ментами на вирусы возникла у исследователей разных стран в конце 50-х годов прошлого столетия. Впослед­ствии в опытах с культурами инфицированных клеток бы­ло продемонстрировано, что нуклеазы действительно по­давляют размножение некоторых вирусов. Далее в экспе­риментах по изучению возможной токсичности экзоген­ных нуклеаз для самих клеток, удалось показать, что нук­леазы даже в дозах, в десятки раз превосходящих терапев­тические, действуют только на вирусные ДНК и РНК, не нанося ущерба клетке-хозяину.

Известно, что нуклеазы действуют избирательно на ви­русы. Химическое строение нуклеиновых кислот вирусов и клетки, в принципе, одинаково. Почему же эти фермен­ты повреждают нуклеиновые кислоты вирусов, но щадят клетки? Опыты показали, что молекулы нуклеаз прони­кают в клетки человека и животных путем эндоцитоза, т.е. путем, которым попадают в клетки и многие вирусы (см. гл. 3). Внутри клетки нуклеазы находятся в пузырь­ках, которые изолируют их от клеточных структур и дела­ют безопасными для клетки. Иначе говоря, фермент не «расплывается» по всей клетке, а сосредоточивается во внутриклеточных пузырьках.

Если вирионы и молекулы нуклеаз оказываются одновре­менно в околоклеточном пространстве, то они попадают в од­ни и те же внутриклеточные мембранные пузырьки и нукле­азы атакуют нуклеиновые кислоты раздевающегося вируса.

Препараты нуклеаз для медицинских целей получают главным образом из поджелудочной железы крупного ро­гатого скота. В связи с разрушением РНК, РНКаза облада­ет способностью задерживать размножение ряда РНК-содержащих вирусов (вируса клещевого энцефалита, полио­миелита, ящура и т.д.). Применяют РНКазу местно, внутриплеврально и внутримышечно.

Показания. Имеются данные о способности ДНКазы задерживать развитие вирусов герпеса, аденовирусов и других вирусов, содержащих ДНК. Применяют ДНКазу при герпетических и аденовирусных кератитах (капли, инъекции под конъюнктиву), при острых катарах верхних дыхательных путей аденовирусной природы (ингаляции).

В России селектирована бактерия — источник дешевой неспецифической нуклеазы (разрушает как ДНК, так и РНК), которую предложено использовать для борьбы с ви­русным параличом пчел, вирусом ядерного полиэдроза личинок тутового шелкопряда, а также вирусными забо­леваниями дыхательных путей телят и свиней.

Препараты, ингибирующие синтез вирусных нуклеиновых кислот

Метаболическая активация противовирусных нуклеозидов. Наибольший успех химиотерапии вирусных ин­фекций связан с изучением аномальных нуклеозидов и нуклеотидов, являющихся ингибиторами биосинтеза нук­леиновых кислот и действующих по принципу антимета­болизма, т.е. вследствие способности вступать (до поры до времени!) в биохимические реакции вместо имитируемых природных продуктов. Этот успех обусловлен тем, что многие вирусы для репликации своих нуклеиновых кис­лот предпочитают использовать свои собственные фермен­ты, а не ферменты клетки-хозяина. При этом оказалось, что очень часто субстратная специфичность вирусных ДНК- и РНК-полимераз существенно отличается от специ­фичности аналогичных клеточных ферментов. Именно это обстоятельство дало возможность использовать ста­дию синтеза вирусных ДНК и РНК в качестве мишени для антивирусной интервенции (атаки). Указанный подход привел к созданию большинства специфических анти­вирусных препаратов, которые используются в настоящее время.

Следует подчеркнуть, что все нуклеозидные аналоги сами по себе совершенно неактивны и являются фактиче­ски «пролекарствами», так как они для превращения в активную субстанцию должны подвергнуться в клетке ме­таболической активации. Обобщенная цепь биохимиче­ских событий, происходящих при активации аномальных нуклеозидов, представлена на рис. 5.4.

На первой стадии активации нуклеозид под действием нуклеозидкиназы трансформируется в нуклеозид-6’-монофосфат (НМФ). Крайне желательно, чтобы это превраще­ние был способен катализировать только вирусный фер­мент. В этом случае клетки без вируса оказываются вне действия препарата, и он характеризуется исключительно высоким ХТИ. Примером такого препарата может слу­жить ацикловир, который фосфорилируется тимидинкиназой ВПГ-1 в 200 раз эффективнее, чем киназами клетки.

Трансформацию образовавшегося на первой стадии НМФ в нуклеозид-5’-дифосфат (НДФ) и нуклеозид-6’-трифосфат (НТФ) обычно осуществляют низкоспецифичные клеточные ферменты. Как видно из схемы, конечным про­дуктом активации является 5’-трифосфат аномального нуклеозида, который приобретает способность конкури­ровать с каноническими НТФ в реакции синтеза вирусной нуклеиновой кислоты.

Антиметаболическое действие аномального НТФ мо­жет проявляться прежде всего в ингибировании вирусной ДНК- или РНК-полимеразы. Кроме того, включающийся в состав нуклеиновой кислоты аномальный нуклеозид приводит к образованию популяции вирионов, которые из-за множества мутаций не обладают инфекционностью.

Отдельного внимания заслуживает вариант механизма противовирусного действия, приводящий к терминации роста цепей ДНК или РНК. Это касается нуклеотидов, встраивание которых в растущую цепь нуклеиновой кис­лоты блокирует ее дальнейшую элонгацию, так как они лишены 3’-ОН-группы, необходимой для присоединения следующего нуклеотида.

В редких случаях антивирусная активность проявляет­ся на стадии нуклеозид-5’-монофосфатов и/или 6’-дифосфатов. Примером может служить виразол (рибавирин) — полусинтетический нуклеозид, который можно рассматривать в качестве аналога гуанозина. Виразол в клетке метаболизируется, превращаясь в виразол-5’-монофосфат. Послед­ний конкурентным образом ингибирует инозинмонофос- фатдегидрогеназу, что приводит к угнетению синтеза гуаниновых нуклеотидов.

Широко известные в настоящее время нуклеозидные антивирусные препараты по механизму действия можно подразделить:

• на ингибиторы ДНК-полимеразы (видарабин и др.);
• ингибиторы обратной транскриптазы (диданозин и др.);
• препараты, вызывающие синтез дефектных вирус­ных нуклеиновых кислот (идоксуридин и др.) или терми- нацию самого синтеза (зидовудин и др.);
• нуклеозидые аналоги широкого спектра действия (виразол).

Видарабин (9-р-Н-арабинофуранозиладенин; аденинарабинозид; ара-А; вира-А и др.). Видарабин является ана­логом 2’-дезоксиаденозина.

Спектр и механизм действия. Препарат активен про­тив широкого спектра ДНК-геномных вирусов, среди которых: ВПГ 1-го и 2-го типов, варицелла зостер, цито- мегаловирус, вирусы Эпштейна-Барр и осповакцины.

Видарабин способен проникать через гематоэнцефалический барьер (в связи с чем он особо показан при герпети­ческих энцефалитах).

В клетках видарабин под действием клеточных фермен­тов превращается в 5’-трифосфат, который, ингибируя ви­русную ДНК-полимеразу, нарушает синтез вирусной ДНК.

Недостаток видарабина заключается в том, что при вве­дении в организм он под действием аденозиндезаминазы крови быстро трансформируется в малоактивный гипок- сантинарабинозид.

Показания. Применяется для лечения герпетического энцефалита, неонатального герпеса, а также при комплекс­ной терапии системных герпетических инфекций.

Из-за плохой растворимости препарат назначают внут­ривенно 15 мг на 1 кг массы тела в день в течение 10 дней в большом объеме жидкости (1,5-2,5 л).

Для повышения терапевтической эффективности вида- рабин рекомедуется вводить совместно с ингибиторами аденозиндезаминазы (коформицин, пентастатин).

В последние годы исследования по совершенствованию лекарственной формы видарабина привели к созданию хо­рошо растворимого 5’-монофосфата (видарабин-монофосфат; ара-АМФ), который можно вводить не только капель­ным путем, как видарабин, но и путем инъекций.

Идоксуридин (5-йод-2’-дезоксиуридин; керецид; ИДУ).

Это первый нуклеозидный препарат, который был разре­шен для применения в клинике при лечении вирусных инфекций.

Спектр и механизм действия. Обладает ингибирую­щей активностью в отношении ВПГ 1-го типа, осповакци- ны и других ДНК-содержащих вирусов. Превращаясь в клетке в 6’-трифосфат, идоксуридин становится субстра­том вирусной ДНК-полимеразы и включается в структуру вирусной ДНК. Поскольку идоксуридин, попадая в ДНК на место тимидина, способен при репликации образовы­вать пару не с аденином, а с гуанином, в результате обра­зуется популяция вируса с дефектной (из-за множества мутаций) ДНК.

Показания. Применяют в офтальмологической прак­тике как местное (0,1%-ный раствор или 0,5%-ная мазь) средство при герпетических кератитах.

Идоксуридин фосфорилируется как вирусной, так и клеточной (хотя и в меньшей степени) тимидинкиназой. В связи с этим он довольно легко встраивается в ДНК и неинфицированных клеток. По этой причине при попыт­ках системного применения препарата регистрировались значительные побочные эффекты.

Кроме токсичности, к недостаткам идоксуридина сле­дует отнести также сравнительно быстрое развитие устой­чивости к препарату. При этом под влиянием идоксури­дина идет селекция вирусов с низким содержанием вирусо­специфической тимидинкиназы. Поэтому длительное при­менение препарата запрещено.

Трифторидин (5-трифторметил-2’-дезоксиуридин; трифтортимидин; ТФТ).

Трифторидин, как и идоксуридин, является аналогом тимидина, однако степень ингибирующего действия в от­ношении ДНК-геномных вирусов (герпес-, покс-, аденови­русов) у него существенно выше, чем у идоксуридина.

Противовирусные механизмы действия у этих двух нуклеозидов также схожи между собой. Отличие состоит лишь в более высокой (в 15-20 раз) скорости фосфорили- рования трифторидина вирусоспецифической тимидинки- назой. В результате при герпетических и аденовирусных кератитах 1%-ный раствор трифторидина обеспечивает более высокий терапевтический эффект, чем капли идок- суридина.

БВДУ [5-(2-бромвинил)-2’-дезоксиуридин; бромвинилдезоксиуридин; хелпин].

Спектр и механизм действия. Препарат эффективен в отношении вирусов ВПГ 1-го и 2-го типа, варицелла зостер и псевдобешенства. Вирусингибрующие концентра­ции составляют всего 0,5-0,01 мкг/мл. Характерно, что вирус ВПГ-2 в 100-200 раз менее чувствителен к ингиби­рующему действию БВДУ по сравнению с вирусом ВПГ-1. В отношении ВПГ-1 БВДУ является самым активным пре­паратом из известных в настоящее время.

Особенностью БВДУ является то, что он не влияет на нормальный метаболизм интактных клеток в концентра­циях в 3000-10 000 раз выше вирусингибирующей.

БВДУ в клетках фосфорилируется только вирусинду- цированной тимидинкиназой. Превращаясь в БВДУ-5’- трифосфат, он эффективно ингибирует вирусную ДНК-по- лимеразу. При этом чувствительность клеточной ДНК-по- лимеразы существенно ниже, чем вирусной.

Показания. БВДУ применяют в виде 0,1%-ной мази и инъекций (7,5-25 мкг/кг/день) при лечении глубоких герпетических кератитов и опоясывающего лишая.

Ацикловир [9-(2-гидроксиэтоксиметил)-гуанин; ациклогуанозин; зовиракс, цикловир и др.]. Ациклический аналог гуанозина с высокой избирательностью к инфици­рованным вирусами клеткам. Структура ацикловира на­поминает молекулу гуанозина, лишенную большей части углеводного цикла.

Спектр и механизм действия. Препарат подавляет ВПГ 1-го и 2-го типа, варицелла зостер. Метаболическая активация происходит только в вирусинфицированных клетках. Первый этап катализирует вирусоспецифическая тимидинкиназа, экспрессируемая в клетках вскоре после заражения. За реализацию остальных этапов ответствен­ны клеточные киназы. Образующийся ацикловир-5’-три- фосфат избирательно ингибирует ДНК-полимеразу виру­сов, которая в 30 раз более чувствительна к нему, чем кле­точный фермент. Кроме того, включение ацикловира в молекулу ДНК тормозит дальнейший рост цепи из-за отсутствия 3’-гидроксильной группы, к которой должен присоединяться последующий нуклеотид.

Таким образом, препарат не влияет на синтез ДНК в не- зараженных клетках, так как в них он не превращается в активную форму.

Показания. Препарат назначают внутривенно и перо­рально для терапии поражений кожи и слизистых оболо­чек, вызванных вирусами простого герпеса, при тяжелых формах герпеса гениталий, инфекциях, вызванных виру­сом опоясывающего лишая.

Мазь назначают при герпетических кератитах, при ин­фекциях кожи и слизистых оболочек, герпесе губ и поло­вых органов.

Следует отметить, что при инфекциях, вызванных про­чими герпесвирусами (например, цитомегаловирусом или вирусом Эпштейна-Барр), ацикловир не назначают, так как эти возбудители лишены собственной тимидинкиназы.

Препарат способен преодолевать гематоэнцефалический барьер, что позволило увеличить выживаемость больных герпетическим энцефалитом с 25% (без лечения) и 48% (получавших видарабин) до 75%. Ацикловир обладает наи­меньшей (после БВДУ) токсичностью из всех известных в настоящее время противовирусных антиметаболитов.

К недостаткам препарата следует отнести довольно быстрое формирование к нему резистентных штаммов.

Ганцикловир [9-(1,3-дигидрокси-2-пропоксиметил)- гуанин].
Ациклический нуклеозидный аналог, который по структуре молекулы еще больше напоминает гуанозин, чем ацикловир.

Спектр и механизм действия. Ганцикловир активен против ВПГ 1-го и 2-го типа, цитомегаловируса и вируса Эпштейна-Барр. Препарат в 10 раз эффективнее против цитомегаловируса, чем ацикловир, поскольку в клетках, пораженных цитомегаловирусом, он фосфорилируется только собственной киназой. Мишенью активированной формы ганцикловира — его 5’-трифосфата — является ви­русная ДНК-полимераза

Показания. Препарат весьма эффективен при примене­нии внутривенно и перорально при цитомегаловирусных ринитах и энцефалитах.

Азидотимидин [1-(3’-азидо-2’-дезоксирибофуранозил)-тимин; зидовудин, ретровир; АЗТ и др.]. Структура азидотимидина (рис. 5.5) напоминает тимидин, за исклю­чением наличия азидогруппы, замещающей гидроксил в положении 3’.

Спектр и механизм действия. Препарат обладает актив­ностью в отношении ретровирусов, включая ВИЧ. Азидоти­мидин фосфорилируется клеточными ферментами последо­вательно до моно-, ди- и трифосфата, который является мощным ингибитором обратной транскриптазы. Помимо этого, азидотимидин, оказываясь встроенным в формирую­щуюся цепь ДНК, терминирует ее дальнейшую элонгацию.

Специфичность азидотимидина обусловлена тем, что он оказывает в 100 и более раз сильный ингибирующий эффект в отношении обратной транскриптазы ВИЧ по сравнению с ДНК-полимеразой клетки-хозяина.

Показания. Уже долгое время дискутируется целесооб­разность использования азидотимидина на ранних (бес­симптомных) стадиях СПИДа. Хотя препарат и снижает вирусемию и замедляет прогрессирование дефицита СБ4+-лимфоцитов, эти эффекты нивелируются через 2- 3 года, что обусловлено возникновением резистентных ва­риантов ВИЧ. В результате значительного увеличения продолжительности жизни не наблюдается. Хотя так на­зываемое «качество жизни» таких больных заметно улучшается.

Как правило, азидотимидин рекомендуется в комплекс­ной терапии больных СПИДом и у ВИЧ-ифицированных с содержанием СБ4⁺-клеток менее 200 в 1 мл периферической крови. Вводимые дозы препарата довольно высокие — 1,2-1,5 г в день. При этом у более 40% пациентов, принима­ющих азидотимидин, развиваются осложнения — анемия и нейтропения. Интересно отметить, что токсичность азидоти­мидина такова, что вначале он вообще был предложен в каче­стве цитостатика для терапии опухолей.

Кроме того, обычно через 6 мес. после начала приема препарата регистрируют развитие резистентности, кото­рая связана с мутацией в гене обратной транскриптазы.

Азидотимидин показан и для профилактических целей медперсоналу с высокой степенью риска заражения (например, при случайном уколе зараженной иглой), хотя убедительные доказательства, подтверждающие эффективность профилактического приема препарата, отсутствуют.

Дидезоксицитидин (2’,3’-дидезоксицитидин; зальцитабин; ДДЦ). Назначают, как правило, при устойчивости к азидотимидину либо при отсутствии эффекта последнего. Механизм действия дидезоксицитидина аналогичен тако­вому у азидотимидина. Препарат обладает рядом серьез­ных побочных эффектов, включая невралгию (у 22-35%) и панкреатит (у 1,1%).

Дидезоксиинозин (2’,3’-дидезоксиинозин; диданозин; видекс; ДДИ). Близкий по эффективности аналог дидезок- сицитидина, но проявляющий меньшую токсичность. Также, как и дидезоксицитидин, применяют для поддер­живающей терапии СПИДа у пациентов, которым проти­вопоказан азидотимидин.

Ламивудин [(Ь)-2^,-дезокси-3^,-тиоцитидин; ЗТЦ]. Ана­лог азидотимидина. Сочетание с ним обеспечивает луч­ший клинический эффект у ВИЧ-положительных пациен­тов и больных СПИДом.

Ставудин (2’,3’-дидегидро-2’,3’-дидезокситимидин; Д4Т). Ингибирует обратную транскриптазу на том же уровне, что и азидотимидин, но из-за меньшей токсичнос­ти переносится больными гораздо лучше.

Невирапин. Обратная транскриптаза ВИЧ является ми­шенью не только для антивирусных препаратов нуклеозидной природы. В настоящее время уже разработаны и ненуклеозидные ингибиторы этого фермента. Примером такого препарата может служить невирапин, который по структу­ре молекулы относится к классу дипиридиндиазапинонов.

Механизм действия. Невирапин связывается непосред­ственно с обратной транскриптазой ВИЧ 1-го типа и некон­курентно ингибирует РНК-зависимую и ДНК-зависимую ДНК-полимеразные активности этого фермента. Сущест­венно, что ни матрицы, ни субстраты обеих полимеразных реакций не являются конкурентами невирапина при свя­зывании его с обратной транскриптазой. При этом важно, что эукариотные ДНК-полимеразы (такие, как ДНК-поли- меразы а, р, у и 8 человека) невирапином не ингибируются.

В культуре клеток невирапин демонстрирует синергизм против ВИЧ-1 в комбинациях с зидовудином, диданозином, ставудином и ламивудином. Однако, корреляция между чувствительностью ВИЧ-1 к невирапину и ингибированием репликации ВИЧ-1 в клинике пока только устанавливается.

Виразол (1-р-рибофуранозил-1,2,4-триазол-3-карбоксамид; рибавирин; рибамидил и др.).

Виразол представляет собой полусинтетический нукле­озид, выступающий в клетке как аналог гуанозина.

Испытания препаратов на основе виразола проводятся уже много лет, однако молекулярный механизм его действия полностью не раскрыт и клинические возмож­ности его еще далеко не определены.

Спектр и механизм действия. Прежде всего установ­лено, что виразол обладает очень широким спектром про­тивовирусной активности. Он ингибирует размножение большинства ДНК- и РНК-содержащих вирусов (в том числе пикорна-, рео-, тога-, бунья-, рабдо-, корона- и рет­ровирусов), включая вирусы растений.

В клетке виразол метаболизируется, превращаясь пос­ледовательно в моно-, ди- и трифосфат. В отличие от мно­гих других нуклеозидных антиметаболитов, виразол начи­нает действовать уже на стадии монофосфатного производ­ного. В частности, виразол-5’-монофосфат ингибирует син­тез ГМФ. По-видимому, это происходит на этапе превраще­ния инозин-5’-монофосфата в ксантозин-5’-монофосфат.

Кроме того, 6’-трифосфат виразола в качестве аналога ГТФ ингибирует инициацию и элогацию процесса синтеза РНК вирусной РНК-полимеразой, а также ингибирует гуанилилтрансферазу, что приводит к нарушению формирова­ния специфической структуры (так называемого «кэпа», содержащего метилированный гуанин) на 5’-конце мРНК.

Цитотоксические дозы виразола в экспериментах in vitro колеблются от 200 до 1000 мкг/мл (в зависимости от клеточной линии), а его минимальная вирусингибирующая концентрация составляет 0,001 мкг/мл. Таким образом, в вирусингибирующих концентрациях виразол не влияет на ферментативные системы клетки-хозяина.

Показания. Виразол используется при стационарном лечении грудных младенцев и детей раннего детского воз­раста с тяжелыми инфекциями нижних дыхательных пу­тей, вызванных респираторно-синцитиальным вирусом (RSV). Обработка детей проводится в кислородной палат­ке либо через кислородную маску. Кроме RSV-инфекции, определенный опыт клинических исследований виразола накоплен при лечении гепатита В, кори, генитального герпеса, лихорадки JIacca и ряда других заболеваний ви­русной этиологии.

Однако наибольшую эффективность виразол (в сочета­нии с рекомбинантным интерфероном -а-2Ь) проявил в комбинированной терапии хронического гепатита С. Сле­дует особо подчеркнуть, что комбинированный препарат под общим наименованием «Rebetron» разрешен для лече­ния хронического гепатита С в таких странах, как США, Канада, Германия и др.

Пока остается неясным, почему комбинация интерфе­рона и виразола намного эффективнее обоих этих агентов, применяемых порознь. Возможно виразол потенцирует эффект интерферона за счет индуцирования более мощной иммунной реакции в отношении вируса.

Подтверждением этому могут служить последние рабо­ты, посвященные иммуномодулирующему действию ви­разола. Так, Тамм с соавторами (1999) изучали на изоли­рованных Т-клетках человека способность виразола вли­ять на экспрессию цитокинов, поскольку, как известно, противовирусный иммунитет в первую очередь обуслов­лен цитотоксичными Т-клетками и противовирусными цитокинами (тип 1). Было показано, что виразол увеличи­вает продукцию цитокинов типа 1 [интерлейкин-2 (ИЛ-2), интерферон-у и TNF-a], в то же время подавляя экспрес­сию цитокинов типа 2 (ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-10). Авторы свя­зывают активность виразола в комбинации с интерферо- ном-a против вируса гепатита С с его способностью увели­чивать экспрессию цитокинов первого типа.

Недостатки противовирусных нуклеозидов. В заклю­чение раздела о противовирусных нуклеозидах следует от­метить, что недостатком подавляющего большинства пре­паратов на основе аномальных нуклеозидов (исключение — виразол) является довольно узкий спектр их действия (иногда только на один штамм или серотип). Более серьез­ный недостаток указанных препаратов — формирование к ним устойчивых вариантов вирусов. Эта устойчивость яв­ляется результатом изменения наследственных свойств вирусов и развивается при длительном использовании препаратов. В ее основе лежит селекция резистентных му­тантов. При этом характер мутаций зависит от типа при­меняемого препарата. Например, резистентность к ацик­ловиру обусловлена появлением мутантов с измененной структурой тимидинкиназы или ДНК-полимеразы. Ус­тойчивость к азидотимидину появляется в результате мутаций в генах, кодирующих структуру обратной транскриптазы, приводящих к снижению аффинности фер­мента к данному нуклеозиду. При этом следует иметь в ви­ду, что появление устойчивых вариантов связано не с воз­никновением их под действием лекарственного средства, а с селекцией резистентных мутантов, которые возникают вне связи с действием химиопрепаратов.

В настоящее время выделяют два основных подхода к преодолению устойчивости к химиопрепаратам: комбини­рованное применение препаратов с различными механиз­мами действия и использование препаратов, воздействую­щих на возможно более ранние этапы репродукции, что резко снижает вероятность развития резистентности.

Ингибирование экспрессии вирусных генов

Экспрессия вирусных генов меньше подходит для хи­мической атаки на вирус, чем репликация генома, по­скольку вирусоспецифические процессы транскрипции генома, созревания мРНК и ее трансляция в гораздо боль­шей степени зависят от клеточной биохимической машинерии, чем процессы синтеза вирусных нуклеиновых кис­лот. Поэтому представляется неслучайным, что никаких клинически значимых лекарственных препаратов, кото­рые бы дискриминировали экспрессию вирусных и кле­точных генов, пока не разработано. Однако поиск таких препаратов продолжается, и здесь следует напомнить, что у некоторых вирусов белки (полипротеины) претерпевают посттрансляционный процессинг — протеолитическое раз­резание вирусными и клеточными протеазами. Сейчас эти процессы становятся предметом нетрадиционной химио­терапии вирусных инфекций. В частности, в настоящее время проходят клинические испытания препараты («Indinavir», «Ritonavir», «Nelvinavir» и др.), механизм действия которых заключается в ингибировании протеаз, специфически расщепляющих вирусные полипротеины. Действующим веществом указанных препаратов являют­ся пептидные аналоги. Эти вещества специфичны для про- теазы ВИЧ и конкурентным образом ингибируют фер­мент, предотвращая созревание вирионов, способных инфицировать другие клетки.

Что касается заключительных этапов цикла реплика­ции вирусов, необходимо отметить, что для большинства вирусов процессы сборки, созревания и выхода из клетки до сих пор мало изучены и поэтому пока не являются мишенями для антивирусной атаки.

В заключение раздела, касающегося характеристики средств борьбы с вирусами, приходится констатировать, что более 90% существующего арсенала антивирусных препаратов используются в отношении очень ограничен­ного числа вирусных инфекций. Ситуацию скрашивает лишь то, что эти препараты эффективны против наиболее распространенных вирусных заболеваний (грипп и прочие ОРВИ, а также различные герпетические поражения). В то же время химиотерапевтических препаратов для эф­фективного лечения ВИЧ-инфекции, нейровирусных по­ражений и эндогенных гепатитов крайне недостаточно. Для всей остальной массы вирусных инфекций этиотропных средств нет. Общим недостатком имеющихся антиви­русных препаратов является довольно узкий спектр активности, а также быстрое формирование резистентных к ним штаммов.

На наш взгляд, наиболее рациональная стратегия про­тивовирусной терапии должна включать вакцины (чтобы стимулировать иммунный ответ), индукторы интерферо­на для мобилизации неспецифической системы защиты и, наконец, этиотропные химиопрепараты для завершения процесса ингибирования репликации вируса.