Рекомбинантный интерферон: виды, классификация и механизм действия


Рекомбинантный интерферон: виды, классификация и механизм действия

Рекомбинантные интерфероны – это группа лекарственных средств противовирусного действия, применяемых в терапевтических и профилактических целях. Данные биологически активные белки синтезируются естественным образом в клетках человека в ответ на проникновение чужеродных агентов. В современной медицине эти препараты признаны наиболее эффективными и безопасными для лечения вирусных заболеваний.

Классификация

Рекомбинантный интерферон: виды, классификация и механизм действия

В микробиологии выделяют более 20 видов интерферонов (ИФН), которые различаются по свойствам и биологической структуре. Лекарственные препараты на их основе классифицируют следующим образом:

  • По типу активного компонента: o альфа-интерферон (или лейкоцитарный) ; o бета-интерферон (фибробластный) ; o гамма-интерферон (иммунный) ; o лямбда-интерферон.
  • По методу получения: o природный, полученные из лейкоцитов крови человека; o интерферон человеческий рекомбинантный, производимый синтетическим путем (методом генной инженерии).
  • Альфа- и бета-интерфероны объединяют в семейство I типа благодаря сходству их функций в организме и одинаковым аминокислотным последовательностям. Гамма- и лямбда-интерфероны выделяют в отдельный II и III тип соответственно. Первое поколение природных белков имело большой недостаток – они требовали применения дефицитного сырья (донорской крови) и высокой степени очистки от чужеродных белков. Это обусловливало их высокую стоимость и низкую эффективность. Рекомбинантные альфа-интерфероны в настоящее время занимают лидирующее положение среди лекарств данного типа по степени изученности и широте применения в медицинской практике.

    Особенности

    Помимо вышеуказанной классификации, данные белки отличаются подтипами. Так, к категории рекомбинантных альфа 2 интерферонов относятся не менее, чем 24 подтипа, которые различаются между собой по 24 генам. Они не полностью идентичны по первичной структуре.

    В отличие от альфа-интерферонов, бета-модификация кодируется только одним известным геном. Оба вида белков активизируются вирусами и задействуют одинаковые рецепторы в своем механизме воздействия на другие клетки.

    Подтип человеческого рекомбинантного интерферона альфа-2b отличается от альфа-2а двумя аминокислотными остатками в структуре. Остальные из них (а всего их насчитывается более сотни) – совпадают. Поэтому заболевания, при которых они применяются, а также побочные эффекты, одинаковы, а вот реакция организма (выработка антител) – отличается.

    Лейкоцитарные природные интерфероны также классифицируют по степени очистки:

  • Нативные, характеризующиеся неглубокой очисткой и максимально близкие к исходному сырью. Они обладают наибольшим потенциалом иммунобиологического воздействия.
  • Концентрированные, с высокой степенью очистки. Они используются чаще всего в тех случаях, когда необходимо ввести большую однократную дозу. Однородность состава этих препаратов достигает 90%.
  • Комбинированные. Их получают при щадящих методах очистки. Наличие дополнительных цитокинов затрудняет стандартизацию этих веществ. В то же время, благодаря данному фактору они оказывают более высокий иммуномодулирующий эффект, что способствует расширению области их применения.
  • Рекомбинантный человеческий интерферон имеет в своем составе моноспецифичный белок. Он относится к одному из подтипов. Тип b1a в препаратах рекомбинантного альфа интерферона характеризуется гликолизированной формой (неферментативное присоединение остатков сахаров к органическим молекулам белка), а b1b – негликолизированной. Такие интерфероны однородны по составу на 98%.

    Данные особенности натуральных и искусственно синтезированных белков обуславливают различие в области их применения. У рекомбинантных интерферонов преобладает противовирусное и противоопухолевое действие. У природных – иммуномодулирующее, а также отмечается более высокая активность в отношении бактериальных и гнойно-септических патологий.

    Препараты рекомбинантных интерферонов

    Рекомбинантный интерферон: виды, классификация и механизм действия

    Наиболее широко из данной группы лекарственных средств используются следующие:

  • альфа 2a интерферон: «Реаферон», «Виферон», «Роферон», «Интераль»;
  • альфа 2b интерферон: «Интрон-А», «Лайфферон», «Пэгинтерферон», «Инфагель», Инрек;
  • альфа 2c интерферон: «Берофор»;
  • бета-интерферон: «Интерферон-бета-1a», «Фрон», «Ребиф», «Авонекс», «Бетасерон», «Бетаферон»;
  • гамма-интерферон: «Актиммун», «Гаммаферон», «Ингарон», «Имукин».
  • Заболевания

    Рекомбинантные интерфероны активны при лечении таких заболеваний, как:

  • дерматологические патологии: генитальный герпес, бородавки, кондилломы, папилломатоз, опоясывающий лишай;
  • офтальмологические заболевания: воспаление роговицы глаза, обусловленное герпетической или аденовирусной инфекцией (сокращение продолжительности болезни, увеличение межрецидивных периодов) ;
  • острые инфекционные заболевания верхних дыхательных путей: грипп, ОРВИ (экстренная профилактика для лиц, находящихся в группе риска, а также в лечебных целях) ;
  • патологии гепатобилиарной системы: вирусный гепатит В, С в острой и хронической форме (выраженный клинический эффект, сокращение смертности до 60%) ;
  • СПИД: нормализация иммунитета, снижение тяжести заболевания более, чем у половины пациентов; уменьшение риска развития саркомы Капоши, связанной со СПИДом;
  • другие патологии: ЦМВИ (цитомегаловирусная инфекция), возникающая на фоне иммунодефицитных состояний (интерфероны применяются для ее профилактики), а также после трансплантационных операций; склерозирующий панэнцефалит (воспаление головного мозга).
  • Данные препараты характеризуются универсальным спектром противовирусной активности. В отличие от химиотерапевтических средств, они не приводят к появлению устойчивых форм патогенов, а воздействуют на факторы врожденного, естественного иммунитета.

    История открытия

    Рекомбинантный интерферон: виды, классификация и механизм действия

    Интерфероны были открыты почти 50 лет назад. Первые лекарственные препараты получали из крови доноров. Для этого кровяные клетки обрабатывали вирусами, после чего они начинали продуцировать белки с защитными свойствами. Полученный таким образом интерферон обладал высокой эффективностью, но его производство в больших масштабах было затруднено из-за дефицита сырья. Например, для получения объема препарата, необходимого для лечения 1 онкологического больного, требовалось собрать кровь у 200 доноров.

    В середине 80-х годов XX века возникли первые предпосылки для получения синтетических рекомбинантных интерферонов. Быстрое развитие генной инженерии в эти годы привело к созданию новой технологии – внедрения соответствующего гена в колонии бактериальных клеток Pseudomonas putida, способных быстро размножаться. Это позволило синтезировать человеческий рекомбинантный альфа 2b интерферон в промышленных масштабах. Первый препарат, созданный в СССР, получил название «Реаферон».

    В последующие годы проводились тщательные исследования этого лекарственного средства на животных на предмет тератогенных и токсических свойств. Испытания подтвердили его безопасность для плода и отсутствие различий между побочными эффектами искусственно синтезированного и природного интерферона.

    Позднее для получения рекомбинантного интерферона стали применять бактерии кишечной палочки, так как они быстрее вырабатывают это вещество. Первый препарат, полученный на их основе, назвали «Реаферон-ЕС» (от аббревиатуры латинского названия этого микроорганизма Escherichia coli). Данные бактерии также применяются в большинстве современных производств рекомбинантных интерферонов.

    Принцип действия

    Интерфероны – это своеобразные биологические посредники, активизирующие иммунную систему человека. Они способствуют распознаванию и подавлению чужеродной генетической информации. При внедрении вирусов в клетку уже через несколько минут количество патогенов увеличивается многократно. Они распространяются далее, поражая здоровые клетки и вновь размножаясь. Особенно быстро этот процесс происходит на начальной стадии заболевания, так как в этот период человеческий организм не способен вырабатывать необходимое количество интерферона.

    Благодаря этим белкам происходит запуск синтеза целого ряда ферментов, антител и других компонентов иммунной защиты. В результате клетки становятся невосприимчивы к вирусам. Выделяют также следующие механизмы, в которых участвуют интерфероны:

  • стимулирование макрофагов, их активизация к поглощению нежизнеспособных, пораженных клеток;
  • подавление роста и уничтожение атипичных клеток (противоопухолевый эффект) ;
  • воздействие на иммуноциты (лимфоциты, вырабатываемые в костном мозге) – основные клетки иммунной системы: NK-клетки, Т-лимфоциты, моноциты, макрофаги и гранулоциты; стимулирование их неспецифической цитотоксичности;
  • активирование синтеза протеинов, повышающих сопротивляемость клеток к чужеродным агентам, перенос этих белков на соседние клетки;
  • запуск каскада реакций, стимулирующих выработку противовоспалительных факторов (противовоспалительный эффект) ;
  • активирование синтеза собственных ИФН, что позволяет сократить сроки выздоровления.
  • Особенно яркое антивирусное действие характерно для рекомбинантных интерферонов альфа 2b, 2а и бета. Они блокируют выработку вирусных белков и препятствуют размножению патогенов. Одним из важных преимуществ препаратов на их основе является минимальная токсичность и возможность назначения в детском возрасте.

    Синтез

    Рекомбинантный интерферон: виды, классификация и механизм действия

    Получение рекомбинантных интерферонов происходит поэтапно:

  • выделение информационной РНК после активирования выработки интерферона в бактериальной культуре;
  • синтез комплементарной ДНК на основе РНК;
  • встраивание полученной на предыдущем этапе ДНК в плазмидные векторы – внехромосомные молекулы ДНК, способные к независимому копированию внутри бактериальных клеток и отвечающие за выработку белков;
  • получение рекомбинантной ДНК;
  • синтез клонов микроорганизмов, вырабатывающих интерферон;
  • размножение бактериальной культуры на питательной среде;
  • выделение клеток бактерий при помощи центрифугирования;
  • осаждение белков-интерферонов из раствора;
  • очистка рекомбинантного интерферона по методу аффинной хроматографии или другими способами.
  • Размножение клоновой культуры происходит в промышленных условиях в реакторах, а предыдущие этапы – в лабораториях. Рекомбинантные ИФН продуцируются вне организма человека, в их генетический материал встроен ген человеческого интерферона.

    Существует несколько бактериальных культур, на основе которых получают данные белки. Ниже указано, из чего делают рекомбинантный альфа 2b интерферон:

  • кишечная палочка Escherichia coli (накопление продукта происходит внутриклеточно) ;
  • сенная палочка Bacillussubtilis (выделяют интерфероны в окружающую среду) ;
  • синегнойнаяпалочка Pseudomonas aeruginosa;
  • дрожжевые грибки Saccharomycopsis fibuligera.
  • Последний вид продуцентов отличается следующими преимуществами по сравнению с другими:

  • возможность использования дешевых питательных сред;
  • легкое отделение при сепарации;
  • высокая производительность процесса (более, чем в 10 раз по сравнению с другими) ;
  • процесс присоединения углеводных групп, близкий по механизму к таковому в животных клетках.
  • Формы выпуска

    Рекомбинантные интерфероны 2b, 2а и бета выпускаются в следующих лекарственных формах:

  • растворы для инъекционного введения;
  • лиофилизаты;
  • капли и пленки для глаз;
  • растворы для перорального приема;
  • свечи и микроклизмы для ректального и вагинального введения;
  • мази;
  • гели;
  • таблетки;
  • аэрозоли;
  • сферические везикулы (липосомы).
  • Рекомбинантные альфа-ИФН

    Рекомбинантный интерферон: виды, классификация и механизм действия

    Синтетические альфа-интерфероны полностью соответствуют природным белкам. Они играют важную роль в запуске иммунного ответа в организме человека, активируют выработку важных цитокинов, являются посредниками между врожденным и приобретенным иммунитетом и обеспечивают иммунологическую «память».

    В таблице ниже указаны основные характеристики некоторых препаратов рекомбинантного интерферона данного типа:

    Название

    Тип

    Форма выпуска

    Показания

    «Реаферон-ЕС»

    Альфа 2a

    Лиофилизат для приготовления раствора для инъекций и местного использования, ампулы и флаконы

    Взрослые:

  • острый и хронический вирусный гепатит В, С;
  • рак почки в 4 стадии;
  • злокачественные кожные лимфомы, базальноклеточный и плоскоклеточный рак;
  • саркома Капоши;
  • хронические лейкозы;
  • эссенциальная тромбоцитемия;
  • конъюнктивит, кератоконъюнктивит, кератит вирусной природы
  • Дети старше 1 г.:

  • лимфобластный лейкоз;
  • респираторный папилломатоз гортани
  • «Виферон»

    Альфа 2a

    Ректальные суппозитории

    У взрослых и детей:

  • ОРЗ;
  • грипп;
  • хронические вирусные гепатиты В, С, D;
  • инфекции урогенитального тракта;
  • герпес кожи и слизистых
  • У новорожденных:

  • менингит;
  • сепсис;
  • внутриутробное заражение хламидиозом, герпесом и другими инфекциями
  • «Роферон-А»

    Альфа 2a

    Шприц-тюбик

    Вирусные патологии:

  • остроконечные кондиломы (вирус папилломы человека) ;
  • хронический гепатит В и С
  • Заболевания лимфатической системы:

  • лимфомы;
  • волосатоклеточный лейкоз;
  • миелолейкоз;
  • тромбоцитоз
  • Опухоли:

  • саркома Капоши;
  • меланома;
  • почечно-клеточная карцинома
  • «Интераль-П»

    Альфа 2a

    Лиофилизат для приготовления раствора для инъекций

    Взрослые:

  • хронический и острый вирусный гепатит В, С;
  • менингоэнцефалит;
  • кератит и кератоиридоциклит;
  • рак почки в 4 стадии;
  • злокачественные кожные лимфомы, базальноклеточный и плоскоклеточный рак;
  • саркома Капоши;
  • хронические лейкозы;
  • эссенциальная тромбоцитемия;
  • рассеянный склероз
  • Дети:

  • лимфобластный лейкоз;
  • респираторный папилломатоз гортани;
  • хронический гепатит С (с 3 лет)
  • «Интрон-А»

    Альфа 2b

    Раствор в/в и п/к введения

    Вирусные и злокачественные заболевания:

  • острый и хронический гепатит B, С;
  • волосатоклеточный лейкоз;
  • миелолейкоз;
  • почечно-клеточная карцинома;
  • саркома Капоши;
  • кожная T-клеточная лимфома;
  • злокачественная меланома
  • «Лайфферон»

    Альфа 2b

    Раствор для в/м введения и закапывания в глаз

    Аналогично препарату «Интераль-П»

    «Инфагель»

    Альфа 2b

    Гель в тубах для наружного применения

    Лечение герпеса, профилактика гриппа и ОРВИ

    «Риальдирон»

    Альфа 2b

    Лиофилизат для в/м и в/в введения

    Заболевания, описанные для препарата «Интрон-А», а также клещевой энцефалит, грибовидный микоз и синдром Сезари

    «Берофор»

    Альфа 2c

    Глазные капли в капиллярных пипетках

    Вирусные инфекции глаз

    Препаратами нового поколения являются пегилированные (или конъюгированные) альфа-ИФН, для которых характерно пролонгированное действие. Они показывают высокую эффективность при лечении вирусного гепатита. К ним относятся «Пегасис» (ИФН-α-2а) и «Пегинтрон» (человеческий рекомбинантный интерферон 2b).

    Рекомбинантные бета-ИФН

    Рекомбинантный интерферон: виды, классификация и механизм действия

    Среди бета-интерферонов в настоящее время выделяют 2 подтипа – b1а (гликолизированные) и b1b (негликолизированные). Кроме противовирусного и иммуномодулирующего действия они оказывают влияние на нервную систему и применяются для лечения рассеянного склероза. Препараты вводятся подкожно или внутримышечно. Клинически доказано, что снижение частоты обострений заболевания происходит почти на треть, однако четких критериев для оценки эффективности еще не существует.

    Механизм действия таких препаратов основан на следующих явлениях:

  • Связывание интерферонов со специфическими рецепторами на поверхности клеток, активизация вследствие этого выработки белков, обладающих противовирусным, противоопухолевыми противовоспалительным эффектом.
  • Снижение количества новых очагов склеротического поражения мозга и атрофических изменений в его тканях (подтверждается данными МРТ).
  • Торможение деления лейкоцитов и их миграции в область воспаления за счет уменьшения выработки протеолитических ферментов.
  • Усиление распада гамма-интерферона, который играет важную роль в развитии рассеянного склероза.
  • Рекомбинантные гамма-ИФН

    В России наиболее широко производится рекомбинантный гамма интерферон в составе препарата «Ингарон». Он применяется при лечении таких заболеваний, как:

  • грипп (в том числе «свиной») ;
  • отит (аэрозольная форма препарата) ;
  • грануломатозная болезнь;
  • остеопетроз (врожденный семейный остеосклероз) ;
  • хронический вирусный гепатит В, С;
  • СПИД;
  • туберкулез легких;
  • онкологические патологии;
  • урогенитальные инфекции;
  • генитальный герпес и опоясывающий лишай;
  • ВПЧ;
  • хронический простатит.
  • Аэрозольная форма человеческого рекомбинантного гамма интерферона применяется также для профилактики гриппа (орошение носа и носоглотки). Данное вещество блокирует выработку полипептидов, отвечающих за развитие фибротических изменений в печени и ткани легких.

    Побочные эффекты

    Рекомбинантный интерферон: виды, классификация и механизм действия

    При лечении альфа- и гамма-интерферонами в качестве побочных эффектов чаще всего отмечается гриппоподобный синдром. Он включает такие признаки, как:

  • повышение температуры тела;
  • головные и мышечные боли;
  • озноб;
  • слабость.
  • Эти симптомы, как правило, появляются во время первой или второй недели лечения. Их можно устранить снижением дозировки.

    Реже встречаются следующие побочные эффекты:

  • расстройство пищеварения;
  • ухудшение сна;
  • тромбоцитопения;
  • снижение уровня лейкоцитов в крови;
  • интоксикация тиреоидными гормонами.
  • При приеме бета-интерферонов могут возникнуть также следующие негативные явления:

  • гипертония;
  • тахикардия;
  • аритмия;
  • боль в сердце;
  • сердечная недостаточность;
  • снижение интеллекта;
  • психические расстройства – депрессия, суицидальные идеи, деперсонизация, эпилептические припадки.
  • Источник: fb.ru