Рекомбинантните интерферони са група антивирусни лекарства, използвани за терапевтични и профилактични цели. Тези биологично активни протеини се синтезират естествено в човешките клетки в отговор на проникването на чужди агенти. В съвременната медицина тези лекарства са признати за най-ефективните и безопасни за лечение на вирусни заболявания.
Класификация
В микробиологията има повече от 20 вида интерферони (IFN), които се различават по свойства и биологична структура. Лекарствата, базирани на тях, се класифицират, както следва:
- По вид на активната съставка: o алфа-интерферон (или левкоцит); o бета-интерферон (фибробласт); o гама-интерферон (имунен); o ламбда-интерферон.
- Според начина на получаване: o естествен, получен от човешки кръвни левкоцити; o рекомбинантен човешки интерферон, произведен синтетично (чрез генно инженерство).
Алфа- и бета-интерфероните се комбинират в семейство Iтип поради сходството на функциите им в тялото и едни и същи аминокиселинни последователности. Гама и ламбда интерфероните са изолирани в отделни типове II и III, съответно. Първото поколение естествени протеини имаше голям недостатък - те изискваха използването на оскъдни суровини (донорска кръв) и висока степен на пречистване от чужди протеини. Това доведе до тяхната висока цена и ниска ефективност. Рекомбинантните алфа-интерферони в момента заемат водеща позиция сред лекарствата от този тип по отношение на степента на изследване и широтата на приложение в медицинската практика.
Функции
В допълнение към горната класификация, тези протеини се различават по подтипове. И така, категорията на рекомбинантните алфа 2 интерферони включва най-малко 24 подтипа, които се различават един от друг в 24 гена. Те не са напълно идентични по първична структура.
За разлика от алфа интерфероните, бета модификацията се кодира само от един известен ген. И двата вида протеини се активират от вируси и използват едни и същи рецептори в механизма си на действие върху други клетки.
Подтипът човешки рекомбинантен интерферон алфа-2b се различава от алфа-2а по два аминокиселинни остатъка в структурата. Останалите (а общо са повече от сто) са същите. Следователно заболяванията, за които се използват, както и страничните ефекти са едни и същи, но реакцията на организма (производство на антитела) е различна.
Левкоцитните естествени интерферони също се класифицират според степента на пречистване:
- Натив, характеризиращ се с плитко почистване ивъзможно най-близо до оригиналната суровина. Те имат най-голям потенциал за имунобиологични ефекти.
- Концентриран, силно пречистен. Те се използват най-често в случаите, когато трябва да се приложи голяма единична доза. Хомогенността на състава на тези препарати достига 90%.
- Комбинирано. Получават се с щадящи методи на почистване. Наличието на допълнителни цитокини затруднява стандартизирането на тези вещества. В същото време, поради този фактор, те имат по-висок имуномодулиращ ефект, което допринася за разширяване на обхвата им.
Рекомбинантният човешки интерферон съдържа моноспецифичен протеин. Принадлежи към един от подтиповете. Тип b1a в препарати на рекомбинантен алфа интерферон се характеризира с гликозилирана форма (неензимно добавяне на захарни остатъци към органични протеинови молекули), а b1b не е гликолизиран. Такива интерферони са 98% хомогенни по състав.
Тези характеристики на естествените и изкуствено синтезираните протеини определят разликата в тяхната област на приложение. Рекомбинантните интерферони имат преобладаващо антивирусно и противотуморно действие. В естествено състояние е имуномодулиращо, а също така има по-висока активност срещу бактериални и гнойно-септични патологии.
Рекомбинантни интерферонови препарати
Най-широко използваните от тази група лекарства са следните:
- alpha 2a интерферон: "Reaferon","Viferon", "Roferon", "Interal";
- alpha 2b интерферон: "Intron-A", "Laifferon", "Peginterferon", "Infagel", Inrek;
- alpha 2c интерферон: "Berofor";
- бета-интерферон: "Интерферон-бета-1a", "Fron", "Rebif", "Avonex", "Betaseron", "Betaferon";
- гама-интерферон: "Aktimmun", "Gammaferon", "Ingaron", "Imukin".
Заболявания
Рекомбинантните интерферони са активни при лечението на заболявания като:
- дерматологични патологии: генитален херпес, брадавици, кондиломи, папиломатоза, херпес зостер;
- офталмологични заболявания: възпаление на роговицата на окото, причинено от херпетична или аденовирусна инфекция (намаляване на продължителността на заболяването, увеличаване на периодите на повтарящи се периоди);
- остри инфекциозни заболявания на горните дихателни пътища: грип, ТОРС (спешна профилактика за лица в риск, както и за медицински цели);
- патологии на хепатобилиарната система: вирусен хепатит B, C в остра и хронична форма (изразен клиничен ефект, намаляване на смъртността до 60%);
- СПИН: нормализиране на имунитета, намаляване на тежестта на заболяването при повече от половината пациенти; намален риск от свързан със СПИН сарком на Капоши;
- други патологии: CMVI (цитомегаловирусна инфекция), която възниква на фона на имунодефицитни състояния (интерферони се използват за неговотопрофилактика), както и след операции по трансплантация; склерозиращ паненцефалит (възпаление на мозъка).
Тези препарати се характеризират с универсален спектър на антивирусна активност. За разлика от химиотерапевтичните средства, те не водят до появата на резистентни форми на патогени, а влияят върху факторите на вродения, естествен имунитет.
История на откриването
Интерфероните са открити преди почти 50 години. Първите лекарства са получени от кръвта на донори. За да направите това, кръвните клетки бяха третирани с вируси, след което започнаха да произвеждат протеини със защитни свойства. Полученият по този начин интерферон беше високоефективен, но производството му в голям мащаб беше затруднено от недостига на суровини. Например, за да се получи необходимото количество лекарство за лечение на 1 пациент с рак, беше необходимо да се вземе кръв от 200 донора.
В средата на 80-те години на XX век възникват първите предпоставки за получаване на синтетични рекомбинантни интерферони. Бързото развитие на генното инженерство през тези години доведе до създаването на нова технология – въвеждането на съответния ген в колонии от бактериални клетки Pseudomonas putida, които могат да се размножават бързо. Това позволи синтеза на човешки рекомбинантен алфа 2b интерферон в промишлен мащаб. Първото лекарство, създадено в СССР, се казва Reaferon.
През следващите години бяха проведени задълбочени проучвания върху животни за това лекарствопредмет на тератогенни и токсични свойства. Тестовете потвърдиха неговата безопасност за плода и липсата на разлики между страничните ефекти на изкуствено синтезирания и естествения интерферон.
По-късно бактериите от E. coli започнаха да се използват за получаване на рекомбинантен интерферон, тъй като те произвеждат това вещество по-бързо. Първото лекарство, получено на тяхна основа, се нарича "Reaferon-EC" (от съкращението на латинското наименование на този микроорганизъм Escherichia coli). Тези бактерии се използват и в най-модерното производство на рекомбинантни интерферони.
Принцип на действие
Интерфероните са вид биологични медиатори, които активират човешката имунна система. Те допринасят за разпознаването и потискането на извънземна генетична информация. С въвеждането на вируси в клетката, след няколко минути, броят на патогените се увеличава многократно. Те се разпространяват по-нататък, засягат здравите клетки и се размножават отново. Този процес протича особено бързо в началния стадий на заболяването, тъй като през този период човешкото тяло не е в състояние да произведе необходимото количество интерферон.
Благодарение на тези протеини се задейства синтеза на редица ензими, антитела и други компоненти на имунната защита. В резултат на това клетките стават имунизирани срещу вируси. Различават се и следните механизми, в които участват интерфероните:
- стимулиране на макрофагите, тяхното активиране за абсорбиране на нежизнеспособни, засегнати клетки;
- инхибиране на растежа и унищожаване на анормални клетки(противотуморен ефект);
- въздействие върху имуноцити (лимфоцити, произведени в костния мозък) - основните клетки на имунната система: NK клетки, Т-лимфоцити, моноцити, макрофаги и гранулоцити; стимулиране на тяхната неспецифична цитотоксичност;
- активиране на синтеза на протеини, които повишават устойчивостта на клетките към чужди агенти, прехвърляне на тези протеини към съседни клетки;
- започване на каскада от реакции, които стимулират производството на противовъзпалителни фактори (противовъзпалително действие);
- активиране на синтеза на собствен IFN, което намалява времето за възстановяване.
Особено ярко антивирусно действие е характерно за рекомбинантните интерферони алфа 2b, 2a и бета. Те блокират производството на вирусни протеини и предотвратяват възпроизвеждането на патогени. Едно от важните предимства на лекарствата, базирани на тях, е минималната токсичност и възможността за предписване в детска възраст.
Синтез
Получаването на рекомбинантни интерферони става на етапи:
- изолиране на информационна РНК след активиране на производството на интерферон в бактериална култура;
- синтез на комплементарна ДНК на базата на РНК;
- вграждане на получената на предишния етап ДНК в плазмидни вектори - екстрахромозомни ДНК молекули, способни да копират независимо вътре в бактериалните клетки и отговорни за производството на протеини;
- получаване на рекомбинантна ДНК;
- синтез на клонове на микроорганизми, които произвеждат интерферон;
- размножаване на бактериалникултури върху хранителна среда;
- изолиране на бактериални клетки чрез центрофугиране;
- утаяване на интерферонови протеини от разтвор;
- пречистване на рекомбинантен интерферон чрез афинитетна хроматография или други методи.
Размножаването на клонирана култура се извършва в промишлени условия в реактори, а предишните етапи - в лаборатории. Рекомбинантните IFN се произвеждат извън човешкото тяло, човешкият интерферонов ген е вграден в техния генетичен материал.
Има няколко бактериални култури, от които се получават тези протеини. По-долу е от какво се състои рекомбинантният алфа 2b интерферон:
- Escherichia coli (натрупването на продукта става вътреклетъчно);
- hay bacterium Bacillussubtilis (освобождаване на интерферони в околната среда);
- Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa;
- дрожди гъби Saccharomycopsis fibuligera.
Последният тип производители има следните предимства пред останалите:
- възможност за използване на евтина културална среда;
- лесно разделяне при отделяне;
- висока производителност на процеса (повече от 10 пъти в сравнение с други);
- процесът на добавяне на въглехидратни групи, подобен по механизъм на този в животинските клетки.
Издаване на формуляри
Рекомбинантни интерферони 2b, 2a и бета се предлагат в следните дозирани форми:
- инжекционни разтвори;
- лиофилизати;
- капки и филми заоко;
- орални разтвори;
- свещи и микроклистери за ректално и вагинално приложение;
- мехлеми;
- гелове;
- хапчета;
- аерозоли;
- сферични везикули (липозоми).
Рекомбинантен IFN алфа
Синтетичните алфа-интерферони са напълно съвместими с естествените протеини. Те играят важна роля в задействането на имунния отговор в човешкото тяло, активират производството на важни цитокини, посредничат между вродения и адаптивния имунитет и осигуряват имунологична „памет“.
Таблицата по-долу показва основните характеристики на някои рекомбинантни интерферонови препарати от този тип:
| Име | Тип | Формуляр за издаване | Индикации |
| "Reaferon-ES" | Alpha 2a | Лиофилизат за разтвор за инжекции и локално приложение, ампули и флакони |
Възрастни:
Деца над 1 година:
|
| "Viferon" | Alpha 2a | Ректални супозитории |
Възрастни и деца:
При новородени:
|
| "Roferon-A" | Alpha 2a | Тръба за спринцовка |
Вирусни патологии:
Нарушения на лимфната система:
Тумори:
|
| "Interal-P" | Alpha 2a | Лиофилизат за инжекционен разтвор |
Възрастни:
Деца:
|
| "Intron-A" | Alpha 2b | Разтвор за интравенозни и s/c инжекции |
Вирусни и злокачествени заболявания:
|
| "Laifferon" | Alpha 2b | Разтвор за интрамускулно инжектиране и вливане в окото | Подобно на "Interal-P" |
| "Infagel" | Alpha 2b | Гел в туби за външна употреба | Лечение на херпес, профилактика на грип и ТОРС |
| "Rialdiron" | Alpha 2b | Лиофилизат за IM и IV приложение | Заболявания, описани за Intron-A, както и енцефалит, пренасян от кърлежи, фунгоидна микоза и синдром на Цезари |
| "Berofor" | Alpha 2c | Капки за очи в капилярни пипети | Вирусни очни инфекции |
Наркотиците на новотопоколения са пегилиран (или конюгиран) алфа-IFN, които се характеризират с удължено действие. Те показват висока ефективност при лечението на вирусен хепатит. Те включват Pegasys (IFN-α-2a) и Pegintron (човешки рекомбинантен интерферон 2b).
Рекомбинантен бета-IFN
Сред бета-интерфероните в момента се разграничават 2 подтипа - b1a (гликозилиран) и b1b (негликолизиран). В допълнение към антивирусните и имуномодулиращи ефекти, те засягат нервната система и се използват за лечение на множествена склероза. Лекарствата се прилагат подкожно или интрамускулно. Клинично е доказано, че намаляването на честотата на обострянията на заболяването се случва с почти една трета, но все още няма ясни критерии за оценка на ефективността.
Механизмът на действие на такива лекарства се основава на следните явления:
- Свързване на интерферони със специфични рецептори на клетъчната повърхност, като по този начин се активира производството на протеини с антивирусни, противотуморни, противовъзпалителни ефекти.
- Намаляване на броя на новите огнища на склеротични мозъчни лезии и атрофични промени в неговите тъкани (потвърдено от данните от ЯМР).
- Инхибиране на деленето на левкоцитите и тяхната миграция към зоната на възпаление чрез намаляване на производството на протеолитични ензими.
- Повишено разграждане на гама-интерферон, който играе важна роля в развитието на множествена склероза.
Рекомбинантна гама-IFN
В Русия рекомбинантният гама интерферон се произвежда най-широко като част от лекарството "Ингарон". Използва се при лечението на заболявания като:
- грип (включително свински грип);
- отит (аерозолна форма на лекарството);
- грануломатозна болест;
- остеопетроза (вродена фамилна остеосклероза);
- хроничен вирусен хепатит B, C;
- СПИН;
- белодробна туберкулоза;
- онкологични патологии;
- урогенитални инфекции;
- генитален херпес и херпес зостер;
- HPV;
- хроничен простатит.
Аерозолната форма на човешки рекомбинантен гама интерферон се използва също за профилактика на грип (напояване на носа и назофаринкса). Това вещество блокира производството на полипептиди, отговорни за развитието на фиброзни промени в черния дроб и белодробната тъкан.
Странични ефекти
При лечение с алфа и гама интерферони, грипоподобният синдром най-често се отбелязва като странични ефекти. Включва функции като:
- повишена телесна температура;
- главоболие и мускулни болки;
- хлад;
- слабост.
Тези симптоми обикновено се появяват през първата или втората седмица от лечението. Те могат да бъдат елиминирани чрез намаляване на дозата.
Следните нежелани реакции са по-рядко срещани:
- лошо храносмилане;
- влошаване на съня;
- тромбоцитопения;
- намаляване на нивото на левкоцитите вкръв;
- интоксикация с хормони на щитовидната жлеза.
При прием на бета-интерферони могат да се появят и следните негативни явления:
- хипертония;
- тахикардия;
- аритмия;
- сърдечна болка;
- сърдечна недостатъчност;
- намаляване на интелигентността;
- психични разстройства - депресия, суицидни мисли, деперсонализация, епилептични припадъци.
