Рекомбінантний інтерферон: види, класифікація та механізм дії

Рекомбінантні інтерферони – це група лікарських засобів противірусної дії, що застосовуються в терапевтичних і профілактичних цілях. Дані біологічно активні білки синтезуються природним чином в клітинах людини у відповідь на проникнення чужорідних агентів. У сучасній медицині ці препарати визнані найбільш ефективними і безпечними для лікування вірусних захворювань.

Класифікація

У мікробіології виділяють більше 20 видів інтерферонів (ІФН), які розрізняються за властивостями та біологічною структурою. Лікарські препарати на їх основі класифікують наступним чином:

  • За типом активного компонента: o альфа-інтерферон (або лейкоцитарний); o бета-інтерферон (фибробластный); o гамма-інтерферон (імунний); o лямбда-інтерферон.
  • За методом отримання: o природний, отримані з лейкоцитів крові людини; o інтерферон людський рекомбінантний, вироблений синтетичним шляхом (методом генної інженерії).

Альфа — і бета-інтерферони об’єднують в сімейство I типу завдяки подібності їх функцій в організмі і однаковим амінокислотним послідовності. Гамма — і лямбда-інтерферони виділяють в окремий II і III тип відповідно. Перше покоління природних білків мало великий недолік – вони вимагали застосування дефіцитного сировини (донорської крові) і високої міри очищення від чужорідних білків. Це обумовлювало їх високу вартість і низьку ефективність. Рекомбінантні альфа-інтерферони в даний час займають лідируюче положення серед ліків даного типу за ступенем вивченості і широті застосування в медичній практиці.

Особливості

Крім вищезазначеної класифікації, дані білки відрізняються підтипами. Так, до категорії рекомбінантних інтерферонів альфа 2 відносяться не менш, ніж 24 підтипу, які розрізняються між собою по 24 генам. Вони не повністю ідентичні по первинній структурі.

На відміну від альфа-інтерферонів, бета-модифікація кодується тільки одним відомим геном. Обидва види білків активізуються вірусами і задіють однакові рецептори в своєму механізмі впливу на інші клітини.

Підтип людського рекомбінантного інтерферону альфа-2b відрізняється від альфа-2а двома амінокислотними залишками в структурі. Решта з них (а всього їх налічується більше сотні) – збігаються. Тому захворювання, при яких вони застосовуються, а також побічні ефекти, однакові, а от реакція організму (вироблення антитіл) – відрізняється.

Лейкоцитарні природні інтерферони також класифікують за ступенем очищення:

  • Нативні, що характеризуються неглибокій очищенням і максимально близькі до вихідної сировини. Вони володіють найбільшим потенціалом імунобіологічного впливу.
  • Концентровані, з високим ступенем очищення. Вони використовуються частіше всього в тих випадках, коли необхідно ввести більшу одноразову дозу. Однорідність складу цих препаратів сягає 90%.
  • Об’єднані. Їх отримують при щадних методів очищення. Наявність додаткових цитокінів ускладнює стандартизацію цих речовин. У той же час, завдяки цьому фактору надають більш високий імуномодулюючий ефект, що сприяє розширенню сфери їх застосування.

Рекомбінантний людський інтерферон має в своєму складі моноспецифичный білок. Він відноситься до одного з підтипів. Тип b1a препаратів рекомбінантного інтерферону альфа характеризується гликолизированной формою (неферментативное приєднання залишків цукрів до органічних молекул білка), а b1b – негликолизированной. Такі інтерферони однорідні за складом на 98%.

Дані особливості природних та штучно синтезованих білків обумовлюють розходження в області їх застосування. У рекомбінантних інтерферонів переважає противірусну та протипухлинну дію. У природних – імуномодулююча, а також відзначається більш висока активність бактеріальних і гнійно-септичних патологій.

Препарати рекомбінантних інтерферонів

Найбільш широко з даної групи лікарських засобів використовуються наступні:

  • альфа-2a інтерферон: «Реаферон», «Віферон», «Роферон», «Интераль»;
  • альфа 2b інтерферон: «Інтрон-А», «Лайфферон», «Пэгинтерферон», «Инфагель», Инрек;
  • альфа 2c інтерферон: «Берофор»;
  • бета-інтерферон: «Інтерферон-бета-1a», «Фрон», «Ребіф», «Авонекс», «Бетасерон», «Бетаферон»;
  • гамма-інтерферон: «Актиммун», «Гаммаферон», «Ингарон», «Имукин».
Дивіться також:  "Ацикловір" від герпесу: відгуки про застосування, інструкція

Захворювання

Рекомбінантні інтерферони активні при лікуванні таких захворювань, як:

  • дерматологічні патології: генітальний герпес, бородавки, кондилломы, папіломатоз, оперізувальний лишай;
  • офтальмологічні захворювання: запалення рогівки ока, зумовлене герпетичної або аденовірусної інфекцією (скорочення тривалості хвороби, збільшення межрецидивных періодів);
  • гострі інфекційні захворювання верхніх дихальних шляхів: грип, ГРВІ (екстрена профілактика для осіб, які перебувають у групі ризику, а також в лікувальних цілях);
  • патології гепатобіліарної системи: вірусний гепатит В, З в гострій і хронічній формі (виражений клінічний ефект, скорочення смертності до 60%);
  • СНІД: нормалізація імунітету, зниження тяжкості захворювання більш, ніж у половини пацієнтів; зменшення ризику розвитку саркоми Капоші, пов’язаної зі Снідом;
  • інші патології: ЦМВІ (цитомегаловірусна інфекція), що виникає на фоні імунодефіцитних станів (інтерферони застосовуються для її профілактики), а також після трансплантаційних операцій; склерозуючий паненцефаліт (запалення головного мозку).

Дані препарати характеризуються універсальним спектром противірусної активності. На відміну від хіміотерапевтичних засобів, вони не призводять до появи стійких форм патогенів, а впливають на фактори вродженого природного імунітету.

Історія відкриття

Інтерферони були відкриті майже 50 років тому. Перші лікарські препарати отримували з крові донорів. Для цього кров’яні клітини обробляли вірусами, після чого вони починали продукувати білки із захисними властивостями. Отриманий таким чином інтерферон володів високою ефективністю, але його виробництво у великих масштабах було утруднене із-за дефіциту сировини. Наприклад, для отримання об’єму препарату, необхідного для лікування 1 онкологічного хворого, потрібно було зібрати кров у 200 донорів.

У середині 80-х років XX століття виникли перші передумови для одержання синтетичних рекомбінантних інтерферонів. Швидкий розвиток генної інженерії в ці роки призвело до створення нової технології – впровадження відповідного гена в колонії бактеріальних клітин Pseudomonas putіda, здатних швидко розмножуватися. Це дозволило синтезувати людський рекомбінантний альфа 2b інтерферон в промислових масштабах. Перший препарат, створений у СРСР, який отримав назву «Реаферон».

У наступні роки проводилися ретельні дослідження цього лікарського засобу на тваринах на предмет тератогенних і токсичних властивостей. Випробування підтвердили його безпека для плода і відсутність відмінностей між побічними ефектами штучно синтезованого та природного інтерферону.

Пізніше для отримання рекомбінантного інтерферону стали застосовувати бактерії кишкової палички, так як вони швидше виробляють цю речовину. Перший препарат, отриманий на їх основі, назвали «Реаферон-ЄС» (від абревіатури латинської назви цього мікроорганізму Escherichia coli). Дані бактерії також застосовуються в більшості сучасних виробництв рекомбінантних інтерферонів.

Принцип дії

Інтерферони – це своєрідні біологічні посередники, активізують імунну систему людини. Вони сприяють розпізнаванню і придушення чужорідної генетичної інформації. При впровадженні вірусів у клітину вже через кілька хвилин кількість патогенів збільшується багаторазово. Вони поширюються далі, вражаючи здорові клітини і знову розмножуючись. Особливо швидко цей процес відбувається на початковій стадії захворювання, так як в цей період людський організм не здатний виробляти необхідну кількість інтерферону.

Завдяки цим білків відбувається запуск синтезу цілого ряду ферментів, антитіл та інших компонентів імунної захисту. У результаті клітини стають несприйнятливі до вірусів. Виділяють також такі механізми, в яких беруть участь інтерферони:

  • стимулювання макрофагів, їх активізація до поглинання нежиттєздатних, уражених клітин;
  • пригнічення росту і знищення атипових клітин (протипухлинний ефект);
  • вплив на иммуноциты (лімфоцити, що виробляються в кістковому мозку) – основні клітини імунної системи: NK-клітини, Т-лімфоцити, моноцити, макрофаги і гранулоцити; стимулювання їх неспецифічної цитотоксичності;
  • активація синтезу протеїнів, підвищують опірність клітин до чужорідних агентів, перенесення цих білків на сусідні клітини;
  • запуск каскаду реакцій, що стимулюють вироблення протизапальних факторів (протизапальний ефект);
  • активація синтезу власних ІФН, що дозволяє скоротити терміни одужання.
Дивіться також:  "Ресвератрол Солгар": відгуки, опис, інструкція

Особливо яскраве антивірусну дію характерно для рекомбінантних інтерферонів альфа 2b, 2а і бета. Вони блокують вироблення вірусних білків і перешкоджають розмноженню патогенів. Одним з важливих переваг препаратів на їх основі є мінімальна токсичність і можливість призначення в дитячому віці.

Синтез

Отримання рекомбінантних інтерферонів відбувається поетапно:

  • виділення інформаційної РНК після активації вироблення інтерферону в бактеріальної культури;
  • синтез комплементарної ДНК на основі РНК;
  • вбудовування отриманої на попередньому етапі ДНК у плазмідні вектори – позахромосомні молекули ДНК, здатні до незалежного копіювання всередині бактеріальних клітин і відповідають за вироблення білків;
  • отримання рекомбінантної ДНК;
  • синтез клонів мікроорганізмів, що виробляють інтерферон;
  • розмноження бактеріальної культури на живильному середовищі;
  • виділення клітин бактерій за допомогою центрифугування;
  • осадження білків-інтерферонів з розчину;
  • очищення рекомбінантного інтерферону за методом афінної хроматографії або іншими способами.

Розмноження клоновій культури відбувається в промислових умовах в реакторах, а попередні етапи – в лабораторіях. Рекомбінантні ІФН продукуються поза організму людини, їх генетичний матеріал вбудований ген людського інтерферону.

Існує кілька бактеріальних культур, на основі яких отримують дані білки. Нижче вказано, з чого роблять рекомбінантний альфа 2b інтерферон:

  • кишкова паличка Escherichia coli (накопичення продукту відбувається внутрішньоклітинно);
  • сінна паличка Bacillussubtilis (виділяють інтерферони в навколишнє середовище);
  • синегнойнаяпалочка Pseudomonas aeruginosa;
  • дріжджові грибки Saccharomycopsis fibuligera.

Останній вид продуцентів відрізняється наступними перевагами в порівнянні з іншими:

  • можливість використання дешевих поживних середовищ;
  • легке відділення при сепарації;
  • висока продуктивність процесу (більш, ніж у 10 разів порівняно з іншими);
  • процес приєднання вуглеводних груп, близький за механізмом до такого у тварин клітинах.

Форми випуску

Рекомбінантні інтерферони 2b, 2а і бета випускаються в наступних лікарських формах:

  • розчини для ін’єкційного введення;
  • лиофилизаты;
  • краплі і плівки для очей;
  • розчини для перорального прийому;
  • свічки і мікроклізми для ректального і вагінального введення;
  • мазі;
  • гелі;
  • таблетки;
  • аерозолі;
  • сферичні везикули (ліпосоми).

Рекомбінантні альфа-ІФН

Синтетичні альфа-інтерферони повністю відповідають природним білків. Вони відіграють важливу роль у запуску імунної відповіді в організмі людини, активують вироблення важливих цитокінів, що є посередниками між вродженим і набутим імунітетом і забезпечують імунологічну «пам’ять».

У таблиці нижче наведені основні характеристики деяких препаратів рекомбінантного інтерферону даного типу:

Назва

Тип

Форма випуску

Свідчення

«Реаферон-ЄС»

Альфа-2a

Ліофілізат для приготування розчину для ін’єкцій та місцевого використання, ампули та флакони

Дорослі:

  • гострий та хронічний вірусний гепатит В, З;
  • рак нирки в 4 стадії;
  • злоякісні шкірні лімфоми, базальноклітинний і плоскоклітинний рак;
  • саркома Капоші;
  • хронічні лейкози;
  • есенціальна тромбоцитемія;
  • кон’юнктивіт, кератокон’юнктивіт, кератит вірусної природи

Діти старше 1 р.:

  • лімфобластний лейкоз;
  • респіраторний папіломатоз гортані

«Віферон»

Альфа-2a

Ректальні супозиторії

У дорослих і дітей:

  • ГРЗ;
  • грип;
  • хронічні вірусні гепатити В, С, D;
  • інфекції урогенітального тракту;
  • герпес шкіри і слизових

У новонароджених:

  • менінгіт;
  • сепсис;
  • внутрішньоутробне зараження хламідіозом, герпесом та іншими інфекціями

«Роферон-А»

Альфа-2a

Шприц-тюбик

Вірусні патології:

  • гострокінцеві кондиломи (вірус папіломи людини);
  • хронічний гепатит В і С

Захворювання лімфатичної системи:

  • лімфоми;
  • волосатоклітинний лейкоз;
  • мієлолейкоз;
  • тромбоцитоз

Пухлини:

  • саркома Капоші;
  • меланома;
  • нирково-клітинна карцинома

«Интераль-П»

Альфа-2a

Ліофілізат для приготування розчину для ін’єкцій

Дорослі:

  • хронічний та гострий вірусний гепатит В, З;
  • менінгоенцефаліт;
  • кератит і кератоиридоциклит;
  • рак нирки в 4 стадії;
  • злоякісні шкірні лімфоми, базальноклітинний і плоскоклітинний рак;
  • саркома Капоші;
  • хронічні лейкози;
  • есенціальна тромбоцитемія;
  • розсіяний склероз

Діти:

  • лімфобластний лейкоз;
  • респіраторний папіломатоз гортані;
  • хронічний гепатит С (з 3 років)

«Інтрон-А»

Альфа 2b

Розчин в/в і п/к введення

Вірусні та злоякісні захворювання:

  • гострий і хронічний гепатит B, С;
  • волосатоклітинний лейкоз;
  • мієлолейкоз;
  • нирково-клітинна карцинома;
  • саркома Капоші;
  • шкірна Т-клітинна лімфома;
  • злоякісна меланома

«Лайфферон»

Альфа 2b

Розчин для в/м введення і закапування в око

Аналогічно препарату «Интераль-П»

«Инфагель»

Альфа 2b

Гель у тубах для зовнішнього застосування

Лікування герпесу, профілактика грипу та ГРВІ

«Риальдирон»

Альфа 2b

Ліофілізат для в/м і в/в введення

Захворювання, описані для препарату «Інтрон-А», а також кліщовий енцефаліт, грибоподібний мікоз та синдром Сезарі

«Берофор»

Альфа 2c

Очні краплі у капілярних піпетках

Вірусні інфекції очей

Дивіться також:  "Реліф" від геморою: відгуки пацієнтів, форми випуску, склад, застосування

Препаратами нового покоління є пегилированные (або кон’юговані) альфа-ІФН, для яких характерно пролонговану дію. Вони показують високу ефективність при лікуванні вірусного гепатиту. До них відносяться «Пегасіс» (ІФН-α-2а) і «Пегинтрон» (людський рекомбінантний інтерферон 2b).

Рекомбінантні бета-ІФН

Серед бета-інтерферонів в даний час виділяють 2 підтипи – b1а (гликолизированные) і b1b (негликолизированные). Крім противірусної та імуномодулюючої дії вони впливають на нервову систему і застосовуються для лікування розсіяного склерозу. Препарати вводяться підшкірно або внутрішньом’язово. Клінічно доведено, що зниження частоти загострень захворювання відбувається майже на третину, проте чітких критеріїв для оцінки ефективності ще не існує.

Механізм дії таких препаратів заснований на наступних явищах:

  • Зв’язування інтерферонів зі специфічними рецепторами на поверхні клітин, активізація внаслідок цього вироблення білків, що володіють противірусною, протипухлинними протизапальним ефектом.
  • Зниження кількості нових вогнищ склеротичного ураження мозку та атрофічних змін у його тканинах (підтверджується даними МРТ).
  • Гальмування поділу лейкоцитів і їх міграції в область запалення за рахунок зменшення вироблення протеолітичних ферментів.
  • Посилення розпаду гамма-інтерферону, який відіграє важливу роль у розвитку розсіяного склерозу.

Рекомбінантні гамма-ІФН

У Росії найбільш широко проводиться рекомбінантний інтерферон гамма в складі препарату «Ингарон». Він застосовується при лікуванні таких захворювань, як:

  • грип (в тому числі «свинячий»);
  • отит (аерозольна форма препарату);
  • грануломатозная хвороба;
  • остеопетроз (вроджений сімейний остеосклероз);
  • хронічний вірусний гепатит В, З;
  • СНІД;
  • туберкульоз легенів;
  • онкологічні патології;
  • урогенітальні інфекції;
  • генітальний герпес та оперізувальний лишай;
  • ВПЛ;
  • хронічний простатит.

Аерозольна форма людського рекомбінантного гамма інтерферону застосовується також для профілактики грипу (зрошення носа і носоглотки). Дана речовина блокує вироблення поліпептидів, що відповідають за розвиток фибротических змін в печінці і тканини легень.

Побічні ефекти

При лікуванні альфа — і гамма-інтерферонами в якості побічних ефектів найчастіше відзначається грипоподібний синдром. Він включає такі ознаки, як:

  • підвищення температури тіла;
  • головні і м’язові болі;
  • озноб;
  • слабкість.

Ці симптоми, як правило, з’являються під час першого або другого тижня лікування. Їх можна усунути зниженням дозування.

Рідше зустрічаються наступні побічні ефекти:

  • розлад травлення;
  • погіршення сну;
  • тромбоцитопенія;
  • зниження рівня лейкоцитів в крові;
  • інтоксикація тиреоїдними гормонами.

При прийомі бета-інтерферонів можуть виникнути також наступні негативні явища:

  • гіпертонія;
  • тахікардія;
  • аритмія;
  • біль у серці;
  • серцева недостатність;
  • зниження інтелекту;
  • психічні розлади – депресія, суїцидальні ідеї, деперсонизация, епілептичні припадки.