Тайны вирусов

...тысячи лет идет эта тихая невидимая война человека и вирусов...

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

ИНТЕРФЕРОН (дополнение к ст. "Интерферон", БМЭ, изд, II, т. 36)

- фактор, обусловливающий интерференцию вирусов. Феномен интерференции, заключающийся в способности одного вируса подавлять размножение другого при смешанной инфекции, известен в вирусологии с 1935 г. Этот феномен воспроизводился в опытах на животных, тканевых культурах in vitro, в развивающихся куриных эмбрионах.

Известно немало исследований, посвященных всестороннему изучению вирусной интерференции. Но только спустя 22 года английскому исследователю Айзексу (A. Isaacs) и швейцарцу Линденманну (J. Lindenmann) удалось раскрыть механизм этого явления. Изучая интерференцию вирусов гриппа в развивающихся куриных эмбрионах, исследователи нашли, что аналогичный эффект может быть получен и в том случае, когда интерферирующий вирус удален, что доказывало наличие в околоплодной жидкости какого-то активно действующего растворимого фактора. Дальнейшие опыты подтвердили это предположение и показали, что таким действующим фактором является белок с относительно малым молекулярным весом, продуцируемый зараженными клетками и обладающий выраженной противовирусной активностью. Авторы назвали этот белок интерфероном.

Открытие интерферона послужило стимулом к развитию широкого фронта исследований как в теоретическом, так и в практическом направлениях. Бесспорно познавательное значение интерферона, поскольку этот новый, ранее неизвестный защитный фактор, обладающий способностью внутриклеточного действия на вирусы, имеет ряд преимуществ перед давно известными специфическими антителами. Прежде всего он отличается свойствами поливалентности, что сказывается в активности не против одного, а против многих, если не всех вирусов. В основном действие интерферона заключается в том, что он прерывает цикл внутриклеточной репродукции (размножения) вирусов. Он обладает очень слабой антигенностью и безвреден как при контакте с клетками in vitro, так и при введении в организм человека или животных.

К отрицательным свойствам интерферона относится его быстрое исчезновение из организма и связанное с этим кратковременное защитное действие.

Индукторы интерферона - интерфероногены. Существует несколько способов получения интерферона, из которых наиболее простым является использование куриных эмбрионов, тканевых культур или лейкоцитов, заражаемых вирусами-индукторами. Кислотоустойчивость интерферона обеспечивает возможность освобождения от вируса-индуктора путем обработки материала кислотами с последующим добавлением щелочей до требуемой концентрации водородных ионов. Получаемый продукт носит название экзогенного интерферона ив дальнейшем используется в неочищенном, нативном, виде либо подвергается очистке и концентрации.

Определение активности интерферона производится путем титрования в культурах ткани, по своему происхождению гомологичной тому виду животных, из клеток которого получен препарат. Наиболее постоянным методом титрования является подавление бляшкообразования (негативных колоний) каким-либо тест-вирусом, чувствительным к действию интерферона.

По-видимому, все вирусы индуцируют образование интерферона. Одни более, а другие менее активные интерфероногены. Аналогичным свойством обладают не только вирусы, но и нуклеиновые кислоты как инфекционные, так и неинфекционные, в частности, например, дрожжевая дезоксирибонуклеиновая кислота.

Исследования последних лет расширили число интерфероногенов. Так, после внутривенного введения курам и мышам Brucella abortus в сыворотке крови этих животных найдено вещество, по ряду свойств тождественное интерферону.

Не только бактерии, но и некоторые эндотоксины обладают интерфероногенными свойствами. Активными индукторами интерферона оказались статолон и геленин - полисахариды, образуемые плесневыми грибками, а также пирогенал - полисахаридолипоидная фракция S. typhosa. Из других микроорганизмов интерфероногенными свойствами обладают риккетсии, микоплазмы, простейшие (Toxoplasma gondii).

Интерферон, продуцируемый тканями в результате действия вирусных нуклеиновых кислот, имеет одинаковые свойства. Его молекулярный вес находится в пределах 25 000-38 000, а изоэлектрическая точка лежит в области рН = 6,7-7,4. Интерферон, полученный под воздействием бактерий, эндотоксинов или статолона, обладает также противовирусным действием, но отличается молекулярным весом (77 000-99 000). Еще одним отличием является термостабильность интерферона, которая выше у препарата, получаемого под воздействием вирусов.

Таким образом, есть основания полагать, что интерферон, продуцируемый под действием разных интерфероногенов, не является однородным препаратом: по-видимому, существует гетерогенный ряд белковых субстанций, обладающих противовирусной активностью и объединяемых общим названием.

К общим свойствам таких белков-ингибиторов относится выраженная устойчивость к кислотам, щелочам, нуклеазам и липазам, а также потеря биологической активности под влиянием протеаз.

Ткани, продуцирующие интерферон. Интерферон не найден (во всяком случае в количестве, обнаруживаемом существующими методами) у нормальных животных и в незараженных клеточных культурах. Для индукции интерферона необходима адсорбция и проникновение вируса в клетки либо тесный контакт ткани с интерфероногенами другого типа. В отличие от готового продукта, ингибитор, образующийся в тканях животных in vivo, получил название эндогенного интерферона. Эндогенный интерферон, образовавшийся при вирусных инфекциях или в результате введения человеку и животным интерфероногенов, обнаружен в крови, лимфе, перитонеальном экссудате, спинномозговой жидкости, мозге, паренхиматозных органах и моче. При гриппе или после интраназального введения гриппозной вакцины интерферона появляется в носовом секрете и обнаруживается в глоточных смывах. При бактериальной инфекции у человека ингибитор, сходный с интерфероном, найден в сыворотке сольных менингитом, вызванным Н. lnfluenza.

Вероятно, все соматические клетки способны продуцировать интерферон. Однако их реактивность в этом отношении неодинакова. Наиболее активным продуктором интерферона является ткань селезенки, а также лейкоциты.

Важным свойством интерферона является его тканевая видоспецифичность, выражающаяся в том, что максимальная активность препарата проявляется лишь в клетках того вида животных, на которых он продуцируется.

Интерферон продуцируется в организме и тогда, когда иммунологические механизмы, ответственные за продукцию антител, полностью заблокированы.

Видовая тканевая специфичность интерферона и отсутствие вирусной специфичности (поливалентность препарата) позволяют считать, что генетическая информация, определяющая синтез ингибиторов, находится в клетке. В этом отношении интересна работа Пауккера (К. Paucker, 1964), который нашел, что антитела, приготовленные иммунизацией морских свинок мышиным или куриным интерфероном, нейтрализуют действие только гомологичного интерферона. Роль клетки в определении действия интерферона обосновывается и опытами, показавшими различие в биологической активности ткани одного и того же хозяина. Ротем и Чарлвуд (Z. Rotem, P.Charlwood,1963) выявили существенное ослабление активности интерферона в клетках опухоли хомяка, индуцированной метилхолантреном, по сравнению с активностью его в нормальных клетках.

Митомицин в больших дозах, а также ультрафиолетовое облучение снижают способность клетки к синтезу интерферона. Исследования, проведенные с актиномицином D и другими антиметаболитами, позволяют считать, что продукция интерферона возможна лишь при неповрежденном синтезе клеточной РНК и что специфическая информационная РНК образуется вскоре после воздействия интерфероногена.

Подавление синтеза белка пуромицином или парафторфенилаланином блокирует и продукцию интерферона.

Механизм действия интерферона. Как уже упоминалось, интерферон является поливалентным препаратом и действует против многих, а возможно, и всех известных вирусов.

Его наилучшее защитное действие проявляется тогда, когда он введен до заражения, но некоторое защитное действие наблюдается и через 2-3 дня после заражения. На продукцию интерферона организмом, а также клетками в культуре ткани влияют различные воздействия, например, пониженная температура подавляет, а повышенная стимулирует продукцию интерферона.

Отрицательное действие оказывают такие препараты, как колхицин и стероидные гормоны.

До сих пор остается неясным механизм действия интерферона, и в этом отношении в нашем распоряжении имеется больше гипотетических рассуждений, чем достоверных фактов.

Известно, что интерферон не изменяет способности поверхностных клеточных рецепторов связываться с вирусом. Он не влияет и на процесс проникновения вируса в клетку, а также не действует на вирус или вирусную нуклеиновую кислоту in vitro.

При использовании экзогенного интерферона его биологическая активность, проявляющаяся приобретением тканевой невосприимчивости к вирусам, наступает через несколько часов с момента проникновения в клетку.

Однако адсорбция интерферона в опытах in vitro непрочная, и промывание клеток приводит к утрате невосприимчивости вследствие удаления интерферона. Анализ результатов опытов с актиномицином D, пуромицином и парафторфенилаланином привел Вагнера (R. Wagner, 1960) к гипотезе, что интерферон индуцирует в клетке транскрипцию особой информационной РНК, которая кодирует выработку специального белка, являющегося действительным ингибитором вирусной инфекции.

Механизм действия этого ингибитора заключается в том, что он препятствует реализации информации, закодированной в вирусной РНК.

По мнению некоторых авторов, этот ингибитор предотвращает соединение вирусной РНК с клеточными рибосомами, в результате чего не образуются вирусоспецифические полирибосомы. Другие авторы считают, однако, что эти полирибосомы образуются, но ингибитор, индуцированный интерферон, делает их функционально неактивными.

Поскольку интерферон проявляет свое защитное действие как против РНК-, так и ДНК-содержащих вирусов, то представляется вероятным, что блокируется именно эта реакция - образование вирусоспецифических полирибосом - общая в репродукционном цикле вирусов обоих типов. Иными словами, механизм действия интерферона сводится к предотвращению трансляции нуклеотидной последовательности вирусной РНК в аминокислотную последовательность полипептидных цепей вирусных белков.

Практическая ценность и перспективы использования интерферона. Широкий спектр противовирусной активности интерферона и отсутствие токсичности для организма открывают заманчивые перспективы в использовании интерферона в практике борьбы с вирусными инфекциями. Это может быть достигнуто двумя путями: во-первых, применением интерфероногенов с целью вызвать продукцию эндогенного интерферона. Такого рода наблюдения, давшие положительные результаты, проведены как в экспериментальных условиях в опытах на животных, так и во время эпидемии гриппа в 1965 г.

З. В. Ермольевой и другими было показано, что, если использовать вирус свиного гриппа, обработанный ультрафиолетовыми лучами, то его интраназальное введение людям вызывает местную продукцию интерферона и снижает частоту заболеваний. В опытах на добровольцах, заражаемых вакцинным живым вирусом гриппа, было установлено (В. Д. Соловьев и Т. А. Бектемиров, 1966), что различные вирусы, содержащие как РНК, так и ДНК, способны продуцировать эндогенный интерферон, который предохраняет добровольцев от заражения искусственно вводимым вирусом гриппа А2. В этом отношении наилучшие результаты показал вирус гриппа того же типа, ослабленный ультрафиолетовым облучением.

Второй путь заключается в получении экзогенного интерферона. Учитывая тканевую видоспецифичность препарата, делали попытки применения интерферона, полученного на обезьяньих клетках. По данным Британского совета медицинских исследований (1965), обезьяний интерферон не оказал защитного действия при заражении людей (добровольцев) риновирусами. Однако наблюдения показали, что аналогичный препарат, вводимый местно, снижает прививаемость оспенной вакцины у человека.

В. Д. Соловьев, Т. А. Бектемиров и др. (1966) использовали лейкоцитарный человеческий интерферон для профилактики гриппа у зараженных вакцинным вирусом добровольцев. Статистически достоверные числа наблюдений показали, что лейкоцитарный человеческий интерферон, вводимый добровольцам за 24 часа до заражения, предохраняет около 40% их от развития инфекционного процесса. Однако профилактическое действие однократно введенного интерферона непродолжительно, и через 2 дня требуется его повторное введение.

Необходимо подчеркнуть следующее важное обстоятельство. При подсчете количества биологически активного начала в неочищенных препаратах интерферона найдено, что оно составляет приблизительно 1/6000 общего количества белка. Отсюда важнейшим направлением в исследованиях по интерферону в настоящее время является разработка способов его очистки и концентрации. По-видимому, от результатов именно этой работы в значительной мере зависит и успех практического применения экзогенного интерферона. В применении же эндогенного интерферона большую роль сыграют неинфекционные интерфероногены типа статолона или пирогенала, над получением которых в настоящее время работают исследователи.

Необходимым условием для интерфероногенов любого типа является не только их действенность, но и безвредность для организма.

Открытие интерферона и результаты его изучения вышли далеко за пределы феномена вирусной интерференции, приобрели самостоятельное значение и открыли новые пути как в науке, так и в практике, особенно в профилактике, а возможно, и в лечении вирусных инфекций.

В. Соловьев.