Опубликовано в журнале
»» № 3 '98

ИНФОРМАЦИОННАЯ МОЗАИКА*

А.Г. Голубев
кандидат биологических наук

---

* Продолжение
Начало см. в №2, 1998 г.

Затронув тему мер, принимаемых против распространения ВИЧ-инфекции, нельзя не признать, что существующие для этого возможности явно недостаточны. Поиск новых идет по фронту, широту которого можно охарактеризовать крайними точками. Наиболее прост и широко известен способ, состоящий в воздвижении механических барьеров в виде презервативов. Что касается лечения тех, кто уже заразился, то, с одной стороны, рассматриваются возможности применения самых разных подручных субстанций природного происхождения. Например, в экскрементах щелковичных червей найдены продукты с антивирусной активностью, действие которой распространяется на целый ряд вирусов, имеющих оболочку, включая вирус герпеса, вирус Сендаи и ВИЧ [Biol and Pharm Bull 1997; (20): 547-55]. С другой стороны, создаются изощренные генно-инженерные конструкции, устройство которых основано на сведениях, получаемых в результате детальных исследований биологии ВИЧ.

Наиболее значительным из полученных в последнее время результатов исследования биологии ВИЧ стало выяснение способа, посредством которого ВИЧ проникает в клетки организма. Этот процесс осуществляется через связывание одного из оболочечных гликопротеинов вируса, а именно gp40, с клеточными рецепторами для хемокинов - полипептидных факторов, секретируемых рядом клеток организма, в том числе макрофагами и цитотоксическими лимфоцитами, и участвующих в активации определенных иммунных реакций. Такие рецепторы имеются не только на поражаемых вирусом лимфоцитах и макрофагах, но и на дендритных клетках, иначе называемых клетками Лангерганса. Эти клетки находятся в слизистых оболочках, и их функции состоят в связывании чужеродных антигенов для последующей их презентации Т-хелперным лимфоцитам. Именно с помощью клеток Лангерганса мочеполовых путей (при гетеросексуальной передаче) и прямой кишки (при гомосексуальной передаче) ВИЧ проникает в организм. Долгое время оставалось непонятным, почему сразу после заражения инфицированный организм содержит лишь такие варианты ВИЧ, которые in vitro способны поражать только макрофаги, тогда как в источнике инфекции имеется набор вирусов, способных к проникновению как в макрофаги, так и в лимфоциты. Эта загадка разрешилась, когда выяснилось, что первичные, а не пассируемые in vitro, культуры клеток Лангерганса, содержат только хемокиновые рецепторы класса CCR5, имеющиеся у макрофагов, но не у лимфоцитов [Nature Medicine 1997: (3): 1369-76]. Приобретение вирионами ВИЧ способности взаимодействовать с CXCR4 рецепторами, имеющимися у лимфоцитов, происходит в процессе эволюции населяющей зараженный организм популяции вируса [Journal of Virology 1997; (71): 7478-87], которая, таким образом, ведет себя подобно биологическому виду и в литературе так и именуется - квазивид.

Откуда берется в одном зараженном организме все то разнообразие генетических вариантов ВИЧ, которое делает его способным к эволюции до квазивида? Генетическая информация в вирусных вирионах хранится в виде РНК. После проникновения в клетку с вирусной РНК вирусной же обратной транскриптазой считывается молекула вирусной ДНК, которая затем встраивается в клеточную ДНК, и таким образом вирус начинает свое существование в форме провируса. С провирусной ДНК клеточным транскрипционным аппаратом считываются вирусные информационные РНК, которые становятся матрицами для синтеза вирусных белков в клеточных рибосомах. Особенностью вирусной обратной транскриптазы является то, что в своей работе она с большой частотой совершает ошибки. Поэтому генетическая информация провирусных ДНК отличается от той, которая была заложена в исходной вирусной РНК, и новые вирионы генетически отличны от исходных. Как и в любом процессе эволюции, большая часть мутантов менее жизнеспособна, чем исходные формы, оптимизированные к условиям своего существования предшествующим эволюционным процессом. Но ВИЧ генерирует новые формы в огромном количестве. Даже на бессимптомной стадии инфекции в зараженном организме ежедневно образуется около 109 новых вирусных РНК [AIDS 1997, (11): 1103-10], и среди всего этого множества попадаются такие, которые к сложившимся в организме условиям приспособлены лучше прежних. Если иммунная система организма вырабатывает антитела против ВИЧ (а на ранних этапах инфицирования так и происходит), появляются варианты вируса, устойчивые к действию этих антител или любых других факторов противовирусной защиты организма. Генетическое разнообразие квазивидов ВИЧ тем выше, чем более сильное давление на них оказывают защитные силы организма [Journal of Virology 1997; (71): 7498-508].

С рецепторами типа CCR5 связан феномен невосприимчивости к ВИЧ. Он обнаруживается у лиц, являющихся гомозиготными по одной из мутаций гена CCR5, меняющей белок CCR5 так, что ВИЧ оказывается неспособным взаимодействовать с ним. Такие мутации хоть и редко, но встречаются в Северной Европе. В частности, найдено [Русский Журнал ВИЧ/ СПИД 1997; 1 (1): 1281, что у русских гетерозиготность по такой мутации, повышающая устойчивость к ВИЧ, встречается с частотой 26 %, у казахов эта частота составляет 12%, а у грузин - 0 %. Но гомозиготность, создающая полную невосприимчивость к ВИЧ, не была найдена ни у одного из обследованных.

С использованием рецепторов к хемокинам связываются определенные надежды на разработку новых средств лечения СПИДа. Идея здесь основана на том обстоятельстве, что после слияния мембраны проникающего в клетку вириона ВИЧ с клеточной мембраной на последней остаются белки ВИЧ, обеспечивающие взаимодействие ВИЧ с рецепторами к хемокинам. Это создает возможность прицельной доставки средств уничтожения вируса или инфицированных им клеток только в те клетки организма, которые содержат ВИЧ. Реализация идеи осуществлялась методами генной инженерии [Cell 1997; (90): 821-4]. Гены, кодирующие рецепторы к хемокинам, были вставлены в геном весьма цитопатогенного рабдовируса (родственник вируса бешенства), вызывающего везикулярный стоматит. Предварительно вирус везикулярного стоматита был лишен тех генов, продукты которых обеспечивают реализацию собственного способа, каким этот вирус пользуется для проникновения в клетки. In vitro такой видоизмененный вирус действительно оказался способным очень эффективно и практически со 100%-й избирательностью уничтожать только те клетки, которые были заражены ВИЧем.

Но сколь бы эффективным ни оказалось разрабатываемое средство, сама его изощренность не позволяет надеяться, что оно будет менее дорогостоящим, чем уже существующие препараты, механизм действия которых состоит в ингибировании вирусной обратной транскриптазы и вирусных протеаз, необходимых для сборки вирионов. Комбинированное применение этих препаратов может резко снизить уровень виремии, в течение нескольких лет поддерживать больного в бессимптомном состоянии и, что может быть еще важнее, снизить вероятность передачи ВИЧ от матери к новорожденному, а также при половых контактах. Однако стоимость такого лечения составляет 12-18 тыс. долларов США в год и оно едва ли когда-нибудь станет доступным десяткам миллионов жертв ВИЧ в развивающихся странах. Кроме того, способность квазивидов ВИЧ к быстрой эволюции приводит к возникновению вариантов, устойчивых к лекарственным препаратам. Поэтому основные надежды в борьбе со СПИДом возлагаются на разработку вакцины, что до недавнего времени, ввиду способности квазивидов ВИЧ к быстрым адаптивным изменениям, многими считалось принципиально невозможным. Теперь уже на уровне международной политики признана необходимость создания вакцины против ВИЧ, что и было зафиксировано в итоговом коммюнике встречи руководителей 8 индустриальных стран, включая Россию, состоявшейся в Денвере в июне 1997 г. В Российской межведомственной научной программе "Вакцины нового поколения и медицинские диагностические системы будущего" предусмотрен специальный раздел, посвященный вакцине против ВИЧ/СПИД [Русский журнал ВИЧ/СПИД 1998, 2 (1): 3-10, Там же: 46-51: Русский журнал ВИЧ/СПИД 1998: 2 (2): 7-16].

Новые надежды связаны с появлением так называемых "ДНК-овых" вакцин. "ДНКовая" вакцина - это генно-инженерная конструкция, состоящая из фрагмента циклического бактериального генома (плазмиды), куда вмонтированы фрагменты генома патогенного организма, которые кодируют его иммуногенные белки. После создания такой конструкции ее репродуцирование в препаративных масштабах может быть более простым и экономичным процессом, чем приготовление традиционных вакцин. Но дело не только в экономичности. После введения такой конструкции в подлежащий иммунизации организм плазмида проникает в клетки, где начинается транскрипция входящей в ее состав нуклеотидной последовательности, которая кодирует иммуногенный белок. Будучи представленным иммунной системе организма в контексте своего нового клеточного окружения (вместе со всеми молекулами гистосовместимости и т.п.), такой белок вызывает более сильный иммунный ответ, чем когда он вводится сам по себе. В этом явлении многое остается совершенно непонятным, но факты таковы, что в настоящее время уже проводятся клинические испытания "ДНК-овых" вакцин не только против СПИДа, но и против гриппа, малярии, гепатита В, герпесных инфекций, а также онкологических заболеваний, в частности рака прямой кишки [Science 1997: (278): 1711-4].

Таким образом, мы подходим к тому, что выше было обозначено как "родственные проблемы". Именно эти проблемы в конечном счете и приводят к смерти носителей ВИЧ-инфекции. Вызываемое вирусом снижение числа Т-хелперных лимфоцитов (единого мнения о механизме этого явления по сей день нет) приводит к тому, что в организме начинают бесконтрольно размножаться не только трансформированные клетки, но и населяющие его многочисленные паразитические микроорганизмы и вирусы, отношения которых с организмом-хозяином в норме можно охарактеризовать как равновесные. Некоторые из таких вирусов настолько хорошо "вписались" в человеческий организм, что понадобился ВИЧ, чтобы "вывести их на чистую воду". Примером может быть вирус HHV6 из семейства Herpesviridae, родственник вируса простого герпеса, который впервые был выделен в 1986 г. из крови больного СПИДом, осложненным абдоминальными лимфомами. В дальнейшем выяснилось, что этим вирусом инфицировано более 85% населения Земли. Заражение происходит в возрасте около двух лет и может вызывать экзантему (собственно, именно с открытием HHV6 причины этого детского заболевания стали проясняться) и фебрильные судороги. У взрослых HHV6 при первичном заражении вызывает вариант инфекционного мононуклеоза. Повышенное содержание ДНК вируса HHV6 в крови и усиленные гуморальные реакции на ранние антигены HHV6 обнаружены у больных рассеянным склерозом, что указывает на возможное вирусное происхождение этого заболевания [Nature Medicine 1997: (3): 1394-8].

Еще один вирус, открытый при изучении СПИДа (в 1994 г.), также относится к семейству Herpesviridae. Он получил обозначение HHV8 [Lancet 1997: (349): 558-62]. Именно HHV8 является причиной саркомы Капоши. Сочетание этой эндотелиальной опухоли с пневмонией, вызываемой условно патогенным микробом Pneumocystis carinii, стало 18 лет назад основанием для выделения новой нозологической единицы, названной "синдром приобретенного иммунодефицита". Через 2 года был открыт возбудитель нового заболевания, который оказался ретровирусом из семейства Lentiviridaeu получил название "вирус иммунодефицита человека".

С 1981 по 1997 гг. ВИЧ убил 11,7 млн. человек, в том числе 2,7 млн. детей до 15 лет. На 1997 г. пришлось 2,3 млн. смертей от ВИЧ - по 5 в минуту.