ВИЧ-инфекция - настоящее и будущее терапии

Ярослав Андреев

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) вызывает заболевание - ВИЧ-инфекцию, последняя стадия которого известна как синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД). Первые массовые случаи заражения ВИЧ-инфекцией произошли в конце 1970-х гг. Хотя с тех пор ВИЧ был изучен лучше, чем любой вирус в мире, миллионы людей продолжают умирать от СПИДа и миллионам людей ставится диагноз «ВИЧ-инфекция». Терапия ВИЧ/СПИДа преследует комплексную цель: сократить количество вируса в организме, сдержать размножение вируса, восстановить иммунные функции и предотвратить либо вылечить оппортунистические инфекции, возникающие на фоне иммунодефицита. К сожалению, различные варианты терапии не дают полного излечения от ВИЧ-инфекции, однако могут подавить вирус настолько, что клинические тесты не позволят обнаружить его присутствие в крови.

Вирус

Вирус иммунодефицита человека относят к семейству ретровирусов (Retroviridae), роду лентивирусов (Lentivirus). Название Lentivirus происходит от латинского слова lente - медленный. Такое название отражает особенности вирусов этой группы - длительный инкубационный период, медленную скорость развития инфекционного процесса в макроорганизме.

С целью найти подходы к получению вакцины против вируса структура вирионов ВИЧ была изучена очень подробно. Они представляют собой сферические частицы диаметром около 100 нанометров. Внешняя оболочка вируса - липопротеидный бислой, содержащий вирусные белки gp41, а также практически все (кроме CD4) белки, характерные для мембраны лимфоцитов. В вирионе находится капсид вируса, состоящий из белка р24, внутри которого находится вирусный геном, обычно состоящий из двух нитей (+)РНК, ферменты (обратная полимераза, интеграза, протеаза) и другие белки (Р7, Nef, Vif, Vpr). После проникновения в организм жизненный цикл вируса упрощенно выглядит следующим образом: после связывания белка gp120 с CD4 рецептором и ко-рецептором ССR5 (или CCХ4) на лимфоцитах вирус проникает внутрь клетки.

С помощью вирусной обратной транскриптазы синтезируется ДНК-копия генома вируса (при этом часто возникают мутации, что определяет высокую изменчивость вируса), вирусная интеграза встраивает эту копию в геном клетки, далее с помощью клеточных ферментов начинается синтез вирусной РНК, откуда считывается длинный белок-предшественник, который затем нарезается вирусной протеазой. После синтеза достаточного количества вирусных белков начинается сборка вируса и выход его из клетки. Далее цикл заражения повторяется.

Геном вируса кодирует всего 15 белков. По сравнению с геномом человека (кодирует около 60 тыс. белков) это ничтожное количество. Однако геномы большинства других ретровирусов кодируют значительно меньшее (9-10) количество белков. Считается, что именно эти шесть дополнительных белков (Tat, Rev, Nef, Vif, Vpr, Vpu) и обеспечивают столь высокую патогенность ВИЧ.

Терапия ВИЧ

К сожалению, до сих пор не удалось разработать вакцину против ВИЧ, но усилия по сдерживанию ВИЧ-инфекции привели к успеху: для применения было одобрено более 25 препаратов, правильно подобранная комбинация которых может полностью подавить размножение вируса, сохраняя уровень вируса в крови таким низким, что его не могут определить стандартные тесты.

Современная антиретровирусная терапия очень эффективна: вирус перестает определяться в крови, иммунная система приходит в норму.

Препараты для лечения ВИЧ/СПИДа блокируют действие ферментов вируса, таким образом не давая ему размножаться. Высокоактивная антиретровирусная терапия (ВААРТ) на данном этапе своего развития не дает полного избавления от ВИЧ, однако при правильном ее проведении может надолго отсрочить переход ВИЧ-инфекции в стадию СПИДа.

В целом считается, что противовирусную терапию не следует применять до значительного понижения иммунного статуса. Согласно исследованиям в большинстве случаев иммунный статус повышается после начала терапии. Существуют достаточно четкие критерии для определения подходящего момента: если иммунный статус ниже 350 клеток/мл, если вирусная нагрузка выше 50 тыс.

копий и/или наблюдаются симптомы СПИД-индикаторных заболеваний, то следует задуматься о начале терапии.

В зависимости от принципа действия противоретровирусные препараты делятся на несколько классов: ингибиторы обратной транскриптазы (нуклеозидные - НИОТ, ненуклеозидные - ННИОТ, нуклеотидные - НтИОТ), ингибиторы протеазы (ИП), ингибиторы слияния/проникновения (ИС), ингибиторы интегразы (ИИ).

Как правило, одновременно применяются сразу несколько противоретровирусных препаратов разных классов. Комбинированная терапия действует гораздо эффективнее и оставляет вирусу меньше шансов выработать устойчивость к лечению. Комбинация препаратов подбирается из трех или четырех компонентов. Применение нескольких препаратов позволяет эффективно подавлять не только имеющуюся в организме разновидность вируса, но и его мутированные формы. При лечении ВИЧ-инфекции иногда применяются также препараты, не оказывающие непосредственного влияния на вирус, но помогающие организму справляться с ВИЧ или побочными эффектами лечения.

Ингибиторы обратной транскриптазы (зидовудин, диданозин, залцитабин, ставудин, ламивудин и др.) - самый первый класс антиретровирусных препаратов. Ингибирование обратной транскрипции осуществляется двумя путями. Нуклеозидные и нуклеотидные ингибиторы обратной транскриптазы обеспечивают этот фермент «неправильным» строительным материалом для синтеза ДНК и таким образом подавляют развитие вируса. Ненуклеозидные ингибиторы связываются с обратной транскриптазой и изменяют ее структуру и функции. К сожалению, вирус достаточно быстро адаптируется к этим классам препаратов. Исключение составляет ненуклеозидный ингибитор последнего поколения - этравирин, для снижения чувствительности к которому требуется не менее трех аминокислотных замен в обратной транскриптазе вируса. Кроме того, он обладает лучшим профилем безопасности.

Частые побочные эффекты группы ингибиторов обратной транскиптазы - периферические невропатии, панкреатит и сыпь.

Ингибиторы протеазы (ИП) - этот класс препаратов появился примерно через 10 лет после первых ингибиторов обратной транскриптазы. Первым ингибитором протеазы был саквинавир (1995 г.). Появление этого класса препаратов обусловило создание схем ВААРТ, включающих, как правило, два препарата из группы нуклеозидных ингибиторов обратной транскриптазы (НИОТ) ВИЧ и третьего препарата - либо ИП, либо ННИОТ. Начиная с 2000 г. к большинст­ву ИП в качестве «усилителя» стали добавлять 100-200 мг в сутки ритонавира (очень сильный ингибитор протеазы, однако побочные эффекты делают его нежелательным для приема в терапевтических дозах), что существенно улучшило фармакокинетику ИП и, соответственно, повысило эффективность и безопасность лечения. В настоящее время в составе стартовых схем ВААРТ в основном применяют четыре «усиленных» ИП: атазанавир, лопинавир, саквинавир и фосампренавир, которые относят к первому поколению «усиленных» ИП. Второе поколение представляет в России только препарат дарунавир. Для развития устойчивости ВИЧ к ИП второго поколения необходимо появление четырех - шести мутаций, отличающихся от мутаций, вызывающих резистентность вируса к ИП первого поколения.

Дарунавир отличается от первого поколения ИП целым рядом улучшенных свойств. Так, сродство к протеазе ВИЧ в 100 раз выше (Кд=4,5х1012), чем у других ИП. Молекула дарунавира имеет гибкую структуру, образует множественные водородные связи с активным центром протеазы, что позволяет этому препарату ингибировать даже мутированную протеазу. Препарат избирательно ингибирует расщепление полипептидов Gag-Pol ВИЧ в инфицированных вирусами клетках, предотвращая образование полноценных вирусных белков. После приема дарунавира в крови в течение почти 15 часов сохраняется максимальная подавляющая концентрация препарата. In vitro селекция вируса, устойчивого к дарунавиру, из ВИЧ-1 дикого типа происходит намного медленнее, чем с другими ИП. Следовательно, дарунавир обладает высоким барьером к развитию резистентности. Результаты клинических исследований показали, что дарунавир имеет существенный терапевтический потенциал. Так, исследование TITAN (по применению дарунавира у ранее леченых пациентов в ранних линиях) показало, что через 48 недель лечения большее число пациентов (71% против 60%, р<0,005), принимающих дарунавир, достигает уровня неопределяемой вирусной нагрузки (<50 копий вируса/мл) по сравнению с лопинавиром - «золотым стандартом» терапии ВИЧ на момент начала исследования. Причем вирусологическая эффективность дарунавира не зависит от исходного состояния иммунитета, что позволяет применять его у широкого круга пациентов. При лечении дарунавиром в два раза реже возникает необходимость в смене терапии. Это объясняется высоким генетическим барьером развития резистентности к препарату и позволяет держать под контролем ВИЧ-инфекцию длительное время. Исследования POWER1 и POWER2 показали, что дарунавир в четыре раза эффективнее снижает вирусную нагрузку по сравнению с контрольными ИП даже при наличии множественных мутаций протеазы, а иммунологическая эффективность его в пять раз превышает иммунологическую эффективность контрольных ИП. Таким образом, у ранее леченых пациентов этот препарат обеспечивает более высокую эффективность лечения.

Исследование III фазы ARTEMIS было посвящено изучению возможности применения дарунавира, усиленного ритонавиром, в качестве компонента схемы ВААРТ первой линии, т.е. у больных, не получавших ранее антиретровирусную терапию. В исследование были включены 689 больных ВИЧ-инфекцией, имевших вирусную нагрузку более 5 тыс. копий/мл. Пациенты были стратифицированы по исходному уровню РНК ВИЧ, числу CD4-лимфоцитов и рандомизированы в две группы. Пациентам первой группы (n=343) была назначена схема дарунавир/ритонавир в дозе 800/100 мг один раз в сутки, а пациентам второй группы (n=346) - лопинавир/ритонавир в дозе 800/200 мг один раз в сутки или 400/100 мг два раза в сутки (в зависимости от статуса регистрации в стране проведения клинического исследования). В качестве базового режима все пациенты получали тенофовир и эмтрицитабин. Через 48 недель было выявлено, что у 84% больных первой группы и 78% второй группы уровень РНК ВИЧ составил менее 50 копий/мл. Переносимость схемы ВААРТ, включавшей дарунавир/ритонавир, была лучше, чем схемы, содержавшей лопинавир/ритонавир. Так, у больных первой группы частота нежелательных явлений II-IV степеней со стороны желудочно-кишечного тракта была в два раза ниже, чем во второй (7 и 14% соответственно), как и частота развития диареи II-IV степеней (4,1 и 9,8% соответственно). Лишь у 3,4% пациентов, получавших дарунавир/ритонавир, терапия была прервана из-за развития нежелательных явлений, тогда как в группе лопинавир/ритонавир - у 6,9%. Кроме того, у больных первой группы достоверно реже регистрировали повышение уровней липидов крови до III-IV степеней токсичности (1,7 и 5,2% соответственно). Таким образом, препарат дарунавир в сочетании с ритонавиром может применяться в дозе 800/100 мг один раз в сутки у больных ВИЧ-инфекцией, ранее не получавших антиретровирусную терапию. На основании результатов исследования ARTEMIS в России в мае 2009 г. для дарунавира были зарегистрированы показания по применению у пациентов, ранее не получавших лечения.

Ингибиторы интегразы (ИИ) - это новая группа антиретровирусных препаратов, большая часть из которых проходит на данный момент предклинические и клинические исследования. Препараты этой группы предотвращают встраивание в геном клетки ДНК-копии генома ВИЧ. В настоящее время в России зарегистрирован только один препарат этой группы - ралтегравир.

Ингибиторы слияния/присоединения (ИС) - препараты этой группы предот­вращают слияние вируса с клеткой или за счет блокады ко-рецептора вируса ССR5 (маравирок), или за счет структурного взаимодействия с белком поверхности вируса GР41 (энфувиртид).

Основная проблема терапии ВИЧ - это развитие резистентности вируса к используемым препаратам. Однако даже у больных с множественной устойчивостью ВИЧ существует возможность подобрать терапевтический режим, который может быть высокоэффективным в той же степени, что и схемы ВААРТ у больных, еще не получавших лечения. Оптимальным выбором в этом случае может быть комбинация двух активных агентов: сочетание антиретровирусных препаратов совершенно новых классов (ингибитор интегразы, присоединения и/или блокатор хемокиновых рецепторов) с препаратами уже применявшихся классов лекарственных средств, но обладающих иным спектром мутаций устойчивости (дарунавир, этравирин).

Почему не удается победить ВИЧ-инфекцию?

Современная антиретровирусная терапия очень эффективна, если оценивать ее с точки зрения лечения обычных инфекций - вирус перестает определяться в крови, иммунная система приходит в норму. Однако если по какой-то причине прием терапии прерывается, то вирусный титр быстро увеличивается и появляются мутантные формы, нечувствительные к предшествующей терапии.

Ведущие исследователи мира пытались определить, почему вирус продолжает сохраняться в организме. Некоторые из них говорят, что ВИЧ продолжает размножаться на очень низком уровне даже при использовании антиретровирусной терапии. Другие уверены в том, что некоторые инфицированные клетки становятся вирусными резервуарами, в которых вирус долгое время сохраняется в латентном состоянии, не размножаясь, и препараты на него не могут действовать. Все это ставит под вопрос саму возможность полного излечения от ВИЧ.

ВИЧ внедряет свой генетический материал в клетки, а также погружается в спящее состояние, что максимально осложняет его уничтожение в организме. Клетки с латентным и неактивным ВИЧ неуязвимы перед действием современных антиретровирусных препаратов. Единственный способ избавиться от них - ждать, пока они погибнут или станут уязвимы перед антиретровирусной терапией.

Если существуют латентные клетки CD4, которые служат резервуарами ВИЧ, то уничтожение ВИЧ в организме существующей терапией в принципе невозможно. Для этого препараты против ВИЧ должны действовать на вирус во всех клетках и тканях. Вирусные резервуары включают в себя разные виды клеток, в т.ч. и иммунные клетки с большой продолжительностью жизни, лимфатическую ткань, ткани кишечника, миндалины, слизистую кишечника, центральную нервную систему, тимус и яички.

Будущее терапии ВИЧ

Консервативный путь - продолжать совершенствовать схемы ВААРТ. Это должно привести к тому, что размножение вируса будет полностью блокировано таким образом, что ВИЧ исчезнет не только из крови, но и из всех тканей и любых типов клеток. Исследователи надеются на то, что при помощи введения новых препаратов различных классов возможно создать новый режим терапии, который полностью прекратит размножение вируса в организме. Необходимо так усилить терапию против ВИЧ, чтобы количество клеток (резервуаров вируса) постепенно уменьшалось, а новых не возникало. Тогда можно надеяться, что вирус постепенно исчезнет из организма вместе с уничтожением латентных инфицированных клеток.

Для усиления терапии ведется разработка новых антиретровирусных препаратов. Создаются препараты, похожие на существующие, но с улучшенными свой­ствами, и препараты новых классов. К перспективным направлениям относятся новые ингибиторы проникновения и слияния, ингибиторы интегразы, антисмысловые и сайленсинговые конструкции (РНК- или ДНК-подобные молекулы, связывающиеся с геном вируса, нарушающим его жизнедеятельность). Также начаты разработки препаратов с белками вируса, блокирующими собст­венные защитные механизмы лимфоцитов. Один из таких механизмов осуществляет белок АРОВЕС3G. Однако ВИЧ уничтожает этот белок при помощи своего белка Vif. Следовательно, белок Vif является очень заманчивой терапевтической мишенью. Если удастся ингибировать его активность, тогда, возможно, удаст­ся достичь полного исчезновения вируса из организма. Еще одна новая мишень для терапии - вирусный белок Vpu, который блокирует клеточный белок тетерин, предотвращающий выход вирусов из инфицированной клетки. Препараты, которые подавят Vpu, смогут предотвратить распространение ВИЧ в новые клетки.

Также исследователи предлагают целый ряд нестандартных подходов к лечению ВИЧ. Так, например, можно попытаться активировать ВИЧ в клетках-резервуарах и таким образом «подставить» вирус под удар ВААРТ. Также возможно введение в организм генетически модифицированных СD8 клеток-киллеров, «обученных» уничтожать пораженные вирусом клетки. Есть и экстремальные предложения - уничтожить всех предшественников лимфоцитов при помощи химио- и лучевой терапии и заменить их на клетки, несущие в своем геноме антисмысловые и/или сайленсинговые последовательности к геному ВИЧ. Таким образом, должна получиться иммунная система, абсолютно устойчивая к ВИЧ-инфекции. Помимо этих направлений исследований продолжается поиск мутаций, приводящих к полной невосприимчивости человеческим организмом ВИЧ-инфекции.

Статья опубликована в газете "Фармацевтический вестник"