Vozmozhnosti modifitsiruyushchego vliyaniya makrolidnykh antibiotikov na techenie ostrykh respiratornykh zabolevaniy, vyzvannykh virusami grippa i rinovirusami (obzor)

Full Text

В последнее время достаточно активно изучается одно из новых потенциальных направлений в использовании макролидных антибиотиков, связанное с возможностью их неантибактериального действия. В ряде публикаций, появившихся за последние годы, продемонстрировано, что эритромицин и кларитромицин могут модифицировать течение острых респираторных заболеваний, вызванных вирусами гриппа и риновирусами (РВ). Показано, что длительные курсы макролидов в низких дозировках эффективны при хронических заболеваниях дыхательных путей, таких как диффузные панбронхиолиты и хронические синуситы. Вероятно, этот эффект обеспечивается преимущественно противовоспалительными свойствами макролидов, а не их бактерицидным действием. Например, было показано, что макролиды ингибируют продукцию ICAM-1, что является решающим для накопления иммунных клеток-эффекторов в очаге воспаления. Также известно, что макролиды ингибируют продукцию интерлейкина (ИЛ)-6 и ИЛ-8 клетками респираторного эпителия и снижают активацию и хемотаксис нейтрофилов. Таким образом, противовоспалительные свойства макролидов могут модифицировать те патофизиологические процессы, которые вызываются вирусами. Роль кларитромицина при риновирусной инфекции РВ являются наиболее частой причиной вирусных заболеваний верхних дыхательных путей и ответственны за половину всех простудных заболеваний. Показано, что большинство случаев бактериального риносинусита является осложнением риновирусных инфекций (РВИ), у 0,5–2,5% всех пациентов с острыми респираторными вирусными инфекциями (ОРВИ) заболевание осложняется бактериальными риносинуситами. Кроме того, ОРВИ могут предшествовать обострению бронхиальной астмы и среднему отиту. РВ проникают в цитоплазму клеток эпителия дыхательных путей либо посредством связывания с рецепторами на поверхности клеток – молекулами межклеточной адгезии (ICAM-1), либо связыванием с рецептором липопротеинов низкой плотности. В настоящее время известны более 100 серотипов РВ, 90% из них связываются с ICAM-1. В ответ на внедрение вируса увеличивается экспрессия молекул межклеточной адгезии на клетках эпителия дыхательных путей, что приводит к дальнейшему внедрению вирусного агента. Более того, РВ усиливают адгезию S. aureus, Str. pneumoniae и H. influenzae к клеткам назального эпителия. Это значит, что вызванные РВ инфекции верхних дыхательных путей увеличивают вероятность вторичных бактериальных инфекций. Наряду с увеличением гиперсекреции слизи РВ вызывают увеличение экспрессии и выработки цитокинов (ИЛ-1b, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-9, ИЛ-11 и фактора некроза опухолей – ФНО-a). Именно эти вещества (каждое по отдельности и их комбинация) ответственны за клинические проявления РВИ. В исследовании Y.Yang, H-J.Kwon и B-J.Lee впервые проведено изучение in vitro эффекта влияния антибиотика широкого спектра действия, 14-членного макролида кларитромицина на РВ [1] (см. рисунок). В данном исследовании клетки альвеолярного эпителия A549 в группе РВ были инфицированы РВ-16, в группе РВ + кларитромицин клетки в течение 3 дней до инфицирования обрабатывали кларитромицином, в группе кларитромицина клетки в течение 10 дней обрабатывали кларитромицином без предварительного инфицирования. В контрольной группе клетки не подвергались никакому внешнему воздействию. Оценивали титры вируса, экспрессию ICAM-1, концентрацию цитокинов ИЛ-1b, ИЛ-6, ИЛ-8 и кривые концентрации цитокинов в течение курса лечения. Результаты исследования показали, что кларитромицин снижал титр РВ в супернатанте инфицированных A549 клеток, причем степень снижения была выше в группе РВ+кларитромицин (т.е. у тех клеток, которые до инфицирования обрабатывали кларитромицином), чем у клеток, обработанных кларитромицином лишь после инфицирования. Интересным оказался тот факт, что концентрации кларитромицина 1 mМ и 10 mМ были более эффективными по сравнению с концентрацией 100 mМ, особенно на 3-й день после инфицирования. Таким образом, были получены доказательства эффективности использования низких дозировок кларитромицина в клинической практике. В отсутствие лечения кларитромицином титр РВ достигал пика на 3–4-й день после инфицирования и затем плавно снижался. Наиболее выраженный эффект кларитромицина на титр вирусов наблюдался на 3-й день, что свидетельствует о том, что оптимальной временной точкой для оценки влияния кларитромицина на РВИ является 3-й день. ICAM-1 – это гликопротеин, экспрессируемый на поверхности эндотелиальных клеток, эпителиальных клеток и фибробластов, который влияет на миграцию лейкоцитов к очагу воспаления. Известно, что экспрессия ICAM-1 на поверхности клеток респираторного эпителия увеличивается под воздействием РВ. В предыдущих исследованиях было показано, что ICAM-1 mRNA и протеин экспрессируются клетками А549 и их уровни значимо увеличивались при РВИ. В данном исследовании, несмотря на то что в отсутствие инфекции лечение кларитромицином не меняло исходную экспрессию ICAM-1 mRNA, кларитромицин снижал вызванный вирусом рост экспрессии ICAM-1 независимо от того, применялся ли кларитромицин в течение 3 дней до инфицирования или нет. Было также показано, что РВИ увеличивала продукцию ИЛ-1b клетками А549 и это увеличение ингибировалось кларитромицином. Важная роль ИЛ-1b в воспалительной реакции при РВИ заключается в увеличении проницаемости сосудов и высвобождении ИЛ-8 из эпителиальных клеток. Кроме того, ИЛ-1b увеличивает экспрессию ICAM-1 на поверхности эндотелиальных и эпителиальных клеток, увеличивая тем самым уязвимость клеток для РВ. Исследование продемонстрировало, что кларитромицин ингибировал не только увеличенную выработку ИЛ-1b, но и ингибировал также увеличение ИЛ-6 и ИЛ-8, вызванное РВИ. ИЛ-6 и ИЛ-8 участвуют в общих клинических проявлениях простудных заболеваний, так как вызывают повышение температуры и хемотаксис нейтрофилов, а также высвобождение их цитотоксических гранул. РВ являются потенциальными стимуляторами ИЛ-6 и ИЛ-8, и есть убедительные доказательства прямой зависимости между уровнем ИЛ-6, ИЛ-8 и тяжестью симптомов при экспериментальных вирусных заболеваниях. Полученные данные об ингибирующем эффекте кларитромицина на подъем ИЛ-6 и ИЛ-8, вызванный РВИ, говорят о том, что кларитромицин может уменьшать клинические проявления РВИ. При оценке эффективности влияния кларитромицина на выработку цитокинов было показано, что применение кларитромицина сразу после инфицирования ингибировало выработку лишь ИЛ-1b и ИЛ-6, тогда как при предварительном лечении кларитромицином наблюдалось ингибирование всех трех типов цитокинов – ИЛ-1b, ИЛ-6 и ИЛ-8. На основании этого можно сделать вывод, что кларитромицин может быть более эффективным с точки зрения ингибирования продукции ИЛ-8 при профилактическом применении. В то же время в двойном слепом клиническом исследовании J.Abisheganaden и соавт. [2] показано, что кларитромицин не оказывает или практически не оказывает влияния на тяжесть клинических проявлений РВИ. Аналогично в исследовании B.Wallwork продемонстрировано, что кларитромицин снижает экспрессию фактора роста-b и транскрипционного фактора NF-kB in vitro, но не in vivo [3]. Такое расхождение, возможно, можно объяснить различиями в дозировках или способе применения. Профилактическое применение Другой интересной возможной точкой приложения кларитромицина может быть его профилактическое применение для предупреждения бактериальных осложнений РВИ. Известно, что прикрепление патогенных бактерий к клеточным молекулам адгезии эпителиальных клеток является первым критическим этапом в развитии бактериальной инфекции. St. aureus присоединяется к фибронектину, а H. influenzae – к рецептору-молекуле клеточной адгезии, родственной раково-эмбриональному антигену (CEACAM) эпителиальных клеток. В исследованиях, проведенных ранее J.Wang и соавт. [4], показано, что РВИ увеличивают экспрессию этих рецепторов, тем самым увеличивая адгезию St. aureus, H. influenzae и S. pneumoniae к клеткам назального эпителия. Это побудило этих же исследователей инициировать другое исследование, посвященное исследованию возможности применения кларитромицина для профилактики вторичных бактериальных инфекций, вызванных St. aureus и H. influenzae [5]. Теоретической предпосылкой для данного исследования послужили известные данные о том, что увеличение экспрессии Fn и CEACAM, которое вызывается РВ, реализуется опосредованно через активацию ядерного фактора NF-kB. Таким образом, исследователи сделали предположение, что лекарственные вещества, которые ингибируют активацию фактора NF-kB (к ним относится кларитромицин), могут влиять на вызванную РВ увеличенную экспрессию клеточных молекул адгезии и снижать риск вторичных бактериальных инфекций. В этом исследовании в качестве культуры клеток использовали клетки назального эпителия, полученные у пациентов в процессе пластики носовых раковин по поводу их гипертрофии. У пациентов в анамнезе не было аллергических ринитов, бронхиальной астмы или носовых полипов. Лица с наличием РВИ в слизистой оболочке были исключены из исследования. В контрольной группе клетки не подвергались внешнему воздействию, в группе РВИ клетки инфицировали РВ-16. В группе кларитромицина клетки обрабатывали 10 mМ раствором кларитромицина в течение 72 ч без предварительного инфицирования. В группе кларитромицин + РВИ клетки обрабатывали 10 mМ раствором кларитромицина в течение 24 ч перед инфицированием, затем в течение 4 ч клетки находились под воздействием РВ-16, и затем их снова подвергали воздействию такого же раствора кларитромицина в течение 48 ч. Оценивали экспрессию Fn и CEACAM в каждой группе методом полимеразной цепной реакции (ПЦР), адгезию бактерий к клеткам назального эпителия HNEC. Уровень экспрессии Fn и CEACAM был достоверно выше на фоне РВИ, что согласуется с результатами предыдущих исследований [4]. Кларитромицин (Клацид) не влиял на базальный уровень экспрессии мРНК и протеинов, однако значительно снижал вызванное вирусом повышение уровня мРНК и уровня Fn и CEACAM до уровня, выявленного у неинфицированных клеток контрольной группы. Это означает, что лечение кларитромицином может снижать вероятность осложнения вирусной инфекции вторичной бактериальной инфекцией, которая чаще всего вызывается St. aureus и H. influenzae. В данном исследовании кларитромицин не влиял на адгезию патогенных микроорганизмов к клеткам HNEC в отсутствие инфекции, тогда как в инфицированных РВ-16 HNEC клетках адгезия St. aureus и H. influenza достоверно снижалась. Таким образом, результаты приведенных исследований подтверждают ингибирующий эффект кларитромицина на вызванное РВ повышение экспрессии ICAM-1, секреции цитокинов ИЛ-6, ИЛ-8, экспрессии Fn и СEACAM в эксперименте in vitro. Это свидетельствует о потенциальной способности кларитромицина оказывать влияние не только на патофизиологические изменения при РВИ, но и о возможности его использования для профилактики бактериальных осложнений РВИ. Роль кларитромицина при инфекциях, вызванных вирусом гриппа А Группа японских исследователей (D.Miyamoto и соавт.) изучали in vitro влияния кларитромицина на клетки, инфицированные другим частым возбудителем вирусных респираторных заболеваний – вирусом гриппа [6]. Хотя грипп в большинстве случаев характеризуется относительно благоприятным течением и заканчивается выздоровлением, серьезность этого заболевания нельзя недооценивать. Как известно, инфекции, вызванные вирусом гриппа, могут осложняться пневмонией, острым средним отитом, вызывать обострения бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), а в ряде случаев приводить к менингиту и энцефалиту. С целью предотвращения таких ситуаций рекомендуется проведение вакцинации в осенне-зимний период. В то же время вакцины против гриппа приводят только к снижению распространенности заболевания, их применение наиболее обосновано у пожилых людей и других пациентов, у которых высок риск развития осложнений в случае развития инфекции. Кроме того, эффективность вакцинации снижается при несовпадении вакцинных и циркулирующих штаммов. Поэтому большое значение имеет разработка эффективных методов лечения гриппа. В настоящее время известно только 2 класса препаратов, применяющихся для лечения гриппа: • блокаторы М2-каналов (амантадин и его аналог – римантадин); • игибиторы нейраминидазы (занамивир и осельтамивир). Амантадин и римантадин активны только против вируса гриппа А, быстро приводят к появлению устойчивых штаммов вируса гриппа и вызывают побочные эффекты со стороны желудочно-кишечного тракта и центральной нервной системы. Занамивир в ряде стран, в том числе в России, не зарегистрирован. С этим связан интерес, который наблюдается в последнее время к экспериментальным исследованиям по изучению роли макролидов при вирусных инфекциях. Как было показано в ряде экспериментальных работ, кларитромицин не только предотвращает осложнения и проявления симптоматики заболевания, но и облегчает течение пневмонии при гриппе у мышей. Кроме того, в недавних исследованиях было показано, что кларитромицин подавляет выработку медиаторов воспаления, таких как ФНО-a, но увеличивает продукцию ИЛ-12, что приводит к облегчению симптомов гриппа у мышей. Результаты приведенных исследований свидетельствуют о возможном иммуномодулирующем эффекте кларитромицина при гриппе in vivo. В исследовании D.Miyamoto и соавт. клетки почек собак и клетки эпителия дыхательных путей человека А549 инфицировали вирусом гриппа А, подтипов H1N1 и H3N2 (см. рисунок). Предварительное лечение кларитромицином оказывало лишь незначительные влияние на вирус гриппа. С другой стороны, последующее лечение клеток кларитромицином в конечной концентрации 25 мг/мл оказывало выраженное ингибирующее воздействие на вирус гриппа А, который оценивался методом «бляшек». Наряду со снижением репликации вируса кларитромицин уменьшал число апоптозов в инфицированных клетках. Это говорит о том, что кларитромицин воздействует непосредственно на инфицированные вирусом гриппа клетки и препятствует размножению вирусов, ингибируя репликацию вирусов. Цикл репликации вируса гриппа можно условно разделить на 5 этапов: • связывание поверхностных белков вируса с мембранными рецепторами клетки-хозяина (этап абсорбции); • внедрение вируса в клетку-хозяина путем эндоцитоза с последующим образованием эндосомы (этап эндоцитоза); • удаление наружной оболочки вируса и высвобождение генов вируса в цитоплазму (этап «раздевания вируса»); • репликация и образование дочерних вирусных геномов (этап репликации); • высвобождение новых вирусов из клетки-хозяина (этап высвобождения). Кларитромицин (Клацид) не оказывает влияния или оказывает небольшое влияние на гемагглютинацию, гемолитическую активность (растворение мембраны) и активность нейраминидазы, которые играют важную роль на начальном и конечном этапах цикла репликации вируса. После того как клетки подвергались воздействию кларитромицина в разные временные моменты, было показано, что кларитромицин преимущественно ингибировал репликацию вирусов на 4–7 ч после внедрения вируса в клетки. Благодаря этим данным было сделано предположение, что кларитромицин может работать на средних и поздних стадиях цикла репликации вируса гриппа, преимущественно блокируя этап синтеза вирусных белков. С этим, по-видимому, и связан непосредственный антимикробный эффект кларитромицина, в данном случае при инфицировании вирусом гриппа. M.Yamaya и соавт. проводили изучение влияния кларитромицина на выработку медиаторов воспаления и экспрессию рецепторов к вирусу гриппа SAa2,6Gal клетками дыхательного эпителия человека, инфицированными вирусом гриппа А подтипа H3N2 [7]. В качестве клеточного материала в данном исследовании были использованы клетки эпителия трахеи, полученные посмертно у 40 пациентов в возрасте 68±3 года, не имевших бронхиальной астмы или ХОБЛ. Причинами смерти были злокачественные новообразования, за исключением рака легких (n=20), острый инфаркт миокарда (n=4), разрыв аневризмы аорты (n=3), сепсис (n=3), кишечная непроходимость (n=3), злокачественные лимфомы (n=2), ишемический инсульт (n=2), амиотрофический латеральный склероз (n=1), застойная сердечная недостаточность (n=1) и мозговое кровоизлияние (n=1). За 3 дня до инфицирования клетки обрабатывали кларитромицином, затем инфицировали вирусом гриппа А, и лечение кларитромицином продолжали до конца экспериментального периода. Для того чтобы оценить зависимость степени ингибиторного эффекта кларитромицина от его концентрации, применяли различные концентрации – от 10 до 100 mМ. Результаты измерения титров вируса в супернатанте в течение периода инфицирования показали, что содержание вирусов достоверно возрастало с течением времени в промежутке от 1 ч после инфицирования до 5 дней наблюдения (p<0,05). Применение кларитромицина в концентрации 10 mМ достоверно снижало титры вируса гриппа А в супернатанте начиная с 1-х суток после инфицирования. Более того, была выявлена зависимость этого снижения от концентрации кларитромицина, максимальный ингибиторный эффект был получен при концентрации 100 mМ. Проведенный количественный анализ методом ПЦР показал, что кларитромицин снижал также вирусную РНК начиная с 1-го дня после инфицирования. Известно, что вирусы гриппа, в частности вирус гриппа H1N1, присоединяются к рецептору SAa2,6Gal, который экспрессирует клетки эпителия носовой полости, глотки, трахеи и бронхов. Иммуногистохимический анализ в данном исследовании показал, что кларитромицин снижал экспрессию SAa2,6Gal клетками эпителия трахеи. Более того, минимальная доза вирусных частиц, необходимая для инфицирования клеток, обработанных кларитромицином, была достоверно больше, чем у нелеченых клеток, что подтверждает повышение устойчивости к вирусу гриппа под воздействием кларитромицина. Возможно, это происходит за счет снижения числа вирионов, присоединенных к эпителиальным клеткам благодаря уменьшению экспрессии SAa2,6Gal этими клетками. Механизм же снижения экспрессии SAa2,6Gal кларитромицином до конца не ясен, возможно, он частично обусловлен снижением активности ядерного фактора NF-kВ. В этом исследовании кларитромицин снижал число эндосом, из содержимого которых РНК вируса гриппа попадает в цитоплазму. Это, по-видимому, вносит свой вклад в ингибирование вирусной инфекции на фоне обработки кларитромицином. Кроме того, кларитромицин снижал концентрацию цитокинов в супернатанте: ИЛ-1b, ИЛ-6 и ИЛ-8, т.е. кларитромицин способствовал модификации течения воспалительного процесса в клетках, инфицированных вирусом гриппа. Однако процесс взаимодействия эпителиальной клетки и компонентов вируса гриппа сложен и зависит не только от количества экспрессируемых рецепторов, эндосом и провоспалительных медиаторов, но и от множества других факторов. Например, интересным представляется влияние на нейраминидазу, играющую ключевую роль при вирусной инфекции. В связи с этим для более четкого прояснения механизмов модификации течения вирусных инфекций под воздействием кларитромицина требуются дальнейшие исследования. Выводы Таким образом, приведенные в данном обзоре экспериментальные исследования, выполненные японскими и корейскими исследовательскими группами, подтверждают, что кларитромицин – широко используемый в клинической практике макролид, способствует модификации течения вирусной инфекции, вызванной РВ и вирусом гриппа А in vitro. Механизмы этого эффекта требуют дальнейшего изучения, однако в ходе приведенных исследований убедительно доказано, что положительный вклад в этот процесс вносят ингибирование экспрессии рецепторов к РВ и вирусу гриппа А на поверхности эпителиальных клеток и снижение выработки провоспалительных цитокинов. Помимо этого, полученные данные свидетельствуют о возможности профилактического применения кларитромицина при РВИ с целью снижения риска развития вторичных бактериальных осложнений. Материал подготовлен В.А.Бражник, Московская медицинская академия им. И.М.Сеченова.

About the authors

V. A Brazhnik

References

Supplementary files