Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
ВИЧ-инфекция стоит в ряду серьезнейших проблем XXI века, это заболевание приобрело глобальное распространение и представляет угрозу социально-экономическому развитию многих стран.
В высокоразвитых странах, где имеются соответствующие лекарственные препараты, предпринимаются меры для совершенствования антиретровирусной терапии. Результаты клинических исследований показывают, что за последние несколько лет появились возможности подавления вирусной активности и существенного восстановления иммунной функции у больных. Так называемая "высокоактивная антиретровирусная терапия" (ВААРТ), проводимая под контролем фенотипического и генотипического тестирования ВИЧ, позволяет в настоящее время существенно продлить жизнь пациентов и улучшить ее качество.
Однако из-за дороговизны ВААРТ (13 тысяч долларов в год, не считая расходов на контроль за вирусной нагрузкой и количеством CD4-клеток), отсутствия инфраструктуры, способной обеспечить ею каждого больного, многие ВИЧ-инфицированные, особенно в слаборазвитых странах, не могут позволить себе подобного лечения. Поэтому так актуальны поиски эффективных альтернативных средств лечения ВИЧ-инфекции [20].
В этом плане обращают на себя внимание гидрофобные эмульсии. Известно, что липотропные вещества обладают противовирусной активностью по отношению к вирусам, имеющим липидную оболочку, к каковым относится и ВИЧ [9]. Наружная оболочка, окружающая нуклеокапсид ВИЧ, имеет состав, сходный с составом клеточных мембран. Основными компонентами ее являются фосфолипиды, холестерин и гликопротеид gp 120. Этот белок является лигандом, который связывается с рецептором на мембране клетки-мишени - CD4-лимфоцита. Будучи мембраносвязанным белком gp 120 при изменении физико-химических характеристик липидного бислоя оболочки может изменить свою пространственную ориентацию и утратить свойства лиганда [13].
Известно, что вещества, способные связываться с липидной оболочкой, например, такие как декстран сульфат, полисульфат, гепарин, сурамин, эфиры, фосфолипаза С in vitro ингибируют абсорбцию вирионов ВИЧ на CD4-клетках дозозависимо [14, 19].
В конце 80-х годов в Израиле была разработана модельная жировая эмульсия AL-721 (active lipid), которая представляла собой смесь липидов, получаемых из яичного желтка [12, 18]. Эксперименты, выполненные in vitro на культуре клеток, зараженных ВИЧ, показали, что препарат обладал протективной активностью по отношению к вирусу. Было проведено клиническое испытание этой эмульсии как средства лечения ВИЧ-инфекции. Пациенты принимали препарат перорально в дозе 10 г/сут в течение нескольких месяцев (максимальный срок 16 мес.). Другие противовирусные препараты в этот период не применялись. В результате была показана клиническая эффективность эмульсии у ВИЧ-инфицированных больных в латентной фазе. Вирусная нагрузка снижалась и оставалась на низком уровне в течение всего срока приема препарата. Однако дальнейшее применение разработанной эмульсии не получило широкого распространения из-за необходимости обязательного соблюдения пациентами обезжиренной диеты во время лечения и быстрое наступление реактивации инфекции после прекращения приема препарата.
Выраженной липотропностью обладают и перфторированные соединения. Перфторуглероды представляют собой полностью фторированные органические соединения (ПФС), у которых все атомы водорода замещены на атомы фтора. В природе эти соединения не встречаются. Они синтезированы искусственным путем [4].
Уникальность ПФС заключается в том, что связь C-F в них настолько прочна, что ее невозможно разорвать ни химическим, ни ферментативным путем. Они не способны образовывать метаболиты. Инертность ПФС является тем основным качеством, которое определило их пригодность для введения в сосудистое русло. Кроме того, ПФС обладают еще одним уникальным свойством - они хорошо растворяют газы, в том числе газы крови CO2 и O2. Это предопределило основное направление использования ПФС в медицине как основы для кровезаменителей с газотранспортной функцией.
В настоящее время в медицинскую практику внедрен лишь один кровезаменитель на основе перфторуглеродов - это <Перфторан>, который разрешен для клинического применения в РФ с 1996 года. Препарат разработан в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН и производится НПФ <Перфторан> в г.Пущино Московской области. Чтобы не сложилось впечатления, что все работы по этому направлению ведутся только в России, необходимо заметить, что в 1980 году в Японии и США был зарегистрирован перфторуглеродный кровезаменитель <Флюозол-ДА>. Но в начале 90-х годов он был снят с производства из-за выявленных побочных эффектов, а клинические испытания подобного американского препарата <Оксиджент> в 2001 г. приостановлены по той же причине [3]. Три высокомолекулярных компонента перфторана (ПФ): перфтордекалин (ПФД), перфторметилциклогексилпиперидин (ПМЦП) и поверхностно активное вещество (эмульгатор) формируют частицы эмульсии, приблизительно шарообразного вида, средний диаметр которых около 0,1 мкм. Одна частица эмульсии состоит в среднем из 106 молекул перфторуглеродов, упакованных определенным образом и снаружи покрытых <шубой> из эмульгатора.
Низкомолекулярные компоненты ПФ представлены водой с солевой композицией, близкой по своему составу с плазмой крови.
Из физических свойств ПФ следует отметить вязкость эмульсии, которая в 2-2,5 раза ниже вязкости крови, поэтому при введении ПФ в организм вязкость системы <перфторан+кровь> уменьшается, и способность эмульсии растворять газы крови. Кислородная емкость перфторана ~ 7 об.%. Для сравнения аналогичный показатель цельной крови составляет ~ 20 об.%, воды, плазмы и традиционных кровезаменителей около 2 об.%. Таким образом, кислородная емкость ПФ в 3 раза выше, чем у плазмы и традиционных кровезаменителей, но в то же время приблизительно во столько же раз ниже таковой цельной крови.
Перфторан зарегистрирован в МЗ РФ как новое поколение кровезаменителей, обладающий газотранспортной функцией, улучшающий газообмен и метаболизм на уровне тканей, повышающий кислородный транспорт крови, обладающий мембраностабилизирующей функцией, восстанавливающий центральную гемодинамику, обладающий протекторным действием на миокард. Кроме того, он обладает сорбционными, диуретическими свойствами, улучшает динамику кровотока и периферическую микроциркуляцию крови [3].
Вследствие уникальности своих биологических свойств в последнее время препарат выходит за рамки только кровезаменителя и находит применение все в новых областях медицины. В частности привлекают внимание такие свойства препарата как способность сорбировать на себе липиды, а также влияние перфторорганических эмульсий на активность системы мононуклеарных фагоцитов.
В РНИИ геронтологии исследовано влияние ПФ на активность ВИЧ в культуре лимфоцитов. Установлено, что препарат обладает высокой протективной активностью, сравнимой с таковой у азидотимидина [9].
В 1999 г. в институте иммунологии МЗ РФ проведены ограниченные клинические испытания ПФ у больных СПИД [7].
В испытаниях принимали участие 13 ВИЧ-инфицированных пациентов на разных стадиях заболевания (стадии В2, ВЗ, С2 по классификации СDC-93), которые были разделены на 2 группы. Больные первой группы (7 больных) получали ПФ по схеме: 1 раз в 3 месяца по 400 мл в/в 3 раза в течение недели (суммарно 4800 мл за 4 курса в течение 1 года); больные второй группы (6 больных) не получали препарат.
Противовирусную терапию больные обеих групп не получали.
До начала лечения у пациентов обеих групп неоднократно в течение года наблюдались рецидивы инфекции ВПГ, Негреs Zostег, кандидомикоз полости рта, зева и носа, десен, стоп с кратковременной ремиссией после проведенной противогрибковой терапии.
В результате в течение года на фоне проводимой терапии в группе больных ?1, получавших ПФ, проявлений каких-либо оппортунистических инфекций, наблюдаемых в предыдущие годы, отмечено не было. В течение первого полугодия уже после проведения 2-х курсов терапии была отмечена стойкая ремиссия кандидомикозов слизистых полости рта и зева без применения специфических противогрибковых препаратов, в отличие от группы сравнения, где после проведения специфической противогрибковой терапии отмечалась лишь нестойкая ремиссия.
Иммунологическое обследование не выявило достоверных изменений количества иммунокомпетентных клеток в крови обследованных больных.
При исследовании вирусной нагрузки у пациентов, получавших ПФ, в большинстве случаев выявлено ее существенное снижение в динамике лечения (у 6 из 7 пациентов).
В работе доктора S.Steward (Иоханнесбург, ЮАР) также было отмечено снижение концентрации ВИЧ в крови больных СПИДом на фоне лечения перфтораном (неопубликованные данные, цит. по [1])
Исследователи объясняют эффект препарата у больных ВИЧ-инфекцией с позиции его дезинтоксикационной и кислородотранспортной функции. Не подвергая сомнению изложенные представления, мы полага-ем, что эффективность лечения перфтораном обусловлена не только улучшением снабжения тканей кислородом и его противоишемическими свойствами. Вполне вероятен непосредственный противовирусный эффект перфторорганической эмульсии, связанный с ее липотропностью, что подтверждают данные исследования вирусной нагрузки у пациентов. Однако возникает вопрос, чем объяснить длительность противовирусного действия препарата, которая составляет около 3 мес. Как показали исследования израильских коллег, противоретровирусный эффект жировой эмульсии AL-721 наблюдался только на фоне ее приема. Проанализировав данные литературы и собственных исследований по влиянию ПФС на активность СМФ, мы пришли к заключению, что в реализации противовирусного эффекта перфторана существенную роль играет подавление активности гиперактивированных макрофагов. Основой для формирования этой гипотезы послужили следующие представления.
В прогрессировании СПИДа ключевую роль играет процесс размножения ретровируса, который идет тем интенсивнее, чем выше активность макрофагов и CD4 лимфоцитов хозяина, используемых вирусом в качестве "фабрик" вирусных частиц [1]. Было показано, что белки ВИЧ способны активи-ровать макрофаги, в частности, индуцировать продукцию различных цитокинов и фактора некроза опухолей (TNF), который запускает в клетках хозяина процесс программируемой гибели клеток и является причиной кахексии и иммунодепрессии. Известно также, что активация макрофагов благоприятствует размножению ретровирусов в этих клетках. Кроме того, активированные макрофаги экспрессируют CD4 рецепторы, являющиеся якорными участками для ВИЧ.
Исходя из этого, мы считаем, что в качестве средства, препят-ствующего прогрессированию ретровирусной инфекции, могут быть использованы препараты, снижающие активность излишне активи-рованных макрофагов. В литературе описана попытка подавления избыточной активности макрофагов у больных СПИДом с помощью известного иммунодепрессанта - циклоспорина А, который резко снижал продукцию ВИЧ и временно улучшал клиническое состояние больных.
Для понимания биологических эффектов перфторана необходимо представить картину метаболизма препарата в организме.
Основным путем выведения ПФС является легочный. Сразу же после введения частички эмульсии захватываются макрофагами тканей и крови, которые превращаются в так называемые <перфторофаги>. Соответственно кумуляция ПФС наблюдается в органах и тканях, содержащих большое количество тканевых макрофагов: в печени, селезенке, костном мозге. Оттуда они постепенно выводятся мигрирующими макрофагами по кровотоку в легкие, где посредством экзоцитоза окончательно покидают организм. Часть ПФУ (до 40%), не захваченная макрофагами, удаляется из кровотока путем диффузии в легочные альвеолы. Длительность циркуляции эмульсии в крови носит дозозависимый характер [4].
ПФУ, захваченные макрофагами, образуют гранулемы или <перфторосомы> в легких, печени и селезенке. Длительность существования этих гранулем зависит от вида ПФС и введенной дозы препарата. Для перфторана, в состав, которого входит ПМЦП с периодом полувыведения 95 сут, этот срок, установленный на животных, составляет до 8 мес. Примечательно, что обратное развитие гранулем происходит без сопутствующего фиброза.
Таким образом, наблюдаемое противовирусное действие перфторана сопоставимо с периодом полувыведения из организма перфторметилциклогексилпиперидина (ПФМЦП) - одного из перфторуглеродных ком-понентов перфторана. Трудно судить, какие факторы могут играть ведущую роль в подавлении активности гиперактивированных макрофагов. То ли это модификация биологических мембран растворяющимся в них липофильными ПФС, то ли поглощение и растворение в ПФС активных форм кислорода и монооксида азота, благодаря чему изменяется ряд видов физиологической, в том числе киллерной, и вируспродуцирующей активности макро-фагов.
Влияние перфторана на активность системы мононуклеарных фагоцитов (СМФ) является характерным для дисперсных сред. Известно, что в результате введения в организм достаточно больших количеств коллоидных растворов или суспензий с размерами частиц, доступных фагоцитозу (более 0,1 мкм) возникает так называемая блокада РЭС, при которой способность к фагоцитозу клеток системы мононуклеарных фагоцитов снижается. Эмульсии ПФУ относятся к агентам такого рода. Многие исследователи констатируют факт фагоцитоза частиц эмульсии нейтрофильными гранулоцитами и макрофагами. При этом большинством авторов отмечается двухфазный характер влияния эмульсий ПФС на активность фагоцитов. Период угнетения функциональной активности сменяется периодом ее повышения [6, 8, 15, 16].
Доказательства наличия фазы угнетения фагоцитоза после введения эмульсий ПФС многочисленны. Это следующие факты: повышение чувствительности мышей к эндотоксину грамотрицательных бактерий [17], снижение скорости клиренса крови мышей от частиц туши [8], уменьшение генерации активных форм кислорода стимулированными макрофагами [10] и секреции провоспалительных цитокинов - ФНО-?, ИЛ-1? [5], препятствие отторжению аллотрансплантата почек у собак [2] и пр.
Если в условиях организма динамика ответных реакций иммунной системы после инфузии перфторана такова, что вслед за кратковременной блокадой макрофагов развивается вторичная транзиторная активация, то для предотвращения эффекта вторичной активации необходимо вновь ввести перфторан в момент ее развития, то есть спустя 2-3 суток после первоначальной инфузии. А затем через тот же период опять повторить эту процедуру. Именно таким образом вызывали иммуносупрессию, препятствующую отторжению аллотрансплантата почек у собак, латвийские ученые Г.Ю.Жукаускас и К.Л.Дашпис [2]. И таким же образом, согласно данным отчета, были построены сеансы лечения СПИДа перфтораном в институте иммунологии МЗ РФ: трехкратное введение препарата через день. Последующие сеансы загрузки макрофагов следует повторять через 90 дней - период, равный времени полувыведения ПМЦП.
Таким образом, в настоящее время имеются теоретические и экспериментальные факты, свидетельствующие о целесообразности и возможной эффективности включения перфторана в схемы лечения больных ВИЧ-инфекцией. Ограниченные клинические испытания подтвердили первоначальные предположения. Для окончательных выводов требуется проведение протокольных клинических исследований. Однако проведение такого рода исследований весьма дорого и не под силу российской фирме, производящей препарат. Поэтому, пользуясь случаем, мы призываем к сотрудничеству всех заинтересовавшихся этой интересной темой ученых, представителей медицинских фирм, благотворительных фондов и пр. Мы открыты к партнерству! Наш лозунг -.
Список литературы
1. Войтенков Б.О., Маевский Е.И., Богданова Л.А., Пушкин С.Ю., Steward S. О возможном механизме действия перфторана при лечении синдрома приобретенного иммунодефицита // Перфторорганические соединения в биологии и медицине.- Пущино, 2001.- С. 49-55.
2. Жукаускас Г.Ю., Дапшис К.Л. Исследование применения эмульсий ПФОС в Латвии: результаты и перспективы // Перфторуглеродные активные среды для медицины и биологии (Новые аспекты исследований).- Пущино, 1993.- С.82-88.
3. Иваницкий Г.Р. Биофизические основы создания перфторуглеродных сред и газотранспортных кровезаменителей // Перфторорганические соединения в биологии и медицине.- Пущино, 2001.- С.4-48.
4. Иваницкий Г.Р., Воробьев С.И., Деев А.А. <Жизнь> перфторуглеродной эмульсии //Физиологическая активность фторсодержащих соединений (эксперимент и клиника).- Пущино, 1995.- С.5-32.
5. Ковеленов А. Ю. Патогенетические особенности тяжелых форм острого вирусного гепатита В и клинико-экспериментальное обоснование применения перфторуглеродных соединений в комплексной интенсивной терапии больных: Дис. : д-ра мед. наук.- СПб, 2002.- 279 с.
6. Кузнецова И.Н. О воздействии эмульсии перфторуглеродов на организм // Перфторорганические соединения в биологии и медицине.- Пущино, 2001.- С.70-76
7. Папуашвили М.Н., Ильина Н.И., Хаитов Р.М. Новое качество перфторана при применении в комплексной терапии на фоне ВИЧ-инфекции // Физиологическая активность фторсодержащих соединений (эксперимент и клиника).- Пущино, 1995.- С.63.
8. Пятовская Н.Н., Седова Л.А., Зарембо И.А., Лукина Н.А. Реактивность системы мононуклеарных фагоцитов в условиях применения эмульсий перфторорганических соединений // Перфторуглеродные активные среды для медицины и биологии (Новые аспекты исследований).- Пущино, 1993.- С.173-180.
9. Терешина Е.В., Афонин Н.И., Новохатский А.С. Противовирусная актиность эмульсий перфторорганических соединений // Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов в экспериментальной и клинической медицине.- СПб., 1999.- С.90-91.
10. Шехтман Д.Г., Склифас А.Н., Сафронова В.Г. и др. Функциональное состояние нейтрофилов в присутствии эмульсии ПФОС // Перфторорганические соединения в биологии и медицине.- Пущино, 1999.- С.222-227.
11. Crews F.T.J., B.McElhaney, C.Klepner, A.S.Lippa. Lipids are major components of human immunodeficiency virus (HIV): modification of HIV lipid composition, membrane organization and protein conformation by AL 721 // Drug Dev. Res.- 1988. - V.14.-P.31-39.
12. Klajman A. Treatment of AIDS with AL-721 // Isr.J.Med.Sci.- 1990.- Vol.26.- P.2-5.
13. Kowalska M., Potz J., Basiripose L. Functional regions of the envelope glycoprotein of human immunodeficiency virus type 1 //Science.- 1987.-Vol.237.- P.1351-1360/
14. Kucera L.S., Iver N., Leake E. Novel membrane-interactive ether lipid analogs that inhibit infectious HlV-l production and induce defective virus formation // AIDS Res. Human Retroviruses.- 1990. - V.6., N.4. - P. 491 - 498.
15. Lowe K.C., Bolland A.D. Lymphoid tissue responses to emulsified perfluorochemicals: comparative aspects //Biomat., Art. Cells, Art. Org.- 1988.- Vol. 16, N 1-3.- P. 459-504.
16. Lutz J. Studies on RES function in rats and mice after different doses of Fluosol // Advances in Blood Substitute Research.- N.Y., 1993.- P. 197-208.
17. Lutz J., Barthel U., Metzenauer P. Variation in toxicity of Escherichia coli endotoxin after treatment with perfluorated blood substitutes in mice // Circ Shock.- 1982.- Vol. 9, N 2.- P. 99-106.
18. Lyte M., Shinitzky M.A. Special lipid mixture for membrane fluidization // Bioph.Biochem.Acta.- 1985.-Vol.812.- P.133-138.
19. Piantadosi С., Marasco C.J., Morris-Natschke S.L. Synthesis and evaluation of novel ether lipid nucleoside conjugates for anti-HlV-1 activity // J.Med.Chem.- 1991.-V.34.- P. 1408-1415.
20. The Sanford Guide to HIV/AIDS Therapy. 10th Edition. - Antimicrobial Therapy Inc. 2001. - 135 p.
В высокоразвитых странах, где имеются соответствующие лекарственные препараты, предпринимаются меры для совершенствования антиретровирусной терапии. Результаты клинических исследований показывают, что за последние несколько лет появились возможности подавления вирусной активности и существенного восстановления иммунной функции у больных. Так называемая "высокоактивная антиретровирусная терапия" (ВААРТ), проводимая под контролем фенотипического и генотипического тестирования ВИЧ, позволяет в настоящее время существенно продлить жизнь пациентов и улучшить ее качество.
Однако из-за дороговизны ВААРТ (13 тысяч долларов в год, не считая расходов на контроль за вирусной нагрузкой и количеством CD4-клеток), отсутствия инфраструктуры, способной обеспечить ею каждого больного, многие ВИЧ-инфицированные, особенно в слаборазвитых странах, не могут позволить себе подобного лечения. Поэтому так актуальны поиски эффективных альтернативных средств лечения ВИЧ-инфекции [20].
В этом плане обращают на себя внимание гидрофобные эмульсии. Известно, что липотропные вещества обладают противовирусной активностью по отношению к вирусам, имеющим липидную оболочку, к каковым относится и ВИЧ [9]. Наружная оболочка, окружающая нуклеокапсид ВИЧ, имеет состав, сходный с составом клеточных мембран. Основными компонентами ее являются фосфолипиды, холестерин и гликопротеид gp 120. Этот белок является лигандом, который связывается с рецептором на мембране клетки-мишени - CD4-лимфоцита. Будучи мембраносвязанным белком gp 120 при изменении физико-химических характеристик липидного бислоя оболочки может изменить свою пространственную ориентацию и утратить свойства лиганда [13].
Известно, что вещества, способные связываться с липидной оболочкой, например, такие как декстран сульфат, полисульфат, гепарин, сурамин, эфиры, фосфолипаза С in vitro ингибируют абсорбцию вирионов ВИЧ на CD4-клетках дозозависимо [14, 19].
В конце 80-х годов в Израиле была разработана модельная жировая эмульсия AL-721 (active lipid), которая представляла собой смесь липидов, получаемых из яичного желтка [12, 18]. Эксперименты, выполненные in vitro на культуре клеток, зараженных ВИЧ, показали, что препарат обладал протективной активностью по отношению к вирусу. Было проведено клиническое испытание этой эмульсии как средства лечения ВИЧ-инфекции. Пациенты принимали препарат перорально в дозе 10 г/сут в течение нескольких месяцев (максимальный срок 16 мес.). Другие противовирусные препараты в этот период не применялись. В результате была показана клиническая эффективность эмульсии у ВИЧ-инфицированных больных в латентной фазе. Вирусная нагрузка снижалась и оставалась на низком уровне в течение всего срока приема препарата. Однако дальнейшее применение разработанной эмульсии не получило широкого распространения из-за необходимости обязательного соблюдения пациентами обезжиренной диеты во время лечения и быстрое наступление реактивации инфекции после прекращения приема препарата.
Выраженной липотропностью обладают и перфторированные соединения. Перфторуглероды представляют собой полностью фторированные органические соединения (ПФС), у которых все атомы водорода замещены на атомы фтора. В природе эти соединения не встречаются. Они синтезированы искусственным путем [4].
Уникальность ПФС заключается в том, что связь C-F в них настолько прочна, что ее невозможно разорвать ни химическим, ни ферментативным путем. Они не способны образовывать метаболиты. Инертность ПФС является тем основным качеством, которое определило их пригодность для введения в сосудистое русло. Кроме того, ПФС обладают еще одним уникальным свойством - они хорошо растворяют газы, в том числе газы крови CO2 и O2. Это предопределило основное направление использования ПФС в медицине как основы для кровезаменителей с газотранспортной функцией.
В настоящее время в медицинскую практику внедрен лишь один кровезаменитель на основе перфторуглеродов - это <Перфторан>, который разрешен для клинического применения в РФ с 1996 года. Препарат разработан в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН и производится НПФ <Перфторан> в г.Пущино Московской области. Чтобы не сложилось впечатления, что все работы по этому направлению ведутся только в России, необходимо заметить, что в 1980 году в Японии и США был зарегистрирован перфторуглеродный кровезаменитель <Флюозол-ДА>. Но в начале 90-х годов он был снят с производства из-за выявленных побочных эффектов, а клинические испытания подобного американского препарата <Оксиджент> в 2001 г. приостановлены по той же причине [3]. Три высокомолекулярных компонента перфторана (ПФ): перфтордекалин (ПФД), перфторметилциклогексилпиперидин (ПМЦП) и поверхностно активное вещество (эмульгатор) формируют частицы эмульсии, приблизительно шарообразного вида, средний диаметр которых около 0,1 мкм. Одна частица эмульсии состоит в среднем из 106 молекул перфторуглеродов, упакованных определенным образом и снаружи покрытых <шубой> из эмульгатора.
Низкомолекулярные компоненты ПФ представлены водой с солевой композицией, близкой по своему составу с плазмой крови.
Из физических свойств ПФ следует отметить вязкость эмульсии, которая в 2-2,5 раза ниже вязкости крови, поэтому при введении ПФ в организм вязкость системы <перфторан+кровь> уменьшается, и способность эмульсии растворять газы крови. Кислородная емкость перфторана ~ 7 об.%. Для сравнения аналогичный показатель цельной крови составляет ~ 20 об.%, воды, плазмы и традиционных кровезаменителей около 2 об.%. Таким образом, кислородная емкость ПФ в 3 раза выше, чем у плазмы и традиционных кровезаменителей, но в то же время приблизительно во столько же раз ниже таковой цельной крови.
Перфторан зарегистрирован в МЗ РФ как новое поколение кровезаменителей, обладающий газотранспортной функцией, улучшающий газообмен и метаболизм на уровне тканей, повышающий кислородный транспорт крови, обладающий мембраностабилизирующей функцией, восстанавливающий центральную гемодинамику, обладающий протекторным действием на миокард. Кроме того, он обладает сорбционными, диуретическими свойствами, улучшает динамику кровотока и периферическую микроциркуляцию крови [3].
Вследствие уникальности своих биологических свойств в последнее время препарат выходит за рамки только кровезаменителя и находит применение все в новых областях медицины. В частности привлекают внимание такие свойства препарата как способность сорбировать на себе липиды, а также влияние перфторорганических эмульсий на активность системы мононуклеарных фагоцитов.
В РНИИ геронтологии исследовано влияние ПФ на активность ВИЧ в культуре лимфоцитов. Установлено, что препарат обладает высокой протективной активностью, сравнимой с таковой у азидотимидина [9].
В 1999 г. в институте иммунологии МЗ РФ проведены ограниченные клинические испытания ПФ у больных СПИД [7].
В испытаниях принимали участие 13 ВИЧ-инфицированных пациентов на разных стадиях заболевания (стадии В2, ВЗ, С2 по классификации СDC-93), которые были разделены на 2 группы. Больные первой группы (7 больных) получали ПФ по схеме: 1 раз в 3 месяца по 400 мл в/в 3 раза в течение недели (суммарно 4800 мл за 4 курса в течение 1 года); больные второй группы (6 больных) не получали препарат.
Противовирусную терапию больные обеих групп не получали.
До начала лечения у пациентов обеих групп неоднократно в течение года наблюдались рецидивы инфекции ВПГ, Негреs Zostег, кандидомикоз полости рта, зева и носа, десен, стоп с кратковременной ремиссией после проведенной противогрибковой терапии.
В результате в течение года на фоне проводимой терапии в группе больных ?1, получавших ПФ, проявлений каких-либо оппортунистических инфекций, наблюдаемых в предыдущие годы, отмечено не было. В течение первого полугодия уже после проведения 2-х курсов терапии была отмечена стойкая ремиссия кандидомикозов слизистых полости рта и зева без применения специфических противогрибковых препаратов, в отличие от группы сравнения, где после проведения специфической противогрибковой терапии отмечалась лишь нестойкая ремиссия.
Иммунологическое обследование не выявило достоверных изменений количества иммунокомпетентных клеток в крови обследованных больных.
При исследовании вирусной нагрузки у пациентов, получавших ПФ, в большинстве случаев выявлено ее существенное снижение в динамике лечения (у 6 из 7 пациентов).
В работе доктора S.Steward (Иоханнесбург, ЮАР) также было отмечено снижение концентрации ВИЧ в крови больных СПИДом на фоне лечения перфтораном (неопубликованные данные, цит. по [1])
Исследователи объясняют эффект препарата у больных ВИЧ-инфекцией с позиции его дезинтоксикационной и кислородотранспортной функции. Не подвергая сомнению изложенные представления, мы полага-ем, что эффективность лечения перфтораном обусловлена не только улучшением снабжения тканей кислородом и его противоишемическими свойствами. Вполне вероятен непосредственный противовирусный эффект перфторорганической эмульсии, связанный с ее липотропностью, что подтверждают данные исследования вирусной нагрузки у пациентов. Однако возникает вопрос, чем объяснить длительность противовирусного действия препарата, которая составляет около 3 мес. Как показали исследования израильских коллег, противоретровирусный эффект жировой эмульсии AL-721 наблюдался только на фоне ее приема. Проанализировав данные литературы и собственных исследований по влиянию ПФС на активность СМФ, мы пришли к заключению, что в реализации противовирусного эффекта перфторана существенную роль играет подавление активности гиперактивированных макрофагов. Основой для формирования этой гипотезы послужили следующие представления.
В прогрессировании СПИДа ключевую роль играет процесс размножения ретровируса, который идет тем интенсивнее, чем выше активность макрофагов и CD4 лимфоцитов хозяина, используемых вирусом в качестве "фабрик" вирусных частиц [1]. Было показано, что белки ВИЧ способны активи-ровать макрофаги, в частности, индуцировать продукцию различных цитокинов и фактора некроза опухолей (TNF), который запускает в клетках хозяина процесс программируемой гибели клеток и является причиной кахексии и иммунодепрессии. Известно также, что активация макрофагов благоприятствует размножению ретровирусов в этих клетках. Кроме того, активированные макрофаги экспрессируют CD4 рецепторы, являющиеся якорными участками для ВИЧ.
Исходя из этого, мы считаем, что в качестве средства, препят-ствующего прогрессированию ретровирусной инфекции, могут быть использованы препараты, снижающие активность излишне активи-рованных макрофагов. В литературе описана попытка подавления избыточной активности макрофагов у больных СПИДом с помощью известного иммунодепрессанта - циклоспорина А, который резко снижал продукцию ВИЧ и временно улучшал клиническое состояние больных.
Для понимания биологических эффектов перфторана необходимо представить картину метаболизма препарата в организме.
Основным путем выведения ПФС является легочный. Сразу же после введения частички эмульсии захватываются макрофагами тканей и крови, которые превращаются в так называемые <перфторофаги>. Соответственно кумуляция ПФС наблюдается в органах и тканях, содержащих большое количество тканевых макрофагов: в печени, селезенке, костном мозге. Оттуда они постепенно выводятся мигрирующими макрофагами по кровотоку в легкие, где посредством экзоцитоза окончательно покидают организм. Часть ПФУ (до 40%), не захваченная макрофагами, удаляется из кровотока путем диффузии в легочные альвеолы. Длительность циркуляции эмульсии в крови носит дозозависимый характер [4].
ПФУ, захваченные макрофагами, образуют гранулемы или <перфторосомы> в легких, печени и селезенке. Длительность существования этих гранулем зависит от вида ПФС и введенной дозы препарата. Для перфторана, в состав, которого входит ПМЦП с периодом полувыведения 95 сут, этот срок, установленный на животных, составляет до 8 мес. Примечательно, что обратное развитие гранулем происходит без сопутствующего фиброза.
Таким образом, наблюдаемое противовирусное действие перфторана сопоставимо с периодом полувыведения из организма перфторметилциклогексилпиперидина (ПФМЦП) - одного из перфторуглеродных ком-понентов перфторана. Трудно судить, какие факторы могут играть ведущую роль в подавлении активности гиперактивированных макрофагов. То ли это модификация биологических мембран растворяющимся в них липофильными ПФС, то ли поглощение и растворение в ПФС активных форм кислорода и монооксида азота, благодаря чему изменяется ряд видов физиологической, в том числе киллерной, и вируспродуцирующей активности макро-фагов.
Влияние перфторана на активность системы мононуклеарных фагоцитов (СМФ) является характерным для дисперсных сред. Известно, что в результате введения в организм достаточно больших количеств коллоидных растворов или суспензий с размерами частиц, доступных фагоцитозу (более 0,1 мкм) возникает так называемая блокада РЭС, при которой способность к фагоцитозу клеток системы мононуклеарных фагоцитов снижается. Эмульсии ПФУ относятся к агентам такого рода. Многие исследователи констатируют факт фагоцитоза частиц эмульсии нейтрофильными гранулоцитами и макрофагами. При этом большинством авторов отмечается двухфазный характер влияния эмульсий ПФС на активность фагоцитов. Период угнетения функциональной активности сменяется периодом ее повышения [6, 8, 15, 16].
Доказательства наличия фазы угнетения фагоцитоза после введения эмульсий ПФС многочисленны. Это следующие факты: повышение чувствительности мышей к эндотоксину грамотрицательных бактерий [17], снижение скорости клиренса крови мышей от частиц туши [8], уменьшение генерации активных форм кислорода стимулированными макрофагами [10] и секреции провоспалительных цитокинов - ФНО-?, ИЛ-1? [5], препятствие отторжению аллотрансплантата почек у собак [2] и пр.
Если в условиях организма динамика ответных реакций иммунной системы после инфузии перфторана такова, что вслед за кратковременной блокадой макрофагов развивается вторичная транзиторная активация, то для предотвращения эффекта вторичной активации необходимо вновь ввести перфторан в момент ее развития, то есть спустя 2-3 суток после первоначальной инфузии. А затем через тот же период опять повторить эту процедуру. Именно таким образом вызывали иммуносупрессию, препятствующую отторжению аллотрансплантата почек у собак, латвийские ученые Г.Ю.Жукаускас и К.Л.Дашпис [2]. И таким же образом, согласно данным отчета, были построены сеансы лечения СПИДа перфтораном в институте иммунологии МЗ РФ: трехкратное введение препарата через день. Последующие сеансы загрузки макрофагов следует повторять через 90 дней - период, равный времени полувыведения ПМЦП.
Таким образом, в настоящее время имеются теоретические и экспериментальные факты, свидетельствующие о целесообразности и возможной эффективности включения перфторана в схемы лечения больных ВИЧ-инфекцией. Ограниченные клинические испытания подтвердили первоначальные предположения. Для окончательных выводов требуется проведение протокольных клинических исследований. Однако проведение такого рода исследований весьма дорого и не под силу российской фирме, производящей препарат. Поэтому, пользуясь случаем, мы призываем к сотрудничеству всех заинтересовавшихся этой интересной темой ученых, представителей медицинских фирм, благотворительных фондов и пр. Мы открыты к партнерству! Наш лозунг -
Список литературы
1. Войтенков Б.О., Маевский Е.И., Богданова Л.А., Пушкин С.Ю., Steward S. О возможном механизме действия перфторана при лечении синдрома приобретенного иммунодефицита // Перфторорганические соединения в биологии и медицине.- Пущино, 2001.- С. 49-55.
2. Жукаускас Г.Ю., Дапшис К.Л. Исследование применения эмульсий ПФОС в Латвии: результаты и перспективы // Перфторуглеродные активные среды для медицины и биологии (Новые аспекты исследований).- Пущино, 1993.- С.82-88.
3. Иваницкий Г.Р. Биофизические основы создания перфторуглеродных сред и газотранспортных кровезаменителей // Перфторорганические соединения в биологии и медицине.- Пущино, 2001.- С.4-48.
4. Иваницкий Г.Р., Воробьев С.И., Деев А.А. <Жизнь> перфторуглеродной эмульсии //Физиологическая активность фторсодержащих соединений (эксперимент и клиника).- Пущино, 1995.- С.5-32.
5. Ковеленов А. Ю. Патогенетические особенности тяжелых форм острого вирусного гепатита В и клинико-экспериментальное обоснование применения перфторуглеродных соединений в комплексной интенсивной терапии больных: Дис. : д-ра мед. наук.- СПб, 2002.- 279 с.
6. Кузнецова И.Н. О воздействии эмульсии перфторуглеродов на организм // Перфторорганические соединения в биологии и медицине.- Пущино, 2001.- С.70-76
7. Папуашвили М.Н., Ильина Н.И., Хаитов Р.М. Новое качество перфторана при применении в комплексной терапии на фоне ВИЧ-инфекции // Физиологическая активность фторсодержащих соединений (эксперимент и клиника).- Пущино, 1995.- С.63.
8. Пятовская Н.Н., Седова Л.А., Зарембо И.А., Лукина Н.А. Реактивность системы мононуклеарных фагоцитов в условиях применения эмульсий перфторорганических соединений // Перфторуглеродные активные среды для медицины и биологии (Новые аспекты исследований).- Пущино, 1993.- С.173-180.
9. Терешина Е.В., Афонин Н.И., Новохатский А.С. Противовирусная актиность эмульсий перфторорганических соединений // Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов в экспериментальной и клинической медицине.- СПб., 1999.- С.90-91.
10. Шехтман Д.Г., Склифас А.Н., Сафронова В.Г. и др. Функциональное состояние нейтрофилов в присутствии эмульсии ПФОС // Перфторорганические соединения в биологии и медицине.- Пущино, 1999.- С.222-227.
11. Crews F.T.J., B.McElhaney, C.Klepner, A.S.Lippa. Lipids are major components of human immunodeficiency virus (HIV): modification of HIV lipid composition, membrane organization and protein conformation by AL 721 // Drug Dev. Res.- 1988. - V.14.-P.31-39.
12. Klajman A. Treatment of AIDS with AL-721 // Isr.J.Med.Sci.- 1990.- Vol.26.- P.2-5.
13. Kowalska M., Potz J., Basiripose L. Functional regions of the envelope glycoprotein of human immunodeficiency virus type 1 //Science.- 1987.-Vol.237.- P.1351-1360/
14. Kucera L.S., Iver N., Leake E. Novel membrane-interactive ether lipid analogs that inhibit infectious HlV-l production and induce defective virus formation // AIDS Res. Human Retroviruses.- 1990. - V.6., N.4. - P. 491 - 498.
15. Lowe K.C., Bolland A.D. Lymphoid tissue responses to emulsified perfluorochemicals: comparative aspects //Biomat., Art. Cells, Art. Org.- 1988.- Vol. 16, N 1-3.- P. 459-504.
16. Lutz J. Studies on RES function in rats and mice after different doses of Fluosol // Advances in Blood Substitute Research.- N.Y., 1993.- P. 197-208.
17. Lutz J., Barthel U., Metzenauer P. Variation in toxicity of Escherichia coli endotoxin after treatment with perfluorated blood substitutes in mice // Circ Shock.- 1982.- Vol. 9, N 2.- P. 99-106.
18. Lyte M., Shinitzky M.A. Special lipid mixture for membrane fluidization // Bioph.Biochem.Acta.- 1985.-Vol.812.- P.133-138.
19. Piantadosi С., Marasco C.J., Morris-Natschke S.L. Synthesis and evaluation of novel ether lipid nucleoside conjugates for anti-HlV-1 activity // J.Med.Chem.- 1991.-V.34.- P. 1408-1415.
20. The Sanford Guide to HIV/AIDS Therapy. 10th Edition. - Antimicrobial Therapy Inc. 2001. - 135 p.