Игнорируемый зооноз – что нового в лечении бешенства

В 2020 году человечество, благодаря коронавирусной инфекции, вновь познакомилось с термином «зооноз» и вспомнило, что дикая природа, которая нас окружает, иногда бывает небезопасна, даже если ты ее убил и съел.

Зоонозы – это инфекции, общие для человека и животных. Резервуаром и источником инфекции человека служат различные виды домашних и диких животных и птиц. В их организме возбудитель живет и размножается в естественных условиях. Организм же человека служит для возбудителей зоонозов неспецифическим хозяином, заражение происходит эпизодически и, как правило, заканчивается гибелью возбудителя при самопроизвольном затухании эпидемического процесса. Иногда человек может стать источником инфекции, но никогда не служит резервуаром возбудителей зоонозов1.

Однако еще большую опасность дикая природа может представлять, когда сама является агрессором.

Бешенство – классический пример зоонозного заболевания, которое никуда не девается, несмотря на все усилия ВОЗ по его искоренению, продолжает быть смертельно опасным, но при этом часто списывается со счетов местными органами здравоохранения. Более того – оно входит в основной список так называемых neglected diseases, игнорируемых (или забытых, по другой терминологии) заболеваний, которым уделяется незаслуженно мало внимания.

Игнорируемые заболевания – согласно списку ВОЗ2 и в противоположность «трем великим» инфекциям (СПИД, туберкулез, малярия), которым уделяется основное внимание здравоохранительных органов, – группа преимущественно зоонозных заболеваний, не получающая должного внимания со стороны государств и медицинских организаций. Чаще всего поражает беднейшие слои населения в наиболее отсталых регионах.

До недавнего времени бешенство считалось абсолютно смертельным: если появлялись симптомы, пациенты был обречен – но с 2005 года для тех, кого не успели вовремя вакцинировать, забрезжила слабая надежда.

Милуокский протокол – так, мо месту возникновения, было названо лечение, предполагающее погружение человека в глубокую кому для максимального сохранения нервной ткани во время того, как ему проводится антивирусная терапия, а организм антитела3. На него возлагались большие надежды, однако в ходе апробирования выяснилось: такой метод крайне дорог, не дает стопроцентной гарантии и является эффективным, по всей видимости, только в случае варианта бешенства, передаваемого летучими мышами4.

Так можно ли лечить бешенство и какие шаги предпринимает медицина, чтобы справиться с этим опасным заболеванием?

Точки приложения потенциальной терапии

Не «модный» и не «актуальный», вирус бешенства до сих пор уносит около 60 000 человеческих жизней ежегодно, при этом основную часть этой страшной цифры составляют дети. Именно они сталкиваются с собаками, на чью долю приходится до 90% случаев передачи бешенства, играют с летучими мышами, не могут отличить здоровое животное от больного5.

После того, как у человека возникают клинические проявления бешенства, он практически всегда двигается в направлении комы и последующей за ней смерти. В противоположность «классическим» пациентам, у которых нейтрализующие антитела в спинномозговой жидкости не наблюдаются, единичные выжившие, которыми наиболее часто являются укушенные летучими мышами (вирус бешенства летучих мышей менее агрессивен), имеют высокие титры антител не только в спинномозговой жидкости, но и в сыворотке крови6. Этот факт указывает на то, что у выживших нейтрализующие антитела достигают спинномозговой жидкости и эффективно тормозят и прерывают размножение вируса. Следовательно, блокирование репликации вируса бешенства в центральной нервной системе может быть той целью, на которую следует направить свое внимание при разработке терапии.

Постэкспозиционная (постконтактная, то есть уже после укуса/оцарапывания) профилактика обладает очень высокой эффективностью на ранних этапах, когда болезнь еще не успела закрепиться в организме, но когда у пациентов появляются неврологические симптомы, она бесполезна. Смертность приближается в 100%, и исключения – чудо, а не четкая статистика. Поэтому в течение последних десятилетий было предпринято несколько попыток разработать противовирусные препараты, способные остановить размножение вируса уже после того, как он попал в ЦНС.

Некоторые из них продемонстрировали определенную эффективность в исследованиях на животных, но ни одно из испытаний этих препаратов на людях не оказалось настолько успешным, чтобы рекомендовать вводить их в медицинскую практику.

Однако есть ряд лекарственных соединений, показавших себя очень хорошо против ближайших «родственников» бешенства – мононегавирусов (парамиксо- и филовирусов), и это является отличной мотивацией для ученых проверять эти молекулы также и на вероятность наличия у них антирабического эффекта и, в случае нахождения такого, модифицировать их так, чтобы они лечили и вирус бешенства.

Такие средства должны попадать в спинномозговую жидкость и быстро и эффективно блокировать размножение вируса, тем самым останавливая его распространение по нервным стволам.

Также можно «ударить» и по другому звену патогенеза болезни – начать разрабатывать противовирусные препараты для профилактического применения. От таких препаратов ждут, что они будут обладать эффектом предотвращать заражение клеток периферической нервной системы (которые распространяют вирус дальше, в центральную нервную систему) и станут, таким образом, заменой существующих антирабических иммуноглобулинов, использующимся в постэкспозиционной профилактике.

Использование лекарств от других заболеваний

Рибавирин и интерферон-альфа – противовирусные препараты, применяющиеся при многих болезнях. В лабораторных условиях (так называемое «in vitro») они показали высокую эффективность и против вируса бешенства, но эксперименты, проведенные с животными, и попытка вылечить этими средствами несколько пациентов с клинически проявившимися симптомами бешенства не подтвердили предварительных результатов.

Существуют еще два довольно известных препарата, у которых в in vitro обнаружилась активность и против бешенства: антагонист рецептора N-метил-D-аспартата (NMDA) кетамин и амантадин (тоже антагонист NMDA-рецепторов, вначале разрабатывавшийся как средство против гриппа, но впоследствии проявивший антипаркинсоническое действие и сейчас в основном употребляющийся для лечения болезни Паркинсона). При этом кетамин показал определенную эффективность в лечении бешенства у животных, а амантадин – нет.

Комбинация этих двух препаратов была, наряду с другими терапевтическими воздействиями, исследована у пациентов в рамках уже упоминавшегося выше «Милуокского протокола». В настоящее время протокол не повторяют ни в каком виде, так как он считается неэффективным7.

Фавипиравир

Другим недавно одобренным к применению препаратом, который также исследовали и на предмет антирабической активности, является фавипиравир (еще называемый T-705), противовирусный препарат широкого спектра действия8. На этот же препарат сейчас возлагают большие надежды и как на возможное лечение нового коронавируса SARS-CoV-2. По крайней мере, он уже одобрен минздравом Китая для использования при COVID-19.

Fuji Chemical Industry разработала фавипиравир в еще 1998 году, первоначально он использовался для лечения таких РНК-вирусных заболеваний, как грипп и лихорадка Эбола9.

Внутриклеточные ферменты превращают фавипиравир в его активную форму фавипиравир-4-рибофуранозил-5-трифосфат (T-705-RTP). Механизм действия фавипиравир-4-рибофуранозил-5-трифосфата до сих пор остается предметом обсуждения. Он имитирует аналог пуринового нуклеотида, который селективно ингибирует важный фермент размножения вируса бешенства – РНК-зависимую РНК-полимеразу – или вызывает летальный мутагенез (то есть провоцирует мутацию, которая приводит к смерти) при включении в вирусную РНК10.

Пурины – это ключевые компоненты:

клеточных энергетических систем (например, АТФ, НАД),

передачи сигналов (например, ГТФ, цАМФ, цГМФ) и

(вместе с пиримидинами) синтеза РНК и ДНК.

Недавно японская группа исследователей под руководством Кэнтаро Ямады из Оита доказала, что фавипиравир также обладает противовирусной активностью и против вируса бешенства. Эксперименты на животных моделях показали, что в условиях раннего начала лечения улучшаются клинические признаки и выживаемость мышей, инфицированных внутримышечно. Если начало лечения фавипиравиром откладывается на один или два дня, значительного защитного эффекта не наблюдается. Это указывает на то, что фавипиравир может оказаться бесполезен при борьбе с вирусами, находящимися в нервной системе, и может быть эффективен только до того момента, как вирус туда попадет, то есть на ранних этапах11.

В настоящее время фавипиравир одобрен в Японии как средство для лечения гриппа и проходит клинические испытания в США8.

Новые противовирусные препараты

Параллельно с попытками использовать уже существующие лекарственные средства ученые ищут и другие, новые способы борьбы с бешенством. Ряд этих методов и потенциальные новые лекарства были подробно рассмотрены в недавней работе Апполинарио и Джексона12.

Нуклеозиды против РНК-вирусных инфекций

В текущий момент нуклеозидные аналоги – группа соединений, которые избирательно угнетают вирусную полимеразу и тем тормозят синтез вируса – одобрены фармрегуляторами многих стран как средства против герпеса, вируса иммунодефицита человека, вирусов гепатитов С и B.

Но поиск нуклеозидов, которые специфически ингибируют полимеразы одноцепочных минуснитевых РНК-вирусов, к которым, в частности, относится вирус бешенства и коронавирусы, является более сложной задачей.

В 1971 году вирусы, содержащие лишь одну нить РНК, из-за различий в функциях генома было принято разделять на две подгруппы.

У первой подгруппы вирусный геном обладает функциями иРНК, и их условно обозначают как плюснитевые вирусы, или вирусы с позитивным геномом. У второй группы РНК не обладает функцией иРНК, и потому называется минус-РНК.

Минус-РНК не способна выполнять функцию иРНК. В связи с этим вирион имеет в своем составе фермент под названием РНК-зависимая РНК-полимераза (иногда называемую транскриптазой). Этот фермент на основе вирусной РНК синтезирует матричную РНК, необходимую для трансляции вирусспецифических белков13.

В последние годы было обнаружено несколько нуклеозидов, обладающих активностью в отношении респираторно-синцитиального вируса и вируса лихорадки Эбола. Учитывая родство вирусной группы и процессов, в которые вмешиваются нуклеозиды, эти препараты – отличные кандидаты для дальнейшего изучения их в плане поиска активности и против вируса бешенства.

Ниже мы рассмотрим их более подробно.

ALS-008176

ALS-008176 – это препарат против инфекций, вызываемых респираторно-синцитиальным вирусом. Он уже успешно прошел клинические испытания. ALS-008176 является сложноэфирным пролекарством препарата ALS-008112, который, в свою очередь, является аналогом нуклеозида цитидина.

Биохимические исследования показали, что ALS-008112-5'-трифосфат является мощным и избирательным ингибитором активности РНК-зависимой РНК-полимеразы. Лабораторные эксперименты доказывают, что ALS-008112 также активен, хотя и меньше, чем в отношении респираторно-синцитиального вируса, в отношении вирусов парагриппа и везикулярного стоматита. При этом он совершенно не воздействует на другие одноцепочные минуснитевые РНК-вирусы, которые не принадлежат к семействам Парамиксовирусов и Рабдовирусов, а также не активен против всех протестированных в исследованиях плюснитевых РНК-вирусов14.

Как уже было упомянуто выше, ALS-008176 – это так называемое пролекарство, ему нужно преодолеть ряд биохимических превращений в организме, чтобы стать активным. В частности, он должен пройти фосфорилирование до нуклеозид-трифосфата – а эта стадия может зависеть от типа клеток и которая в случае бешенства еще требует изучения.

2'd2'F-нуклеозиды

Еще одной недавно открытой группой нуклеозидов, которые показали активность в отношении респираторно-синцитиального вируса, являются так называемые 2'd2′F-нуклеозиды15.

Их еще не закончили проверять в исследованиях на животных, также не сообщалось и о возможном их действии в отношении других одноцепочный минуснитевых РНК-вирусов. Однако, учитывая их способность подавлять респираторно-синцитиальный вирус, эта группа соединений является потенциальными кандидатами на поиск антирабического действия.

BCX4430

BCX4430 является нуклеозидом с очень широким спектром действия – так, согласно данным лабораторных исследований, его боятся пикорна-, флави-, ортомиксо-, парамиксо- и филовирусы16.

К сожалению, о его активности против рабдовирусов, таких как вирус везикулярного стоматита или вирус бешенства, пока не сообщалось.

BCX4430 продемонстрировал эффективность против нескольких вирусных инфекций в животных моделях и в настоящее время активно исследуется на предмет возможности применения его при лихорадке Эбола. Учитывая широкий спектр активности и хорошие результаты, полученные в исследованиях на животных, у которых были смоделированы самые различные инфекционные заболевания, включая инфекции, вызываемые минуснитевыми РНК-вирусами, у BCX4430 также ищут и антирабическое действие.

GS-5734

GS-5734 является монофосфатным пролекарством, которое было обнаружено во время недавнего скрининга препаратов-кандидатов на поиск у них способности подавлять вирус лихорадки Эбола. Он обладает широким спектром противовирусной активности против нескольких патогенных РНК-вирусов, включая филовирусы, аренавирусы, парамиксовирусы и коронавирусы. В экспериментах на макаках-резус, зараженных вирусом Эбола, GS-5734 показал очень высокую эффективность, сохранявшуюся даже когда лечение было начато через три дня после заражения. Учитывая широкий спектр действия (в частности, активность против филовирусов и парамиксовирусов), есть большая вероятность, что это пролекарство сможет также ингибировать и рабдовирусы, в том числе и вирус бешенства.

Разрушение связей вирусного рибонуклеопротеинового комплекса

Отдельным направлением разработки антивирусной терапии является изучение пептидов, которые нарушают взаимодействие между вирусным рибонуклеопротеиновым комплексом и L- и P-протеинами.

Дело в том, что рибонуклеопротеиновый комплекс вируса бешенства, который является шаблоном для транскрипции и репликации РНК-зависимой РНК-полимеразы (L-протеин), построен вокруг N-белка, олигомеризующегося, чтобы сформировать спираль, вокруг которой обернута вирусная РНК. Синтез вирусной РНК обеспечивается вирусным P-протеином (от слова Phospho-) – многофункциональным белком, взаимодействующий с белками L- и N-. P-белок обеспечивает распознавание матрицы рибонуклеопротеинового комплекса и обеспечивает непрерывный контакт между РНК-зависимой РНК-полимеразой и рибонуклеопротеиновым комплексом по мере продвижения фермента.

Поскольку белки из N-концевого домена P-белка взаимодействует как с N-, так и с L-протеинами способны блокировать репликацию вируса бешенства в клеточной культуре, он представляет огромный интерес как возможная цель для новых антивирусных препаратов.

Также стоит заметить, что на данный момент доказано, что определенные P-белки также угнетают размножение респираторно-синцитиального вируса и Нипах-вируса. Следовательно, если разобраться более подробно, каким образом они связываются с N-белками, с большой вероятностью возможно найти и общий принцип воздействия на рабдовирусы и парамиксовирусы17.

Ученые надеются, что новые антирабические препараты смогут блокировать размножение вируса у пациентов с уже проявившимися первыми признаками поражения нервной системы. Кроме того, если удастся создать эффективные противовирусные препараты, то они смогут заменить и антирабический иммуноглобулин, доступность которого в мире ограничена.

Но до сегодняшнего дня ни один из противовирусных препаратов с доказанной в лабораторных условиях или в экспериментах на животных эффективностью и прошедший клинические испытания, не подтвердил ее в исследованиях на людях.

Накопление знаний, которое происходит в последние годы благодаря разработке противовирусных препаратов против других «родственников» вируса бешенства (парамиксо- и филовирусов), должно неизбежно привести исследователей к тестированию этих препаратов и как средств против бешенства.

Проблем много – эти соединения должны попадать в ЦНС и не терять там свою активность, а также мочь справиться с высоко агрессивным вирусным заболеванием. Но, учитывая успехи противовирусных препаратов при других агрессивных вирусных инфекциях (герпес, ВИЧ, везикулярный стоматит и т.п.), эти проблемы выглядят вполне решаемыми. Если ученые предпримут такие же решительные усилия для разработки эффективных методов борьбы с бешенством, они их обязательно найдут. И случится это, вероятно, в самое ближайшее время.