Системная волчанка вич положительный
Обновлено: 22.04.2024
Краткий обзор ревматических проявлений может показаться непонятным для тех, кто далек от этой области медицины. На самом деле, многие врачи, работающие с ВИЧ-инфицированными пациентами, при лечении подобных состояний полагаются на ревматологов. Всё, что вы должны запомнить как пациент, это то, что ваши боли совершенно реальны и требуют принятия соответствующих мер.
Такие инфекции, как ВИЧ, заставляют организм вырабатывать участвующие в иммунном ответе антитела, активированные лейкоциты и различные циркулирующие иммунные комплексы, которые атакуют чужеродные организмы и окружающие ткани. Как правило, эти реакции нацелены только на инфекционный агент, но иногда защитные механизмы утрачивают свою специфичность и поражают здоровые ткани. Иногда защитные механизмы атакуют собственные ткани организма без какой-либо иной мишени.
Из-за умеренной постоянной ноющей боли в суставах пациенты с ВИЧ-инфекцией думают, что у них развивается нейропатия. Однако проявления этих состояний различны. При ВИЧ-инфекции боли чаще всего локализуются в крупных суставах, тогда как при нейропатии неприятные ощущения, прежде всего, возникают в кончиках пальцев рук и ног. Обнадеживает то, что суставные боли при ВИЧ-инфекции не приводят к развитию дегенеративных повреждений суставов или к артриту.
Множество вирусных инфекций может привести к воспалению суставов выражающемуся их припухлостью и местным повышением температуры. Артрит, развивающийся на фоне ВИЧ-инфекции, не является исключением. Артрит может продолжаться до шести недель, облегчение наступает при лечении нестероидными противовоспалительными средствами либо – в более выраженных случаях - стероидными препаратами, такими как преднизолон.
ВИЧ-ассоциированный реактивный артрит характеризуется более сложной картиной. Могут опухать пальцы рук и ног. Возможно воспаление ахиллова сухожилия и подпяточной сухожильной сумки, проявляющихся локализованными там болями и припухлостью. Часто возникает повышенная сухость и шелушение кожи - гиперкератоз. Может развиваться раздражение слизистых оболочек, в частности уретрит. В таких случаях хорошо помогает нестероидный препарат индометацин. Кроме того, в упорных случаях возможно применение средств базисной терапии для лечения ревматоидного артрита и, в частности, — блокаторов фактора некроза опухоли.
На фоне ВИЧ-инфекции псориаз и ассоциированный с псориазом артрит отличаются более неблагоприятным течением, однако возможно улучшение течения и кожных проявлений и артрита на фоне антиретровирусной терапии. С ВИЧ-инфекцией также связан широкий спектр заболеваний мышечной ткани, начиная с выраженных мышечных болей (миалгий), нередко наблюдаемых во время сероконверсии. Около трети пациентов с ВИЧ-инфекцией страдают миалгией или фибромиалгией, последняя также может проявляться болями в суставах. Как и у ВИЧ-негативных пациентов, в этом случае также могут помогать нестероидные противовоспалительные препараты и антидепрессанты.
Полимиозит — это воспаление мышц, характеризующееся мышечной слабостью проксимальных отделов конечностей (а именно плечевого и тазового пояса) и повышением уровня фермента креатинфосфокиназы (КФК), определяемой в биохимическом анализе крови. Причина этого заболевания также неясна, однако при биопсии обнаруживают лимфоцитарную инфильтрацию клетками CD8. Как правило, для лечения используются глюкокортикостероиды, однако могут потребоваться и иммунодепрессанты.
Специфичным для ВИЧ-инфекции состоянием является cиндром диффузного инфильтративного лимфоцитоза (СДИЛ), проявляющийся увеличением околоушных слюнных желез (паротит), расположенных перед ухом. К другим проявлениям СДИЛ относятся сухость во рту и повышение уровня клеток CD8, составляющих основную массу инфильтрата околоушных желез. Для лечения увеличения околоушных желез применяют преднизолон или локальную лучевую терапию.
Интересно отметить, что на фоне прогрессирующей ВИЧ-инфекции возможно развитие ремиссии ревматоидного артрита (РА) и системной красной волчанки (СКВ). При достижении контроля над ВИЧ-инфекцией эти заболевания могут вернуться или даже дебютировать. Это соотносится с тем, что Т–клетки активно участвуют в патогенензе и ревматоидного артрита и системной красной волчанки.
Доктор Бауэрс (Dr. Bowers) является специалистом по лечению ВИЧ-инфекции, практикующим семейным врачом в Нью-Йорке, последние двадцать лет работавшим с множеством ВИЧ–инфицированных пациентов, в том числе из ЛГБТ–сообщества.
Спектр ревматических проявлений при ВИЧ-инфекции достаточно широк и мало чем отличается от тех, которые встречаются в обычной популяции. Клинические проявления разной степени выраженности отмечаются у половины пациентов с ВИЧ-инфекцией. Важно обратить внимание на новые симптомы и сообщить о них лечащему врачу. Как правило, большая часть симптомов проходит после назначения короткого курса НПВП (нестероидных противовоспалительных препаратов). Если же проявления заболевания более выраженные и течение его прогрессирующее – важно обратиться к ревматологу.
В Московском областном центре по борьбе со СПИД – вы можете записаться на прием к зав. амбулаторно-поликлиническим отделением Е.А. Орловой-Морозовой, имеющей опыт в лечении ревматических заболеваний.
Системная красная волчанка или волчаночноподобный синдром при ВИЧ-инфекции: обзор клинических случаев
Аннотация
Обоснование. Полиорганность поражений и разнообразие клинической симптоматики вируса иммунодефицита человека (ВИЧ-инфекции) сближает ее с системными заболеваниями соединительной ткани, прежде всего с системной красной волчанкой (СКВ). Сходство иммунных нарушений при ВИЧ-инфекции и СКВ может приводить к диагностическим ошибкам и неверно выбранной тактике лечения (назначение иммуносупрессивной терапии вместо высокодозовой антиретровирусной терапии).
Цель. Отразить трудности дифференциальной диагностики ВИЧ-инфекции и СКВ.
Результаты. К январю 2021 г. в отечественной литературе выявлены 2 случая ВИЧ-инфекции у женщин молодого возраста, у которых первоначально ошибочно подозревалась СКВ. Помимо 2 пациентов, описанных в литературе, была обследована еще одна пациентка, у которой проявления СКВ сочетались с развернутой стадией ВИЧ-инфекции.
Выводы. Дифференциальная диагностика ВИЧ-инфекции и СКВ крайне сложная задача для клинициста. При постановке диагноза СКВ врач должен проявлять особую настороженность в отношении ВИЧ-инфекции. Следует подходить к назначению терапии СКВ при ВИЧ-инфекции по строгим показаниям.
Ключевые слова: системная красная волчанка, вирус иммунодефицита человека, синдром приобретенного иммунодефицита, суставной синдром.
Для цитирования: Громова М.А. Системная красная волчанка или волчаночноподобный синдром при ВИЧ-инфекции: обзор клинических случаев. Клинический разбор в общей медицине. 2021; 1: 22–27. DOI: 10.47407/kr2021.2.1.00029
Systemic lupus erythematosus or lupus-like syndrome in patients with HIV infection: clinical case review
Abstract
Background. Due to multi-organ lesions and a wide range of clinical manifestations, human immunodeficiency virus (HIV infection) resembles systemic connective tissue diseases, particularly systemic lupus erythematosus (SLE). Similarity of immune disorders in patients with HIV infection and SLE may lead to misdiagnosis resulting in wrong tactics of treatment (prescribing immunosuppressive therapy instead of high-dose antiretroviral therapy).
Aim. To report the HIV infection and SLE differential diagnosis challenges.
Results. By January 2021, the analysis of national literature revealed two cases of HIV infection in young women, initially misdiagnosed with suspected SLE. In addition to two patients described in literature, one more female patient with SLE manifestations combined with advanced stage of HIV infection was examined.
Conclusion. HIV and SLE differential diagnosis is the ultimate challenge for clinicians. Physicians should be especially apprehensive about HIV infection when making the diagnosis of SLE. SLE therapy in patients with HIV infection should be appointed according to strict indications.
Key words: systemic lupus erythematosus, human immunodeficiency virus (HIV), acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), articular syndrome.
For citation: Gromova M.A. Systemic lupus erythematosus or lupus-like syndrome in patients with HIV infection: clinical case review. Clinical review for general practice. 2021; 1: 22–27. DOI: 10.47407/kr2021.2.1.00029
Введение
Результаты
К январю 2021 г. в отечественной литературе мы выявили 2 случая ВИЧ-инфекции у женщин молодого возраста, у которых первоначально ошибочно подозревалась СКВ (см. таблицу) [8, 10].
Помимо двух случаев, описанных в литературе, была обследована еще одна пациентка, у которой проявления СКВ сочетались с развернутой стадией ВИЧ-инфекции. Ниже представлено описание данного клинического случая.
Клиническое наблюдение
Больная К., 1980 года рождения, с ее собственных слов, не имевшая ранее проблем со здоровьем, обратилась к врачу-терапевту амбулаторно в марте 2017 г. в связи с появлением за 1,5 мес до обращения жалоб на повышение температуры тела до 37,5 °С, ознобы, потливость, боль в голеностопных суставах. Принимала нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) – без эффекта. В поликлинике по месту жительства выставлен диагноз ревматоидного артрита, направлена к ревматологу для назначения базисных лекарственных препаратов. Пациентка на прием не явилась. С января 2018 г. присоединились эпизоды лихорадки до 38 °С, снижение массы тела, неоднократно была госпитализирована в клиническую инфекционную больницу. С июля 2019 г. у пациентки появилась сыпь на лице. В августе 2019 г. появились жалобы на онемение, посинение пальцев кистей, стоп, образование язвочек на пальцах кистей – заподозрен системный васкулит. Вновь направлена на консультацию к ревматологу, который установил диагноз СКВ. Начата терапия метипредом 24 мг, плаквенилом 200 мг, нифедипином 60 мг. С октября 2019 г. – повышение температуры тела до 38,5 °С, ознобы, потливость, прогрессирующее снижение массы тела, боль в суставах, посинение пальцев кистей, стоп, образование язвочек на пальцах кистей. Направлена на госпитализацию для обследования и лечения.
При осмотре: общее состояние больной – средней тяжести. Температура тела – 38,0 °С. Конституция: нормостеник. Кожа и видимые слизистые бледные, хейлит, афтозный стоматит, на лице – гиперемированная полиморфная сыпь (рис. 1).
Состояние питания: нормальное. Отмечается увеличение всех групп лимфатических узлов (диаметр >1 см). Грудные железы: не изменены. В остальном по органам и системам без значимых изменений. Частота дыхания – 19 в 1 мин, частота сердечных сокращений – 100 в 1 мин, артериальное давление (АД) – 110/70 мм рт. ст. Местный статус: боль при пальпации пястнофаланговых, проксимальных межфаланговых, лучезапястных, коленных суставов. Ограничение объема движений в плечевых суставах из-за боли. Синдром Рейно. Дигитальный ангиит. Трофические изменения пальцев кистей (рис. 2).
Проведено дополнительное обследование. В клиническом анализе крови выявлена анемия (112 г/л), повышение СОЭ 38 мм/ч. В биохимическом и иммунологическом анализах обращает на себя внимание повышение С-реактивного белка (78,67 мг/л), антител к ядерным антигенам (0,51), двуспиральной ДНК (61,93 МЕ/мл), при отсутствии патологии со стороны других маркеров системного заболевания соединительной ткани, гормонов щитовидной железы, показателей гемостаза, прокальцитонина, результатов посевов крови и мочи. Рентгенография органов грудной клетки, электрокардиография и ультразвуковое исследование органов брюшной полости также без особенностей.
Для исключения других причин лихорадки пациентке выполнена компьютерная томография органов грудной клетки – множественные медиастинальные и аксиллярные лимфатические узлы, размерами до 11 мм по короткой оси, участки перибронхиального уплотнения легочной ткани с тракционными бронхоэктазами в верхней доле правого легкого, нижних долях правого и левого легких, вероятно, фиброзные изменения. Магнитно-резонансная томография правой кисти – признаки минимального синовита I, II, III пястно-фаланговых суставов, регионарной венозной гипертензии.
При исследовании крови на маркеры вирусного гепатита получен отрицательный результат.
Получен положительный результат анализа крови на антитела к ВИЧ. Пациентка проинформирована о результатах, рекомендовано обращение к инфекционисту областного СПИД-центра. Тогда же выяснилось, что больная состоит на учете с ВИЧ-инфекцией с 2010 г., в настоящее время получает ралтегравир калия, ламивудин, этравирин, информирована о необходимости диспансеризации. Все эти обстоятельства пациентка скрыла от врачей поликлиники и стационара.
Учитывая выявление характерных кожных проявлений, антител к двуспиральной ДНК, состояние было расценено как СКВ, подострое течение высокой степени активности (SLEDAI 23 балла) с поражением кожи и слизистых (хейлит, афтозный стоматит, дискоидные очаги на лице, эритема, синдром Рейно с трофическими нарушениями), суставов (артрит), периферической нервной системы (дистальная полинейропатия), иммунологическими нарушениями (антитела к двуспиральной ДНК, ядерным антигенам), как перекрестная, развившаяся у больной с ВИЧ-инфекцией, чем и объясняются особенности течения.
Проводилось лечение: общий вариант диеты; бисептол 480 мг 2 раза в сутки внутривенно капельно №10, одновременно с цефотаксимом 2 г/сут внутривенно капельно; вазапростан 60 мкг/сут внутривенно капельно №7; внутрь преднизолон 5 мг/сут (с пульс-терапией метипредом 1000 мг/сут №3); мелоксикам 15 мг/сут; омепразол 20 мг/сут; верапамил 80 мг 3 раза в сутки; парацетамол по требованию. С учетом фоновой ВИЧ-инфекции от назначения цитостатических препаратов было решено воздержаться.
На фоне терапии состояние улучшилось до удовлетворительного, отмечен регресс суставного и синдрома Рейно, высыпаний, лихорадки, активизация больной.
В контрольных анализах крови отмечена нормализация острофазовых показателей. Больная выписана под наблюдение врача-инфекциониста, ревматолога и терапевта, с рекомендацией начать прием гидроксихлорохина 400 мг на ночь, продолжить терапию глюкокортикостероидами, блокаторами кальциевых каналов из группы фенилалкиламинов, ингибиторами протонной помпы в профилактической дозе и антиретровирусную терапию. Также рекомендовано направление на медико-социальную экспертизу.
Выводы
Сходство патогенетических механизмов и клинических признаков при ВИЧ-инфекции и СКВ делают дифференциальную диагностику между этими заболеваниями крайне сложной задачей. Во избежание диагностических ошибок с тяжелыми последствиями при постановке диагноза СКВ врач должен проявлять особую настороженность в отношении ВИЧ-инфекции (интерпретировать клинические признаки с учетом тщательного сбора анамнеза, использования современных диагностических тестов). Следует подходить к назначению терапии СКВ при ВИЧ-инфекции по строгим показаниям.
Конфликт интересов. Исследование не имело спонсорской поддержки. Автор несет полную ответственность за предоставление окончательной версии рукописи в печать.
Conflict of interests. The author declares that there is not conflict of interests.
Информация об авторе / Information about the author
Статья поступила в редакцию / The article received: 16.02.2021
Статья принята к печати / The article approved for publication: 20.02.2021
1. Мой тест на ВИЧ положительный. Могло ли это быть ошибкой?
Хотя ложноположительный результат встречается нечасто, для проверки полученных результатов необходимо провести контрольный тест, то есть повторить анализ. Вероятность получения двух ложноположительных результатов теста крайне низка. Если первый тест проводился в домашних условиях, для выполнения повторного анализа обратитесь к врачу или в медицинскую лабораторию.
2. Если у моего партнера отрицательный результат теста на ВИЧ, то он не инфицирован?
3. Как я мог получить ВИЧ?
4. Это моя вина?
5. Но я думал, что активные партнеры не могут заразиться ВИЧ?
Действительно, вероятность инфицирования ВИЧ для активного партнера значительно ниже как при анальном, так и при вагинальном сексе. Согласно данным одного исследования, проведенного в 2012 году, для партнеров, занимающих активную позицию при анальном сексе, характерно снижение риска заражения на 86 процентов. Однако это не отменяет того факта, что активные партнеры могут инфицироваться и инфицируются ВИЧ при незащищенных половых контактах.
6. Правда ли, что у многих ВИЧ-положительных людей есть гепатит С?
7. Если я ВИЧ-положительный, значит у меня СПИД?
8. Я умру?
Да, но не завтра и не потому, что у вас ВИЧ. Дело в том, что при надлежащем лечении ВИЧ-положительные пациенты могут жить так же долго и полноценно, как и здоровые люди. Вы имеете гораздо больше шансов погибнуть в автомобильной катастрофе, чем умереть от ВИЧ. Конечно, как и при любом хроническом заболевании (например, сахарном диабете), у вас могут развиться определенные осложнения. Кроме того, вы можете быть подвержены различным заболеваниям, как и все люди. Существуют данные, что при длительном применении антиретровирусных препаратов, которые необходимо принимать ВИЧ-положительным, увеличивается риск раннего развития некоторых заболеваний, связанных с возрастом, таких как остеопороз. Однако не забывайте, что приверженность лечению позволит вам прожить долгую и активную жизнь, несмотря на ВИЧ.
9. Когда необходимо начать лечение?
Прямо сейчас. Лечение должно быть начато как можно скорее, лучше всего в день получения положительного результата анализа на ВИЧ. Раннее начало лечения ВИЧ-инфекции приводит к значимым долгосрочным преимуществам. Но даже при отсутствии симптомов инфекция ослабляет иммунную систему. По мнению ученых, откладывание начала антиретровирусной терапии приводит к увеличению объемов скрытых резервуаров ВИЧ-инфекции. Напротив, раннее начало лечения уменьшает вирусную нагрузку. Содержание вируса в крови может снизиться до уровня ниже определяемого, при котором вероятность передачи ВИЧ партнеру крайне мала. Так что немедленно получите рецепт и начните прием препаратов.
10. Я должен принимать антиретровирусные препараты каждый день?
Всю жизнь? И да, и нет. По данным исследования, проведенного в 2015 году, только при сочетании раннего начала лечения с регулярным приемом препаратов соотношение CD4 и CD8 клеток становится близким к норме. Чем ближе этот показатель к нормальному, тем больше клеток борются с ВИЧ и дают вам силы, здоровье и продолжительность жизни человека без ВИЧ-инфекции. Не стоит пренебрегать такой ощутимой пользой для здоровья. Однако и врачи, и фармацевтические компании понимают, что необходимость ежедневно принимать лекарства превращается в настоящее испытание, и поэтому разрабатывают новые возможности лечения. В этом году было проведено исследование, по результатам которого было выявлено, что инъекция препарата два раза в месяц так же эффективна, как и ежедневный прием таблеток (хотя может пройти один-два года, прежде чем такие препараты станут продаваться в аптеках). Да, пока вам придется придерживаться лечения с религиозным рвением (представьте, будто это поход в спортзал или ежедневный прием витаминов), однако это не означает, что вы обречены до конца жизни ежедневно принимать таблетки.
11. Если я ВИЧ-положителен, значит, мне нельзя заниматься сексом?
Нет, это не так. На самом деле большинство врачей поощряют продолжение полноценных сексуальных отношений. Оргазм сам по себе может быть чудесным лекарством: чувство сексуального удовлетворения помогает заснуть, стимулирует повышение уровня иммуноглобулинов (которые борются с инфекцией), уменьшает стресс, чувство одиночества и депрессию. Однако присутствие ВИЧ в организме подразумевает, что необходимо защищать себя и своих сексуальных партнеров.
12. Как я могу защитить моих сексуальных партнеров?
Есть разные способы защитить себя и своего партнера. Честно и подробно обсудите свой ВИЧ-статус и связанный с ним риск передачи инфекции. Всегда используйте презерватив и поддерживайте сексуальные отношения с партнером, применяющим доконтактную профилактику (PrEP). Следите за поддержанием вирусной нагрузки ниже определяемого уровня. Важен даже правильный выбор смазки для презерватива (избегайте двух составляющих: поликватерниума и поликватерниума-15, так как оба типа полимера увеличивают риск передачи ВИЧ).
14. Что такое ДКП (PrEP)? ДКП (PrEP)
15. Какой риск у людей, употребляющих неинъекционные наркотики и алкоголь?
Люди, употребляющие неинъекционные наркотики и алкоголь, более склонны к рискованному сексуальному поведению и незащищенным контактам. Многие люди, принимающие наркотики или алкоголь, прежде всего, выбирают сексуальных партнеров из своего круга общения. Сюда могут войти люди, которые употребляли наркотики внутривенно, занимались сексом за деньги или наркотики, стали жертвами травматической ситуации, или сидели в тюрьме. Во всех этих уязвимых группах риск передачи ВИЧ высокий.
Новость
Комплекс-белок Cas9/sgRNA/viral RNA (слева) и модель вируса иммунодефицита человека (справа), построенная коллективом Visual science.
Автор
Редактор
Генеральным спонсором конкурса, согласно нашему краудфандингу, стал предприниматель Константин Синюшин, за что ему огромный человеческий респект!
Спонсор публикации этой статьи — Виктор Татарский.
Врага нужно знать в лицо
Об иммунитете, апоптозе и вообще.
Иммунная система развивалась сотни миллионов лет. По типу реакции ее обычно делят на врожденный (неспецифичный) и приобретенный (специфичный) иммунитет [1], [2]. Считается, что специфичный (то есть вырабатываемый к конкретному патогену) иммунитет впервые появился у челюстноротых (рыб и всех вышестоящих по эволюционному древу таксонов) после отделения от бесчелюстных (миног и миксин), хотя у вторых имеется аналогичная система защиты [3]. К клеткам специфичного иммунитета относят В-лимфоциты, Т-лимфоциты и NK-клетки (естественные киллеры, natural killer cells). Помимо этого существуют моноциты, которые хоть и не являются истинными инструментами приобретенного иммунитета, однако выполняют некоторые функции по нейтрализации патогена: фагоцитоз, презентация антигена, выделение бактерицидных веществ и цитокинов.
Рисунок 1. Взаимодействия Т-киллеров (слева) и Т-хелперов (справа) с зараженными клетками. Для передачи сигнала о заражении необходимо выполнение двух условий: контакт комплекса МНС-патоген с TcR (T-cell Receptor, рецептор Т-клеток) и CD. Двигаясь по организму, Т-лимфоциты проверяют каждую клетку на предмет наличия у нее антигена в комплексе с МНС. Их можно сравнить с подслеповатой глуховатой бабушкой, пришедшей забирать дитятко из детского сада. Для опознания ей надо подойти вплотную и по нескольким (в данном случае по двум) признакам определить, ее ли это чадо или нет.
Т-лимфоциты, в свою очередь, необходимы для уничтожения клеток, зараженных внутриклеточными паразитами, и опухолевых клеток. Они делятся на два основных типа в зависимости от класса рецепторов, находящихся на внешней стороне их мембраны.
Т-киллеры несут CD8 рецепторы и отвечают за:
Т-хелперы имеют CD4 рецепторы и ответственны за секрецию цитокинов, которые:
- активируют макрофаги для борьбы с внутриклеточными паразитами;
- способствуют продукции антител В-лимфоцитами.
Но не менее важна роль Т-хелперов в подготовке зрелых Т-киллеров из клеток-предшественниц, активации NK-клеток и моноцитов.
Как же происходит опознавание антигена на молекулярном уровне? Здесь надо упомянуть еще об одном очень важном классе рецепторов — МНС (Major Histocompability Complex или главном комплексе гистосовместимости). Они бывают двух классов: I и II. МНС I присутствует на поверхности всех ядерных клеток организма человека. Он необходим для опознавания клетки натуральным киллером и Т-киллером (рис. 1, 2). Если по какой-то причине МНС I изменен, несет на себе антиген или отсутствует, клетка будет подвергнута апоптозу. МНС II находится на поверхности В-лимфоцитов, макрофагов и дендритных клеток. Он необходим для презентации антигена Т-хелперам (рис. 1, 2). Жизнь пула Т-хелперов можно представить как прогулку с ребенком в зоопарке, только вместо животных — антигены, вместо ребенка — Т-хелпер, а вместо взрослых, объясняющих, кто есть кто, — три перечисленных типа клеток.
Рисунок 2. Процесс передачи сигнала Т-киллеру и Т-хелперу. Первый этап — сборка комплекса МНС-антиген, второй этап — презентация комплекса на поверхности клетки.
Первый этап проникновения вируса в клетку — взаимодействие вирусного белка gp120 (рис. 3) с рецептором CD4. Отсюда понятно, почему ВИЧ размножается именно в Т-хелперах. Взаимодействию способствуют корецепторы CCR5 и CXCR4 [8]. В норме они являются рецепторами цитокинов, а при взаимодействии ВИЧ с клеткой их связь является необходимым условием проникновения вируса внутрь. Мутации в генах этих рецепторов обеспечивают частичную устойчивость носителей таких мутаций (таких людей около 2%, причем некоторые штаммы вируса все равно могут их поражать) [9]. Затем в мембрану клетки погружается белок gp41, после чего мембрана вируса сливается с клеточной, и происходит распаковка генетического материала. По принципу обратной транскрипции с РНК-матрицы вируса с помощью фермента ревертазы (обратной транскриптазы) синтезируются молекулы кДНК (комплементарной ДНК). Синтезированная кДНК вставляется вирусной интегразой в геном клетки хозяина. После попадания в геном хозяина вирус может никак себя не проявлять до нескольких лет — протекает так называемый инкубационный период. Только когда клетки активно пролиферируют, а значит, синтезируют белки на матрице ДНК, начинается сборка вирусных частиц , выход их из клеток и гибель последних (так как каждая частица забирает с собой часть клеточной мембраны клетки, вирусы попросту разрывают клетку).
Рисунок 3. Строение ВИЧ. Белки gp120 и gp41 участвуют в рецепции вируса клеткой и проникновении вирусной частицы внутрь. Липидная оболочка захватывается от клетки хозяина вместе с частью мембранных белков. Белки матрикса синтезируются в клетке после встраивания кДНК в геном в момент наработки клеточных белков для деления. Протеаза, возможно, необходима для разрезания противоапоптотического фактора Bcl-2 [9]. Ферменты обратная транскриптаза и интеграза создают кДНК на матрице РНК и встраивают кДНК в геном Т-хелпера соответственно. Tat — белок, вовлеченный в индукцию апоптоза. Нуклеокапсид — комплекс из РНК и белков вируса, представляющий собой компактную упакованную форму генома. Капсид — белковая оболочка, защищающая содержимое от воздействия внешних условий.
Как иммунитет бактерий правит геномы
Система редактирования геномов CRISPR/Cas известна уже довольно давно (впервые локус описал в 1987 году Есизуми Исино из университета Осаки), но только недавно (в 2005 году) ученые поняли ее истинное предназначение [11], [12].
Как вы уже поняли, система состоит из двух компонентов: CRISPR-локуса (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats или сгруппированные и регулярно разделенные короткие палиндромные повторы) и белков Cas, которые, являются нуклеотид-специфичными эндонуклеазами (а название получили за работу в команде с CRISPR — Crispr associated).
Помимо CRISPR-локуса и блока генов Cas в ДНК бактерии (не обязательно в нуклеоиде [12]) находится ген tracrРНК (transactivated crispr RNA), частично комплементарной палиндромам.
Для формирования специфичной устойчивости к вирусу бактерия, как и человек, должна встретиться с ним дважды.
Первый раз после внедрения вирусной ДНК в клетку происходит разрезание ДНК белками Cas1 и Cas2 на протоспейсеры и встраивание их в начало CRISPR-локуса. Cas1 и Cas2 формируют при этом комплекс, причем Cas2 играет только структурную роль, удерживая ДНК, тогда как Cas1 встраивает ее. Каждый протоспейсер вставляется в CRISPR-локус так, чтобы от другого (уже имеющегося) спейсера его отделял палиндром.
Соответственно, после транскрипции ДНК всего комплекса образуются три продукта (рис. 4):
- tracrРНК;
- РНК белка Cas (наиболее изученным является Cas9, поэтому далее повествование пойдет о нем), далее транслирующаяся;
- pre-crРНК (poly-spacer precursor crRNA или многоспейсерный предшественник crРНК), которая представляет собой транскрипт спейсеров, разделенных образовавшимися из палиндромов шпильками или петлями.
Рисунок 4. Строение CRISPR-локуса и результат транскрипции. leader — лидерная последовательность, отвечающая за начало транскрипции, со стороны которой вставляется новый спейсер. repeat — палиндромный повтор, который после транскрипции превращается в шпильку или петлю.
Второй этап — образование комплекса pre-crРНК/Cas9/РНКаза III. Очевидно, что вся длинная pre-crРНК не может участвовать в опознавании инвазивной ДНК, так как, во-первых, очень длинна, что конформационно неудобно, а во-вторых, при сравнении спейсеров РНК с протоспейсерами инвазивной ДНК длинный транскрипт начнет путаться и в итоге образует клубок, непригодный для дальнейшей работы. Самое логичное — разделить длинную последовательность на короткие участки, которые могли бы проверятся на соответствие инвазивной ДНК белком Cas9. И тащить за собой не надо, и не запутается.
С помощью фермента РНКазы III и при участии tracrРНК pre-crРНК разделяется по границам повторов так, что в белково-нуклеиновый комплекс входят один спейсер и один повтор, комплементарно связанный с tracrРНК (рис. 5) [13]. Повтор полностью теряет свою вторичную структуру, tracrРНК же оставляет несколько шпилек (обычно три).
Рисунок 5. Белково-нуклеиновый комплекс после созревания транскрипта. crРНК состоит из спейсера (слева) и повтора, соединенного с частью tracrРНК (справа). Три петли на tracrРНК нужны для удержания ее эндонуклеазой Cas9.
- комплементарность спейсера комплекса Cas9/crРНК/tracrРНК протоспейсеру инвазивной (например, вирусной) ДНК;
- наличие в геноме вируса около протоспейсера последовательности из трех нуклеотидов — РАМ (Protospacer Adjacent Motif, прилежащий к протоспейсеру мотив).
Таким образом клетка страхуется от уничтожения своей ДНК. Но даже просто разрезанная в одном месте вирусная ДНК может представлять опасность, поэтому завершает инактивацию негомологическое сращивание концов (non-homologous end joining, NHEJ). При этом происходит инсерция/делеция одного или нескольких нуклеотидов, что приводит к потере инфекционности.
Рисунок 6. Полная схема механизма работы CRISPR/Cas9 системы. а — Транскрипция CRISPR локуса с образованием pre-crРНК. б, в — Разрезание РНК РНКазой III и образование комплексов Cas9/tracrРНК/crРНК. г — Вторичное проникновение в клетку чужеродной ДНК. д — Соединение комплекса с инвазивной ДНК. е — Образование двухнитевого разрыва в протоспейсере.
А где же тут редактирование геномов? А вот где:
- во-первых, таким образом можно просто нокаутировать целевой ген и добиться прекращения экспрессии того или иного белка;
- во-вторых, после создания двухцепочечного разрыва в образовавшуюся брешь можно вставить нужный нам ген и заставить организм синтезировать нужный нам белок.
Рисунок 7. Сравнение искусственной (а) и естественной (б) систем CRISPR/Cas9. Отличие состоит лишь в том, что искусственная РНК едина, а природная — состоит из двух частей, гены которых разделены.
Битва века
Однако вернемся к теме этой статьи.
Так как система редактирования геномов может помочь в избавлении от ВИЧ? Очень просто: вирус можно вырезать! Нацелив Cas9, путем создания sgРНК с последовательностью, комплементарной вирусной кДНК.
Некоторое время назад группа ученых из немецкого Института экспериментальной вирусологии и иммунологии уже пыталась использовать инструмент редактирования геномов для удаления ВИЧ из культуры HeLa [15]. Они модифицировали Cre-рекомбиназу методом направленной эволюции и один из полученных вариантов использовали для удаления вируса путем контролируемой рекомбинации [16]. Однако надо учитывать, что между Т-хелперами и опухолевой HeLa есть немало различий, к тому же, авторы не предлагают вариантов доставки или экспрессии гена Tre-рекомбиназы (усовершенствованный вариант фермента Cre).
С другой стороны, группа американских исследователей опубликовала в марте этого года статью [17], где подробно описывались метод доставки и механизм удаления вируса. Ученые ставили перед собой задачу не только полностью избавить клеточную культуру Т-хелперов от вируса, но и проверить отсутствие цитотоксического действия самой CRISPR/Cas9 системы. Единственный недостаток этого геномного инструмента в том, что из-за сравнительно небольшой длины спейсера, даже при наличии страхующего элемента PAM, в больших геномах могут быть найдены нецелевые сайты, подверженные разрезанию (off-target sites). Именно поэтому исследователи уделяли данной проблеме немало внимания.
Работа проводилась с использованием штамма ВИЧ-1 и клеточной линии Т-хелперов 2D10, зараженной вирусом в покоящейся стадии. Доставка и экспрессия sgРНК/Cas9 осуществлялась с помощью лентивирусного вектора.
Для оценки того, вырезался ли вирус из двух мест встраивания (1-я и 16-я хромосомы), было проведено полногеномное секвенирование. Оно показало, что в клетках, где экспрессировались и гены Cas9, и sgРНК, провирусная ДНК отсутствует.
Был проведен анализ того, могут ли гены, куда встроился провирус (RSBN1 и MSRB1), и близлежащие гены нормально транскрибироваться после его вырезания. Ученые показали, что как RSBN1, так и MSRB1 нормально экспрессируются. Соседние гены также не претерпели изменений.
С помощью биоинформатических методов и анализа баз данных было показано, что sgРНК/Cas9 не проявляет активности по отношению к нецелевым сайтам.
Таким образом, можно с уверенностью сказать, что группа Камински впервые успешно удалила ВИЧ из культуры зараженных Т-хелперов. Данное достижение приблизило человечество к победе на ВИЧ. Да, это только культура клеток. Да, до внедрения данной техники в медицину пройдут годы, а может и десятки лет, но данная работа является уникальной в своем роде, ибо ученые не только бросили вызов одному из страшнейших заболеваний на планете, но и смогли победить его — пусть даже масштаб сражения пока невелик.
Перспективы применения данной технологии очевидны: введя пациенту вектор, содержащий гены Cas9 и sgРНК, мы добьемся их экспрессии и полного удаления вируса из клеток. Современная терапия, направленная против ретровирусов, являющаяся основным средством борьбы с ВИЧ, не удаляет вирус из клеток, так как провирус остается встроенным в ДНК хозяина. В свою очередь, данный подход не оставляет вирусу шансов укрыться.
Новость
Автор
Редакторы
В начале марта 2019 года публикация в журнале Science Translational Medicine сообщила о том, что ученым удалось успешно применить CAR T-клеточную терапию для лечения системной красной волчанки в мышиной модели заболевания. Как работает новое лечение и что это значит для пациентов с системной красной волчанкой?
Аутоиммунные заболевания
Этот цикл статей посвящен болезням, при которых организм начинает бороться сам с собой, вырабатывая аутоантитела и/или аутоагрессивные клоны лимфоцитов.
Поэтому новая работа о том, что уже одобренная терапия рака крови успешно была протестирована на животных в модели СКВ [3], — действительно важная новость для нескольких миллионов пациентов с этой болезнью .
Согласно Lupus Foundation of America, в мире на долю пациентов с СКВ приходится 70% от страдающих всеми формами волчанки, что, по минимальным оценкам, составляет 3,5 миллиона человек.
Что такое системная красная волчанка? Памятка
Системная красная волчанка — это аутоиммунное заболевание, при котором в организме человека (за редким исключением) присутствуют аутоантитела, нацеленные на собственные клетки. Главную роль отводят В-лимфоцитам: они опознают различные фрагменты клеток организма как чужеродные и презентируют их Т-лимфоцитам, вырабатывают антинуклеарные антитела, а вдобавок и производят провоспалительные цитокины. Образующиеся иммунные комплексы осаждаются и вызывают повреждения органов.
СКВ — очень сложное и зачастую агрессивное заболевание. Из-за многообразия симптомов его бывает трудно диагностировать, и до конца не ясно, что именно вызывает его развитие. Но сейчас исследователи уже выявили некоторые факторы, которые этому способствуют, и среди них есть и генетическая предрасположенность, и воздействие агрессивных факторов среды.
Тестируемое лекарство относится к CAR Т-клеточной терапии. Геном собственных Т-лимфоцитов пациента, выделенных из организма, модифицируют, и клетки, амплифицированные в лаборатории и перенесенные обратно пациенту, начинают экспрессировать химерный антигенный рецептор (chimeric antigen receptor, CAR) (рис. 1). Отсюда и пошло название терапии: CAR T cell.
Рисунок 1. Общий принцип получения CAR T-лимфоцитов
В простейшем случае CAR состоит из:
- внеклеточного домена (чаще всего это scFv — single-chain variable fragment), позволяющего Т-лимфоциту распознать специфический антиген;
- трансмембранного домена;
- внутриклеточного домена (обычно это CD3ζ-цепь Т-клеточного рецептора), стимулирующего иммунную клетку.
Важно отметить, что терапия обладает довольно сильными побочными эффектами, которые даже могут угрожать жизни пациентов. Однако, к счастью, в подавляющем большинстве случаев их научились купировать [5].
CAR T-клеточная терапия для лечения рака
CAR T-клеточная терапия, нацеленная на CD19+ В-лимфоциты, оказалась очень успешной в лечении раков крови. В 2017 году FDA (Управление по контролю за продуктами и лекарствами США) одобрило две CAR T-клеточные терапии: Kymriah от Novartis Pharmaceuticals и Yescarta от Kite Pharma, которую в свою очередь купила Gilead Sciences.
Первый пациент, получивший терапию Kymriah, — девочка Эмили — уже девять лет живет без рака. Доктор Карл Джун (Carl H. June) же, который руководил процессом ее лечения, попал в список 100 самых влиятельных людей мира на 2018 год, по мнению журнала Times.
Многие лаборатории пытаются наладить применение CAR T-клеточной терапии и для солидных раков, однако эта задача намного сложнее из-за специфики подобных опухолей [8]. Тем не менее даже в этой области намечается некий прогресс [9].
Поскольку В-лимфоциты играют важную роль не только при заболеваниях крови, но и в аутоиммунных заболеваниях, неудивительно, что нацеленная CAR Т-клеточная терапия вызвала интерес у исследователей, занимающихся СКВ.
Группа под руководством Марко Радича (Marko Radic) провела тестирование CD8+ Т-лимфоцитов с химерным антигенным рецептором, нацеленным на CD19 [3], — ту же самую молекулу, на которую нацеливают одобренную FDA терапию рака крови. Работа была проведена на моделях (NZB × NZW) F1 и MRL fas/fas СКВ.
Модифицированные CAR Т-лимфоциты были введены 41 животному. У 26 мышей терапия успешно уничтожила практически все В-лимфоциты, несущие CD19, и, соответственно, устранила производство аутоантител. Признаки болезни исчезли из селезенки, кожи, почек [10].
CAR Т-лимфоциты были активны как минимум в течение одного года in vivo. Большинство пролеченных животных прожили более года после переноса CAR Т-лимфоцитов, что, по мышиным меркам в данном контексте, очень много. Те же, кто были в контрольной группе и получали плацебо, прожили максимум 8–10 месяцев (рис. 2). Пока не ясно, почему для 15 животных терапия не сработала.
Рисунок 2. Влияние CAR Т-клеточной терапии, нацеленной на CD19, на выживаемость в мышиных моделях системной красной волчанки. а — Кривые выживаемости мышей NZB/W после инфузии CAR Т-лимфоцитов в животных семимесячного возраста. Выживаемость мышей CD19-d (CD19+ B cell depleted, n = 12) сравнивали относительно мышей CD19-s (CD19 sufficient, n = 12). Для сравнения показана выживаемость контрольных мышей (n = 8). б — Кривые выживаемости мышей MRL-lpr из опытной и контрольной групп. Мышей, получивших CAR T-лимфоциты, (n = 11), сравнивали с контрольными мышами MRL-lpr (n = 11).
Остается и самый важный вопрос: а как соотнести эти результаты с потенциальным применением терапии у людей?
С одной стороны, животных активно и успешно используют в изучении СКВ. У некоторых линий мышей, например, New Zealand, MRL и BXSB, спонтанно развивается аутоиммунный синдром, напоминающий человеческую болезнь. Кроме того, манипуляции с мышиным геномом помогли выявить гены предрасположенности к развитию волчанки, среди которых оказались те, что участвуют в регуляции апоптоза и сигналинге через рецепторы В-лимфоцитов [11], [12].
Что ж, в любом случае новая публикация показала: провал ритуксимаба не означает того, что нужно бросать попытки нацеливания лекарств на В-лимфоциты, и, возможно, исследователи уже на пути к разработке терапии, работающей у людей.
Читайте также: