Вич и электрический ток
Обновлено: 22.04.2024
Пока ВИЧ-инфекция остается неизлечимым заболеванием. Самый действенный способ сдерживать развитие болезни — антиретровирусная терапия. Однако борьба с ВИЧ — очень наукоемкая сфера. Рассказываем о трех новых перспективных направлениях профилактики и лечения ВИЧ-инфекции.
Ученые относятся к этим воодушевляющим результатам с осторожным оптимизмом: пока еще ни одна попытка создать эффективную вакцину против ВИЧ не увенчалась успехом. Это связано со многими причинами. Например, с тем, что вирус иммунодефицита очень быстро мутирует и поражает клетки иммунной системы, которая должна бороться с патогенами.
Редактирование генома
Китайские исследователи с помощью технологии CRISPR/Cas9 отредактировали стволовые клетки крови человека с ВИЧ-инфекцией и лейкемией, чтобы организм пациента стал устойчивым к вирусу иммунодефицита.
Как это работает? Мутация в гене CCR5 защищает носителя от ВИЧ: вирус не может прикрепиться к клетке и проникнуть в нее. В 2007 году американцу Тимоти Брауну, который был болен ВИЧ-инфекцией и лейкемией, пересадили стволовые клетки от донора с такой мутацией, чтобы вылечить лейкемию. Попутно получилось остановить прогрессирование ВИЧ-инфекции. Браун считается первым человеком, излечившимся от ВИЧ.
Технологии редактирования генома исключают из этой цепочки донора: можно взять собственные клетки человека, добавить в них нужную мутацию или разрушить ген CCR5. Этим и занялись китайские ученые. Их подопечным был 27-летний мужчина с ВИЧ и лейкемией. После облучения ему пересадили его собственные отредактированные стволовые клетки крови. К сожалению, из-за низкой эффективности метода достичь желаемого результата не получилось. Однако ученые зафиксировали, что редактирование клеток крови не принесло негативных последствий, а значит, такая процедура может быть безопасной.
Применение широко нейтрализующих антител
Среди ВИЧ-инфицированных встречаются люди, которые живут с вирусом десятки лет без лечения и последствий для здоровья. Этих людей называют нон-прогрессорами или элитными контроллерами: их иммунитет успешно подавляет ВИЧ, не позволяя ему размножаться. В результате болезнь не прогрессирует до финальной стадии — синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД). Иммунная система элитных контроллеров в ответ на вторжение ВИЧ вырабатывает специальную защиту — широко нейтрализующие антитела. Они связываются с Env-белком — самым нестабильным и быстро мутирующим белком вируса. Из-за него иммунная система человека не может победить ВИЧ. Эта связь помогает взять под контроль размножение вируса в организме.
Ученые предполагают, что выработку таких антител можно спровоцировать с помощью вакцины, сделав элитными контроллерами всех ВИЧ-инфицированных. Другой вариант — синтезировать широко нейтрализующие антитела искусственно и вводить их людям для профилактики заражения ВИЧ. Пока эти идеи находятся в стадии разработки.
Подробнее о путях передачи ВИЧ, профилактике, диагностике, лечении, симптомах и факторах риска ВИЧ-инфекции можно прочитать на сайте Всемирной организации здравоохранения.
Благодарим врача-инфекциониста, научного сотрудника ПСПбГМУ им. академика И. П. Павлова Оксану Станевич за помощь в подготовке текста.
Егор Воронин — нью-йоркский вирусолог, специалист в области вакцинопрофилактики. Более двадцати лет он занимался исследованиями ВИЧ, его эволюцией и репликацией. С 2018 по 2020 год он возглавлял биотехнологическую компанию Worcester HIV Vaccine, занимающуюся разработкой вакцины от ВИЧ. В своем блоге shvarz Егор публикует массу интересных фактов о вакцинах, ВИЧ, о вирусах в целом, а в последние полтора года и о новом коронавирусе: он умеет рассказывать простым языком о сложном.
— Наверное, тот факт, что сейчас все следят за вакцинами, позволит объяснить это проще.
— Это единственная проблема?
— Нет. Вторая проблема: как мы все уже знаем в отношении коронавируса — созданные против него вакцины хорошо предотвращают тяжелое течение болезни и смерть, но гораздо хуже защищают от заражения. Для COVID-19, как все же быстротечной болезни, это нормально: даже если вирус попадет в привитый организм, он не вызовет тяжелую болезнь, организм силами иммунной системы быстро его поборет, и человек скоро выздоровеет, вирус исчезнет.
С ВИЧ же совершенно другая ситуация. Он приспособлен к тому, чтобы жить в организме очень долго и ускользать от иммунной системы годами. Если мы не предотвратили его попадание в организм, то без терапии он будет в нем реплицироваться и в конце концов вызовет СПИД. Будучи привитыми от коронавируса, вы можете все равно им заразиться, но лишь чуть-чуть поболеете или даже не заметите, что вирус был, организм его вычистит, — а с ВИЧ это не работает. На ранних этапах разработки вакцин пытались измерять их эффективность именно по способности предотвращать не заражение ВИЧ, а последующее развитие СПИДа, но сейчас уже ясно, что если ВИЧ попал в организм, то без терапии СПИД неизбежно разовьется. Значит, в отношении ВИЧ нам нужна вакцина, которая будет полностью предотвращать само попадание вируса в организм, а это гораздо более высокая планка.
— Но с точки зрения обывателя все кажется просто: есть вирус ВИЧ, он выделен и хорошо известен. Так возьмите его, убейте, и убитый, обезвреженный вирус введите человеку — пусть организм вырабатывает иммунный ответ. Ведь так делались все классические вакцины. На каком этапе оказалось, что с ВИЧ это не работает?
— Над вакциной от ВИЧ работают уже не первый десяток лет. При этом были сделаны какие-то побочные открытия, которые можно применять в других областях? Например, в нынешней борьбе с коронавирусом?
— Попытки создать вакцины от ВИЧ начались сразу же, как только вирус был впервые выделен. Пытались сделать вакцины на основе убитого вируса, на основе рекомбинантных белков, продолжают активно работать над векторными вакцинами. А когда появился COVID-19, практически все мои коллеги, кто занимался вакцинами от ВИЧ, перекинулись в область коронавируса. Я смотрю на научные статьи о коронавирусе — там все знакомые имена.
Я уже упоминал, что технология стабилизации спайкового белка была разработана для ВИЧ, это был один из главных прорывов в вакцинологии за последние десять лет, и она нашла отличное применение в вакцинах от COVID-19.
Известный вирусолог Барни Грэм, который занимался именно стабилизацией вирусного белка у ВИЧ и у респираторно-синцитиального вируса, сыграл важную роль в разработке одной из самых популярных в мире вакцин от COVID-19 компании Moderna.
Мишель Нуссенцвайг, который выделил нейтрализующие антитела к коронавирусу, разработал технологию выделения этих антител в ходе многолетних исследований антител к ВИЧ и вирусу иммунодефицита обезьян. Памела Бьоркман, ведущий специалист Caltech по структуре вирусных белков, раньше изучала в том числе и ВИЧ.
— Это известные имена, но применяются ли отработанные на ВИЧ методики?
— Сами методы тестирования на нейтрализующие антитела были разработаны для ВИЧ, а теперь применяются для COVID-19. В области тестирования вакцин существует огромная сеть клинических центров и лабораторий и в США, и в Африке, и по миру — она была создана для ВИЧ-инфекции, после начала пандемии ее просто взяли и перепрофилировали под коронавирус, а заведуют ею те же самые ученые.
С другой стороны, технологии, нашедшие применение в вакцинах от COVID-19, сейчас интересуют и исследователей ВИЧ: технология мРНК вакцин разрабатывалась и для ВИЧ, но сейчас работы в этой области существенно активизировались.
— Кто-нибудь из российских ученых занимается разработками вакцины от ВИЧ?
— В России разработки вакцин от ВИЧ ведутся, но их немного. Есть три исследовательские группы: в Москве, Петербурге и в Новосибирске. У них есть определенные наработки, но пока они не прошли дальше первой фазы испытаний.
Вопрос в большей мере этический. Раз уж существуют эффективные методы предотвращения ВИЧ-инфекции, то нельзя не делать их доступными участникам клинических испытаний. Но если мы предоставляем их всем участникам клинических испытаний (и плацебо-группе, и группе, получающей вакцину), то количество новых инфекций будет чрезвычайно мало в обеих группах, и эффективность вакцины будет невозможно измерить. Или придется делать испытания еще обширнее и еще длинней, что еще больше повысит их стоимость.
Перспективы разработки вакцины от ВИЧ тают с каждым днем именно потому, что сложно их тестировать, не подвергая людей риску заразиться в ситуации, когда есть готовые способы избежать этого риска. Но нельзя сказать, что ученые полностью потеряли надежду. Уже ведутся активные обсуждения новых подходов к проведению клинических испытаний ВИЧ-вакцин в будущем.
Перед тем как говорить о вакцине против ВИЧ, стоит начать с более общего вопроса: что мы понимаем под прививками и вакцинами с научной точки зрения?
По механизму возникновения иммунитет делится на два вида: врожденный и приобретенный. Первый есть у каждого человека с рождения, он выработан эволюционно. Благодаря нему человек не болеет многими болезнями, которыми, например, страдают животные.
Второй возникает в течение жизни и у каждого может отличаться в зависимости от того, с какими возбудителями человеку довелось встретиться.
по теме
Лечение
Как устроен иммунитет: Объясняем по пунктам
Приобретенный иммунитет может быть активным (он возникает вследствие реакции организма на перенесенную болезнь, присутствие возбудителя в организме), а может быть пассивным, когда антитела, например, передаются от матери ребенку во время беременности.
Именно по этим антителам, как правило, и ставится диагноз, если мы пользуемся экспресс-тестами. В случае с ВИЧ существует и пассивный иммунитет. Но при передаче вируса от матери ребенку, к сожалению, он не обладает достаточным защитным эффектом.
Еще одно направление — это искусственный иммунитет. Он тоже бывает активным и пассивным. Пассивный — это иммуноглобулины, выработанные либо у лабораторных животных, либо у других иммунизированных лиц, и сыворотки. Активный же достигается собственно путем вакцинации.
Вакцины бывают профилактические (защитные) и лечебные. Они различаются по типу воздействия на организм и по своим результатам.
Пассивный иммунитет возникает быстрее, сразу после того, как в организм ввели чужие антитела. Однако он бывает совсем недолговременным. Активный иммунитет держится долго, чаще — пожизненно, но и возникает не сразу.
Иммунный ответ: как это все работает?
Ученые обычно говорят о гуморальном и клеточном иммунитете. Принцип работы гуморального заключается в следующем: в нашем организме есть специальные клетки — лимфоциты. Они постоянно циркулируют в крови и проверяют все, что попадается им на пути, по принципу свой/чужой.
по теме
Лечение
Гид по вакцинам. Когда и какую прививку сделать? А главное: надо ли вообще прививаться? (Спойлер: конечно, надо)
Например, антитела к ВИЧ-инфекции появляются где-то через месяц после заражения, соответственно, все это время вирус может циркулировать в организме. Почему они неэффективны? Во-первых, потому что появляются слишком поздно.
Во-вторых, потому что вирус, с которым мы имеем дело, очень изменчив. Если даже В-клетки обнаружили его антиген, выработали к нему антитела, способные нейтрализовать заразу, то за время, которое ушло на все это, сам вирус успевает мутировать и оказаться неуязвимым для выработанного организмом оружия.
Когда мы говорим о клеточном иммунитете, речь идет об уничтожении тех вирусов, которые преодолели гуморальный барьер и успели забраться в саму клетку.
Клетки CD4 частично регулируют весь процесс и выполняют функцию клеток памяти. Их принято называть хелперами. CD8 — собственно занимаются уничтожением, за это их зовут киллерами.
ВИЧ — единственный вирус, который поражает не просто клетки организма, а собственно клетки иммунной системы. Той самой, которая с вирусом должна, по идее, бороться.
Именно поэтому против ВИЧ-инфекции иммунитет не может сработать так, как это было бы с любым другим вирусом.
Какие возникают трудности при создании вакцины против ВИЧ?
На данный момент в рамках более ста испытаний уже протестировано более сорока видов вакцин с участием тысяч добровольцев, и есть целая система, в которой регистрируются все исследования по вакцинации от ВИЧ.
Последнее время в разного рода СМИ регулярно появляется информация, что той или иной компанией разрабатывается новая вакцина против ВИЧ. Однако обнадеживающих результатов не так уж и много. Почему?
Несмотря на огромное количество статей и исследований о ВИЧ, в обществе до сих пор гуляет множество мифов и заблуждений об этом заболевании, а люди, столкнувшиеся с ВИЧ, — стигматизируются. Добавляет масла в огонь новость о всемирной ВИЧ-эпидемии. В результате — общество в неведении и панике. Резидент Высшей школы онкологии и химиотерапевт Татьяна Бобровицкая помогает нам снизить накал страстей и рассказывает, что современная медицина уже знает о ВИЧ-инфекции.
Неутешительная статистика: 1 млн россиян болеет ВИЧ
На первом месте в списке регионов-лидеров по количеству смертей от ВИЧ находится Кемеровская область: с 2018 года коэффициент смертности здесь вырос на 11% и составил 65,1. На втором месте находится Иркутская область с коэффициентом 42,4, что на 1% ниже показателей прошлого года (за год снизился на 1%). Третье место заняла Свердловская область, где коэффициент смертности вырос на 10% и составил 38,1.
АРТ снижает смертность от ВИЧ и СПИДа на 38%
К концу 2017 года 21,7 млн человек с ВИЧ-инфекцией получали пожизненную АРТ по всему миру. По оценкам экспертов, только 75% носителей этого заболевания знают свой статус.
- 90 % всех людей с ВИЧ должны знать о своем статусе;
- 90 % ВИЧ-инфицированных должны стабильно получать АРТ;
- у 90 % людей, получающих АРТ, должна наблюдаться вирусная супрессия (ограничение или полное подавление любой физиологической активности вируса — прим. ред.)
АРТ способна уничтожить ВИЧ в крови
ВИЧ невозможно вылечить, но благодаря использованию антиретровирусных препаратов (АРВ) его можно контролировать и, следовательно, предотвращать передачу. АРТ блокирует выработку новых вирусов в активных клетках CD4, инфицированных ВИЧ. Если терапия подошла пациенту, вирусная нагрузка снижается на 90% через несколько недель после начала терапии, а через несколько месяцев — уже на 99%.
Люди с ВИЧ, принимая терапию, могут иметь здоровых детей
АРТ охватывает порядка 80% беременных и кормящих грудью женщин по всему миру. По данным исследования Роланда Тубиана, Джерома Ле Шенадек Кристины Розиу и др. риск передачи ВИЧ типа 1 от матери к ребенку составляет всего 0,5% у не кормящих матерей, которые родили в срок, получая АРТ. Методология и результаты исследования опубликованы в журнале Clinical Infectious Diseases в феврале 2010 года.
Ученые пришли к выводу, что непрерывный контроль вирусной нагрузки на ранних стадиях уменьшает остаточный риск передачи ВИЧ-инфекции от матери к ребенку. При этом, для принятия решения о времени начала АРТ во время беременности важно учитывать не только количество CD4 (+) Т-клеток и риск преждевременных родов, но и также ВИЧ-нагрузку.
Сегодня существует множество доказательств влияния АРТ на распространение ВИЧ-инфекции. Инфицированный человек с неопределяемым уровнем вирусной нагрузки не может передавать заболевание. С 2007 по 2016 годы ученые провели три крупных исследования передачи ВИЧ половым путем при участии пар (как гомо-, так и гетеросексуальных), в которых один из партнеров — с ВИЧ-положительным статусом, принимающий АРТ.
В ходе исследований авторы не зафиксировали ни одного случая передачи вируса. Тем не менее, авторы UNAIDS Explainer настаивают на проведении тестов для уверенности в том, что у носителя подавлена вирусная нагрузка.
Как правило, человек с ВИЧ-положительным статусом, не принимающий АРВ-препараты, живет не более 10 лет. Продолжительность жизни при этом сильно зависит от ряда факторов: образа жизни, иммунитета и т. д. — некоторые не проживают и 3 лет с момента заражения. При этом, человек умирает не от СПИДа, а от оппортунистических (сопутствующих) заболеваний.
Препараты, созданные для борьбы с ВИЧ, уже объединены в отдельный класс. Они снижают вирусную нагрузку и блокируют распространение вируса. Благодаря этому, уровень лимфоцитов в крови повышается, поддерживая нормальный уровень иммунной защиты.
Если человек принимает терапию, то продолжительность жизни приближается к средней в популяции. В развитых странах ожидаемая продолжительность жизни — 60 лет с момента постановки диагноза.
Туберкулез — главная причина смерти людей с ВИЧ
Ежедневно от туберкулеза умирает около 4,4 тыс людей с инфекционными заболеваниями. Количество смертей от этой болезни среди ВИЧ-инфицированных людей в 2017 году составило 300 тыс. человек.
Страны-участники ООН в Политической декларации ООН об искоренении СПИДа взяли на себя обязательство к 2020 году снизить уровень смертности от туберкулеза среди носителей ВИЧ-инфекции на 75 %.
Риск развития онкологии при ВИЧ без АРТ увеличивается до 20 раз
У ВИЧ-инфицированных женщин переход нелеченной эрозии шейки матки в рак шейки матки (РШМ) происходит намного быстрее, чем у здоровых из-за поражения иммунной системы: при отсутствии терапии риск развития РШМ увеличивается в 5 раз, а по некоторым данным — в 13 раз.
Так, женщина с ВИЧ должна проходить цитологический скрининг не реже 1 раза полгода, а также тестирование на вирус папилломы человека (ВПЧ).
Важно знать, что, наряду с риском РШМ, увеличивается риск развития лимфом, злокачественного опухолевого заболевания лимфатической системы, в 20 раз, а также саркомы Капоши — множественных злокачественные новообразований кожи, которые в 95% случаев встречаются только людей с ВИЧ.
Как не заболеть?
Уже есть схемы терапии, позволяющие предотвратить инфицирование. Это доконтактная и постконтактная профилактика для пар с разным или неизвестным ВИЧ-статусом, а также для людей, практикующих частую смену половых партнеров.
В результате исследователи выявили несколько побочных эффектов: боли в месте инъекции (88% у активной группы и 49% — в группе плацебо), боли в животе и диарея, повышение уровня аспартат-аминотрансферазы (АсАт, молекулы белка, способствующей активизации биохимических процессов в организме), головокружение и общее недомогание.
Чтобы проверить иммуногенность вакцины (способность антигена вызывать иммунный ответ), ученые вакцинировали обезьян, а затем инфицировали их комбинированным вирусом SHIV (simian-human immunodeficiency virus). Выяснилось, что Ad26.Mos.HIV с gp140 защищает от инфекции лучше всего: даже после шестикратного введения вируса ⅔ животных остались здоровы. Сейчас проект находится в фазе испытаний 2b для оценки эффективности вакцины на 2600 женщинах с высоким риском заражения в Южной Африке.
Безусловно, ВИЧ-инфекция — серьезное и опасное заболевание, от которого никто не застрахован. Однако, благодаря труду врачей и ученых по всему миру, оно больше не приравнивается к смертному приговору. Для человека с ВИЧ-положительным статусом существует лишь одно ограничение — необходимость АРТ. В остальном носитель вируса сегодня может жить полноценной жизнью: ходить на работу, получать медицинскую помощь, иметь детей, с любовью и ответственностью относиться к себе, своему здоровью и здоровью своих близких.
Читайте также: