В настоящий момент в России зарегистрировано 9 препаратов, принадлежащих к классу биологических агентов, или, точнее, биологических модификаторов иммунного ответа (таблица 4).
Таблица 4
Характеристика генно – инженерных биологических препаратов
| Препарат | Появление эффекта, месяцы | Особенности приема, дозы |
| Инфликсимаб | Разовая доза 3 мг/кг, затем повторно в той же дозе через 2 и 6 недель, затем - каждые 8 недель. | |
| Адалимумаб | Иногда после первого введения | 40 мг 1 раз в 2 недели п/к |
| Этанерцепт | Иногда после первого введения | 25-50 мг 1 раз в неделю |
| Цертолизумаб - Пэгол | Иногда после первого введения | Начальная доза - 400 мг подкожно на 1-й, 2-й и 4-й неделе лечения, в дальнейшем - 200 мг 1 раз в 2 недели. Поддерживающая терапия - 400 мг 1 раз в 4 недели |
| Голимумаб | Иногда после первого введения | 100 мг подкожно 1 раз в месяц |
| Тоцилизумаб | Иногда после первого введения | 4-8 мг/кг массы тела 1 раз в 4 недели в/в капельно |
| Абатацепт | Через 2 недели после начала терапии | 500 мг 1 раз в месяц в/в капельно |
| Анакинра | В первый месяц терапии | 75 -100 мг подкожно ежедневно |
| Ритуксимаб | После курса терапии | 2 инфузии по 1000 мг с промежутком 14 дней |
К ГИБП относятся: ингибиторы ФНО-a (Инфликсимаб, Адалимумаб, Голимумаб, Цертолизумаб-Пэгол), рецепторов к ФНО-a (Этанерцепт), рекомбинантные антагонисты рецепторов к цитокинам (интерлейкину – 6 – Тоцилизумаб, интерлейкину – 1 - Анакинра), ингибитор ко – стимуляции Т – лимфоцитов (Абатацепт), ингибитор активации В-лимфоцитов (Ритуксимаб).
Для биологических препаратов характерны все полезные свойства, присущие БПВП (подавление воспалительной активности, торможение деструкции суставов, возможное индуцирование ремиссии), но эффект наступает, как правило, гораздо быстрее и значительно более выражен, в том числе в отношении деструкции суставов. Клинический лечебный эффект и антидеструктивное действие биологических препаратов в ряде случаев не совпадают и у ряда больных ревматоидным артритом без признаков клинического улучшения наблюдается, тем не менее, отчетливое торможение деструкции.
Показания к назначению биологической терапии при ревматоидном артрите:
Тяжелый ревматоидный артрит, резистентный к терапии как минимум двумя БПВП (метотрексатом, лефлуномидом) в максимально эффективной и переносимой дозе;
Ранний ревматоидный артрит при отсутствии эффекта от других БПВП в максимально переносимой дозе.
Побочные эффекты биологических препаратов:
Инфекции, включая сепсис и туберкулез;
Злокачественные новообразования, в том числе лимфомы;
Гематологические нарушения (анемия, панцитемия);
Демиелинизирующие заболевания;
Ухудшение симптомов застойной сердечной недостаточности;
Продукция АТ и развитие аутоиммунных реакций;
Инфузионные и аллергические реакции.
Противопоказания к назначению биологических препаратов полностью вытекают из перечисленных выше побочных эффектов. Перед началом терапии необходимо обследование для исключения латентного туберкулеза (рентгенография легких, кожный туберкулиновый или диаскин – тест, исследование крови на квантиферон - тест).
У большинства больных блокаторы ФНО-a назначаются в комбинации с метотрексатом, но могут сочетаться и с такими базисными средствами как лефлуномид и сульфасалазин. При необходимости блокаторы ФНО-a назначаются в качестве монотерапии, но комбинация с метотрексатом превосходит монотерапию по выраженности ответа на лечение и влиянию на рентгенологическое прогрессирование. Тоцилизумаб продемонстрировал свою эффективность в виде монотерапии.
Несмотря на высокую эффективность терапии биологическими препаратами, в 20-40% случаев имеет место первичная или вторичная резистентность к лечению и лишь в 50-60% случаев удается достигнуть частичной или полной ремиссии.
При лечении ревматоидного артрита нередко имеет место резистентность пациентов к лечению. Резистентным к лечению целесообразно считать пациента, лечение которого как минимум двумя стандартными БПВП в максимальных рекомендованных дозах (метотрексат 15-20 мг в неделю, сульфасалазин 2 г/сутки, лефлуномид 20 мг/сутки) было неэффективным. Для преодоления резистентности используют низкие дозы глюкокортикостероидов, комбинированную терапию стандартными БПВП и биологическими агентами, а в случае неэффективности или выявлении противопоказаний к их назначению применяют БПВП второго ряда.
После завершения курса лечения БПВП у пациентов с ревматоидным артритом, как правило, наступает обострение. Лечение внесуставных (системных) проявлений ревматоидного артрита отражено в таблице 5, анемий – в таблице 6.
Таблица 5
Лечение внесуставных (системных) проявлений
Таблица 6
Лечение анемий
Лечение амилоидоза
Определенная клиническая эффективность отмечена у циклофосфана, хлорамбутила, глюкокортикостероидов и особенно у инфликсимаба.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ГОУ ВПО «Сибирский государственный
медицинский университет» Минздрава России
Фармацевтический факультет
Кафедра фармацевтической технологии
КУРСОВАЯ РАБОТА
«Лекарственные препараты, получаемые методом генной инженерии»
Выполнила студентка
V курса фармацевтического факультета
гр. 3004 Исаченко К. А.
Проверила старший преподаватель,
кандидат фармацевтических наук, Теплякова Е. М.
Введение
1. Номенклатура генно-инженерных препаратов
2. Моноклональные антитела
Заключение
Список литературы
Введение
биологический генетический медицинский
Генная инженерия, или технология рекомбинантных ДНК - изменение с помощью биохимических и генетических методик хромосомного материала - основного наследственного вещества клеток. В результате удается осуществить такие изменения генома, которые естественным путем вряд ли могли бы возникнуть. Методом генной инженерии получен уже ряд препаратов, в том числе инсулин человека и противовирусный препарат интерферон. В медицине это весьма перспективный путь создания и производства вакцин. В сельском хозяйстве с помощью рекомбинантной ДНК могут быть получены сорта культурных растений, устойчивые к засухе, холоду, болезням, насекомым-вредителям и гербицидам.
Перенос плазмид у бактерий. Большая часть работ по переносу участков ДНК, или генов, проводилась до последнего времени на бактериях. У бактерий генетическая информация заключена в одной большой молекуле ДНК - хромосоме бактерии. Поскольку бактерии размножаются бесполым путем, эта генетическая информация на протяжении многих поколений остается в значительной степени неизменной. В бактериальной клетке имеются, помимо главной ее хромосомы, еще и небольшие кольцевые сегменты ДНК. Эти молекулы ДНК, т.н. плазмиды, часто несут в себе гены, ответственные за устойчивость к антибиотикам. Плазмиды можно извлечь из одной клетки и перенести в другую. Такие работы проводятся, например, на Esсherichia coli (кишечной палочке), безвредной бактерии, обитающей в желудочно-кишечном тракте человека. Некоторые из клеток E. coli содержат плазмиду с генами устойчивости к антибиотику тетрациклину. Такие плазмиды - их называют факторами устойчивости - легко отделить от главной хромосомной ДНК. Неустойчивые к тетрациклину (разрушаемые им) бактерии можно заставить включить в себя эти плазмиды, подвергнув клетки соответствующей химической обработке, которая сделает оболочку проницаемой для чужих плазмид. Клетки, получившие таким способом фактор устойчивости, выживают на культуральной среде, содержащей тетрациклин, тогда как неустойчивые клетки погибают. Из каждой клетки - в результате многократных делений - возникает клон, т.е. собрание точных копий одной-единственной клетки, полученных путем бесполого размножения. Плазмида воспроизводится в каждой клетке клона, и ее воспроизведение называют молекулярным клонированием.
Соединение разных плазмид. Плазмиды можно разрезать, фрагменты сращивать друг с другом, а затем такие комбинированные плазмиды вводить в клетки. Можно соединять фрагменты ДНК одного и того же вида или же разных видов. Поскольку плазмидная ДНК представляет собой замкнутую кольцевую молекулу, кольцо нужно сперва разорвать таким образом, чтобы свободные концы были в химическом отношении реакционноспособными, пригодными для последующего соединения. Достичь этого удается с помощью различных ферментов, называемых нуклеазами (рестриктазами). Затем фрагменты ДНК соединяют с помощью лигаз - ферментов, исправляющих повреждения в ДНК и сшивающих концы ее разорванных нитей. Именно таким путем плазмиды из штамма E. coli, устойчивого к тетрациклину, и плазмиды из штамма, устойчивого к другому антибиотику, каномицину, можно соединить и получить штамм E. coli, устойчивый к обоим антибиотикам.
Эксперименты с двумя видами. Плазмиды другого вида бактерий, например Staphylococcus aureus (золотистого стафилококка), сами по себе не способны размножаться в клетках E. coli. Однако в них могут размножаться гибридные плазмиды, составленные искусственным путем из части плазмиды S. aureus и фрагмента плазмиды E. coli. Был проведен эксперимент, в котором соединили плазмиды S. aureus, устойчивого к пенициллину, и плазмиды штамма E. coli, устойчивого к тетрациклину. Когда затем гибридные плазмиды были введены в клетки E. coli, полученный штамм оказался устойчивым и к пенициллину, и к тетрациклину. Этот эксперимент, в котором был осуществлен перенос генетической информации между неродственными организмами, позволил предположить, что в клетки бактерии можно вводить молекулы ДНК и высших организмов и что они будут в этих клетках реплицироваться (копироваться).
Перенос генов животных. Из генов животных первыми были введены в бактерию гены шпорцевой лягушки Xenopus laevis. Эти гены хорошо изучены и легко поддаются идентификации. Их ввели в клетки штамма E. coli, устойчивого к тетрациклину, и они здесь реплицировались. У полученных клонов состав ДНК соединял в себе характеристики X. laevis и E. coli. В настоящее время научились уже переносить гены от одного животного к другому и от животного к растениям. Получены "трансгенные" мыши, свиньи, овцы, коровы и рыбы. ДНК можно прямо инъецировать в оплодотворенное яйцо вида-реципиента, или можно использовать в качестве переносчика вирус, который, проникнув в клетку, внесет с собой и нужный ген. Третий метод связан с использованием неспециализированных стволовых клеток эмбриона. Гены вводят в стволовые клетки путем инъекции или с помощью вируса, и полученные в результате трансгенные клетки инъецируют другому зародышу, который включает эти чужие клетки в свои ткани. Гены человека вводили и в растения, например в табак, в надежде получить таким способом большие количества нужных белков, в частности антител и ферментов.
Практическое применение. Теперь умеют уже синтезировать гены, и с помощью таких синтезированных генов, введенных в бактерии, получают ряд веществ, в частности гормоны и интерферон. Их производство составило важную отрасль биотехнологии. Интерферон - белок, синтезируемый организмом в ответ на вирусную инфекцию, изучают сейчас как возможное средство лечения рака и СПИДа. Понадобились бы тысячи литров крови человека, чтобы получить такое количество интерферона, какое дает всего один литр бактериальной культуры. Выигрыш от массового производства этого вещества очень велик. Очень важную роль играет также получаемый на основе микробиологического синтеза инсулин, необходимый для лечения диабета. Методами генной инженерии удалось создать и ряд вакцин, которые испытываются сейчас для проверки их эффективности против вызывающего СПИД вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). С помощью рекомбинантной ДНК получают в достаточных количествах и человеческий гормон роста, единственное средство лечения редкой детской болезни - гипофизарной карликовости. Еще одно перспективное направление в медицине, связанное с рекомбинантной ДНК, - т.н. генная терапия. В этих работах, которые пока еще не вышли из экспериментальной стадии, в организм для борьбы с опухолью вводится сконструированная по методу генной инженерии копия гена, кодирующего мощный противоопухолевый фермент. Генную терапию начали применять также для борьбы с наследственными нарушениями в иммунной системе. В сельском хозяйстве удалось генетически изменить десятки продовольственных и кормовых культур. В животноводстве использование гормона роста, полученного биотехнологическим путем, позволило повысить удои молока; с помощью генетически измененного вируса создана вакцина против герпеса у свиней.
Общественное мнение. Несмотря на явную пользу от генетических исследований и экспериментов, само понятие "генная инженерия" породило различные подозрения и страхи, стало предметом озабоченности и даже политических споров. Многие опасаются, например, что какой-нибудь вирус, вызывающий рак у человека, будет введен в бактерию, обычно живущую в теле или на коже человека, и тогда эта бактерия будет вызывать рак. Возможно также, что плазмиду, несущую ген устойчивости к лекарственным препаратам, введут в пневмококк, в результате чего пневмококк станет устойчивым к антибиотикам и пневмония не будет поддаваться лечению. Такого рода опасности, несомненно, существуют. Генетические исследования ведутся серьезными и ответственными учеными, а методы, позволяющие свести к минимуму возможность случайного распространения потенциально опасных микробов, все время совершенствуются. Оценивая возможные опасности, которые эти исследования в себе таят, следует сопоставлять их с подлинными трагедиями, вызванными недоеданием и болезнями, губящими и калечащими людей.
1. Номенклатура генно-инженерных преператов
Биологические препараты, полученные методом генетической инженерии.
Из многих сотен препаратов, полученных методом генетической инженерии, в практику внедрена только часть: интерфероны, интерлейкины, фактор VIII, инсулин, гормон роста, тканевый активатор плазминогена, вакцина против гепатита В, моноклональные антитела для предупреждения отторжения при пересадках почки, диагностические препараты для выявления ВИЧ и др. Это обстоятельство можно объяснить несколькими причинами. Во-первых, длительное время к этим препаратам и рекомбинантным штаммам микроорганизмов относились настороженно, опасаясь, что может произойти неуправляемое распространение экологически опасных рекомбинантных микроорганизмов. Однако в наши дни эти опасения практически сняты. Во-вторых, использование рекомбинантных штаммов продуцентов предусматривает разработку сложных технологических процессов по получению и выделению целевых продуктов. На разработку технологии получения препаратов методом генетической инженерии, доклинические и клинические испытания их обычно затрачивается значительно больше средств, чем на получение штамма. В-третьих, при получении препаратов методом генетической инженерии всегда возникает вопрос об идентичности активной субстанции, вырабатываемой рекомбинантным штаммом-продуцентом, природному веществу, т. е. требуется проведение исследовательских работ, направленных на доказательство идентичности, а также иногда решение дополнительных задач по приданию продукту природного характера.
Таблица 1. Медицинские препараты, разрабатываемые методами современной биотехнологии
|
Тип препарата |
Применение |
|
|
Антикоагулянты и тромболитики |
Тканевой активатор плазминогена, факторы VIII и IX |
|
|
Колониестимулирующие факторы (КСФ) |
Соматомедин С, гранулоцитный КСФ, макрофагальный КСФ |
|
|
Иммуноцитокины |
Интерфероны, интерлейкины, фактор некроза опухолей, миелопептиды, пептиды вилочковой железы |
|
|
Гормон роста, инсулин, эритропоэтин |
||
|
Ферменты |
Липазы, протеазы |
|
|
Против ВИЧ-инфекции, гепатита В, малярии и др. |
||
|
Диангостикумы |
Для выявления ВИЧ-инфекции, гепатита В, сифилиса и др. |
|
|
Рецепторы |
Т-4 лимфоцитов и др. |
|
|
Моноклональные антитела |
Для иммунотерапии опухолей, предупреждения реакций отторжения |
|
|
Триптофан, белок А, альбумин, поведенческие пептиды и др. |
При определении целесообразности и экономичности методов генетической инженерии для получения медицинских или других препаратов по сравнению с традиционными способами учитываются многие обстоятельства, в первую очередь доступность этого метода, экономичность его, качество получаемого препарата, новизна, безопасность проведения работ и др.
Метод генетической инженерии является единственным при получении препаратов, если природный микроорганизм или животные и растительные клетки не культивируются в промышленных условиях. Например, возбудитель сифилиса или малярийный плазмодий практически не растет на искусственных питательных средах. Поэтому для получения диагностических препаратов или вакцин прибегают к клонированию или синтезу генов протективных антигенов, их встраиванию в легко культивируемые бактерии. При выращивании этих рекомбинантных бактерий-реципиентов получают нужные антигены, на основе которых создают диагностический препарат или вакцину. Таким образом, уже производится вакцина против гепатита В. Ген HBs-антигена вируса гепатита встроен в дрожжевую клетку; при выращивании дрожжей образуется HBs-антиген, из которого готовят вакцину.
Метод генетической инженерии предпочтительнее также в том случае, когда микроорганизм высоко патогенен и опасен при промышленном производстве. Например, для получения из ВИЧ диагностических препаратов и вакцин предпочитают не выращивать вирус в больших количествах, а необходимые антигены получают методом генетической инженерии. К настоящему времени практически все основные антигены ВИЧ (р24, gp41, gp!20 и др.) получены путем выращивания рекомбинантных штаммов Е. coli или дрожжей, способных продуцировать эти антигены. На основе рекомбинантных белков уже созданы диагностические препараты для обнаружения СПИДа.
Метод генетической инженерии используют в том случае, когда исходное сырье для получения препарата традиционным способом является дефицитным или дорогостоящим. Например, лейкоцитарный а-интерферон получают из лейкоцитов донорской крови человека. Из 1 л крови получают 2.3 дозы высококонцентрированного интерферона. На курс лечения онкологического больного требуются сотни доз препарата. Следовательно, массовое производство и применение лейкоцитарного интерферона из крови нереально. Производство лейкоцитарного интерферона методом генетической инженерии значительно экономичнее и не требует дефицитного сырья (крови). Его получают путем выращивания рекомбинантных штаммов бактерий (Е. coli, псевдомонад), способных продуцировать интерферон в результате встройки им гена а-интерферона. Из 1 л культуры рекомбинантных бактерий получают 100.150 доз лейкоцитарного интерферона с активностью 106 ME. Получение природного инсулина. гормона для лечения диабета, основанное на извлечении его из поджелудочных желез крупного рогатого скота и свиней, сдерживается дефицитом сырья. Кроме того, гормон имеет животное происхождение. Разработанный генетической инженерией метод получения человеческого инсулина путем выращивания рекомбинантного штамма Е. coli решил проблему обеспечения больных этим жизненно важным препаратом. Такая же ситуация наблюдается и в отношении гормона роста человека, получаемого из гипофиза умерших людей. Этого гормона не хватало для лечения карликовости, быстрейшего заживления ран и т.д. Генетическая инженерия решила эту проблему: достаточно 1000 л культуры рекомбинантного штамма Е. coli, чтобы получить количество гормона, достаточное для лечения карликовости, например, в такой большой стране, как США.
Большую группу иммуноцитокинов эндогенного происхождения, играющих большую роль в регуляции иммунитета, кооперации иммунокомпетентных клеток и в связи с этим используемых для лечебных и профилактических целей при иммунодефицитах, опухолях, нарушениях работы иммунной системы, получают главным образом методом генетической инженерии, поскольку этот метод эффективнее традиционного. К иммуноцитокинам относят интерлейкины (насчитывают 18 разновидностей: ИЛ-1, ИЛ-2… ИЛ-18), миелопептиды, фактор роста, гормоны вилочковой железы. Все они являются пептидами, вырабатываемыми иммунокомпетентными клетками, и обладают биологическим действием, влияют на пролиферацию, дифференцировку или физиологическую активность иммунокомпетентных и других клеток (Т- и В-лимфоцитов, макрофагов). Иммуноцитокины получают путем культивирования клеток (лимфоцитов, макрофагов и др.) на искусственных питательных средах. Однако процесс этот сложен, продукция иммуноцитокинов незначительна и не имеет практического значения. Поэтому для получения иммуноцитокинов применяют метод генетической инженерии. Уже созданы рекомбинантные штаммы Е. coli и другие штаммы, продуцирующие интерлейкины (ИЛ-1, 2, 6 и др.), фактор некроза опухолей, фактор роста фибробластов и др. Это значительно ускорило процесс внедрения иммуноцитокинов в практику.
Метод генетической инженерии используется для получения принципиально новых продуктов и препаратов, не существующих в природе. Например, только с помощью генетической инженерии можно получить рекомбинантные поливалентные живые вакцины, несущие антигены нескольких микроорганизмов. " Получен рекомбинантный штамм вируса оспенной вакцины, продуцирующий HBs-антиген вируса гепатита В, бешенства, клещевого энцефалита. Такие живые вакцины называют векторными.
Метод генетической инженерии позволяет также заменить " многие методы, основанные на получении продуктов in vivo, на способы получения этих продуктов in vitro. До последнего времени диагностические, лечебные и профилактические сыворотки получали из крови иммунизированных лошадей или вакцинированных людей-доноров. В настоящее время этот дорогой и непростой способ вытесняется гибридомной техникой получения антител. Эта техника основана на получении клеток-гибридом путем слияния В-лимфоцитов, взятых от иммунизированных животных и миеломных (раковых) клеток. Образующаяся гибридная клетка (гибридома) обладает способностью миеломной клетки быстро размножаться на искусственных питательных средах и продуцировать при этом антитела (так же, как В-лимфоцит) к антигену, использованному для иммунизации.
Гибридомы, продуцирующие антитела, могут выращиваться в больших масштабах в культиваторах или специальных аппаратах. Поскольку образующиеся гибридомой антитела произошли от одной родоначальной клетки (В-лимфоцита), то они называются моноклональными антителами. Моноклональные антитела широко используются для создания диагностических препаратов, а также в некоторых случаях применяются с лечебной целью (в онкологии).
Первые продукты из ГМО -- антибиотики
К антибиотикам относятся низкомолекулярные вещества, различающиеся по химической структуре. Общее для этих соединений то, что, являясь продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, они в ничтожных концентрациях специфически нарушают рост других микроорганизмов.
Большинство антибиотиков относится к вторичным метаболитам. Их, как и токсины и алкалоиды, нельзя отнести к строго необходимым для обеспечения роста и развития микроорганизмов веществам. По этому признаку вторичные метаболиты отличаются от первичных, в присутствии которых наступает гибель микроорганизма.
Биосинтез антибиотиков, как и других вторичных метаболитов, как правило, происходит в клетках, прекративших рост (идиофаза). Биологическая роль их в обеспечении жизнедеятельности клеток-продуцентов остается до конца не исследованной. Специалисты, изучающие перспективы биотехнологии в области микробиологического производства антибиотиков, считают, что они в неблагоприятных условиях подавляют рост конкурирующих микроорганизмов, обеспечивая тем самым более благоприятные условия для выживания микроба-продуцента того или иного антибиотика. Значение процесса антибиотикообразования в жизнедеятельности микробной клетки подтверждается тем, что у стрептомицетов около 1% геномной ДНК приходится на долю генов, кодирующих ферменты биосинтеза антибиотиков, которые в течение продолжительного времени могут не экспрессироваться. Продуцентами известных антибиотиков в основном являются шесть родов нитчатых грибов, три рода актиномицетов (почти 4000 различных антибиотиков) и два рода истинных бактерий (примерно 500 антибиотиков). Из нитчатых грибов особое внимание следует обратить на плесневые грибы родов Cephalosporium и Penicillium, являющиеся продуцентами так называемых бета-лактамных антибиотиков -- пенициллинов и цефалоспоринов. Большая часть актиномицетов, синтезирующих антибиотические вещества, включая тетрациклины, относится к роду Streptomyces.
Из известных 5000-6000 природных антибиотических веществ для реализации потребителям производится только около 1000. В то время, когда установили антибактериальное действие пенициллина и возможность его использования в качестве лекарственного препарата (Х.У. Флори, Э.Б. Чейн и др., 1941), продуктивность лабораторного штамма плесени -- 2 мг препарата на 1 л культуральной жидкости -- была явно недостаточной для промышленного производства антибиотика. Многократными систематическими воздействиями на исходный штамм Penicillium chrisogenum такими мутагенами, как рентгеновское и ультрафиолетовое облучение, азотистый иприт в сочетании со спонтанными мутациями и отбором наилучших продуцентов, удалось увеличить продуктивность гриба в 10 000 раз и довести концентрацию пенициллина в культуральной жидкости до 2%.
Путь повышения эффективности штаммов-продуцентов антибиотиков, основанный на беспорядочных мутациях и ставших классическим, несмотря на колоссальные затраты труда, используется до настоящего времени. Создавшееся положение является следствием того, что антибиотик, в отличие от белка, не является продуктом конкретного гена; биосинтез антибиотика происходит в результате совместного действия 10-30 разных ферментов, кодируемых соответствующим количеством разных генов. Кроме того, для многих антибиотиков, микробиологическое производство которых налажено, молекулярные механизмы их биосинтеза до сих пор не изучены. Полигенный механизм, лежащий в основе биосинтеза антибиотиков, является причиной того, что изменения отдельных генов не приводят к успеху. Автоматизация рутинных приемов анализа продуктивности мутантов позволяет изучить десятки тысяч функционирующих штаммов и тем самым ускоряет процедуру отбора при использовании классического генетического приема.
Новая биотехнология, основанная на использовании штаммов-суперпродуцентов антибиотиков, предполагает совершенствование механизмов защиты продуцента от синтезируемого им антибиотика.
Высокую продуктивность проявляют штаммы, устойчивые к действию высоких концентраций антибиотиков в культурной среде. Это свойство также учитывается при конструировании клеток-суперпродуцентов. Со времени открытия пенициллина в конце 1920-х годов из различных микроорганизмов были выделены более 6000 антибиотиков, обладающих разной специфичностью и разным механизмом действия. Их широкое применение для лечения инфекционных заболеваний помогло сохранить миллионы жизней. Подавляющее большинство основных антибиотиков было выделено из грамположительной почвенной бактерии Streptomyces, хотя их продуцируют также грибы и другие грамположительные и грамотрицательные бактерии. Ежегодно во всем мире производится 100 000 т антибиотиков на сумму примерно S млрд. долларов, в том числе более 100 млн. долларов приходится на долю антибиотиков, добавляемых в корм скоту в качестве добавок или ускорителей роста.
По оценкам, каждый год ученые обнаруживают от 100 до 200 новых антибиотиков, прежде всего в рамках обширных исследовательских программ по поиску среди тысяч различных микроорганизмов таких, которые синтезировали бы уникальные антибиотики. Получение и клинические испытания новых препаратов обходятся очень дорого, и в продажу поступают только те из них, которые имеют большую терапевтическую ценность и представляют экономический интерес. На их долю приходится 1-2% всех обнаруживаемых антибиотиков. Большой эффект здесь дает технология рекомбинантных ДНК. Во-первых, с ее помощью можно создавать новые антибиотики с уникальной структурой, оказывающие более мощное воздействие на определенные микроорганизмы и обладающие минимальными побочными эффектами. Во-вторых, генноинженерные подходы могут использоваться для увеличения выхода антибиотиков и соответственно для снижения стоимости их производства.
Можно считать, что клиническая биотехнология зародилась с началом промышленного производства пенициллина в 40-х гг. и его использования в терапии. По-видимому, применение этого первого природного пенициллина повлияло на снижение заболеваемости и смертности больше, чем какого-либо другого препарата, но, с другой стороны, поставило ряд новых проблем, которые удалось решить опять-таки с помощью биотехнологии.
Во-первых, успешное применение пенициллина вызвало большую потребность в этом лекарственном препарате, и для ее удовлетворения нужно было резко повысить выход пенициллина при его производстве. Во-вторых, первый пенициллин -- С(бензилпенициллин) -- действовал главным образом на грамположительные бактерии (например, Streptococci и Staphylococci), а нужно было получить антибиотики с более широким спектром действия и/или активностью, поражающие и грамотрицательные бактерии типа E.coli и Pseudomonas. В-третьих, поскольку антибиотики вызывали аллергические реакции (чаще всего незначительные, вроде сыпи на коже, но иногда и тяжелее, угрожающие жизни проявления анафилаксии), необходимо было иметь целый набор антибактериальных средств, с тем чтобы можно было выбрать из равноэффективных препаратов такой, который не вызывал бы у больного аллергию. В- четвертых, пенициллин нестабилен в кислой среде желудка, и его нельзя назначать для приема внутрь. Наконец, многие бактерии приобретают устойчивость к антибиотикам. Классический пример тому -- образование стафилококками фермента бета-лактамазы, который гидролизует амидную связь в бета-лактамном кольце пенициллина с образованием фармакологически неактивной пенициллоиновой кислоты. Увеличить выход пенициллина при его производстве удалось в основном благодаря последовательному использованию серии мутантов исходного штамма Penicillium chrysogenum, а также путем изменения условий выращивания.
Процесс биосинтеза одного антибиотика может состоять из десятков ферментативных реакций, так что клонирование всех генов его биосинтеза -- задача не из легких. Один из подходов к выделению полного набора таких генов основан на трансформации одного или нескольких мутантных штаммов, не способных синтезировать данный антибиотик, банком клонов, созданным из хромосомной ДНК штамма дикого типа. После введения банка клонов в мутантные клетки проводят отбор трансформантов, способных синтезировать антибиотик. Затем выделяют плазмидную ДНК клона, содержащего функциональный экс премирующийся ген антибиотика (т.е. ген, восстанавливающий утраченную мутантным штаммом функцию), и используют ее в качестве зонда для скрининга другого банка клонов хромосомной ДНК штамма дикого типа, из которого отбирают клоны, содержащие нуклеотидные последовательности, которые перекрываются с последовательностью зонда. Таким образом идентифицируют, а затем клонируют элементы ДНК, примыкающие к комплементирующей последовательности, и воссоздают полный кластер генов биосинтеза антибиотика. Описанная процедура относится к случаю, когда эти гены сгруппированы в одном сайте хромосомной ДНК. Если же гены биосинтеза разбросаны в виде небольших кластеров по разным сайтам, то нужно иметь, по крайней мере, по одному мутанту на кластер, чтобы получить клоны ДНК, с помощью которых можно идентифицировать остальные гены кластеров.
С помощью генетических или биохимических экспериментов можно идентифицировать, а затем выделить один или несколько ключевых ферментов биосинтеза, определить их N-концевые аминокислотные последовательности и, исходя из этих данных, синтезировать олигонуклеотидные зонды. Этот подход использовался для выделения из Penicillium chrysogenum гена синтетазы изопенициллина N.
Новые антибиотики с уникальными свойствами и специфичностью можно получить, проводя генно-инженерные манипуляции с генами, участвующими в биосинтезе уже известных антибиотиков. Один из первых экспериментов, в ходе которого был получен новый антибиотик, состоял в объединении в одном микроорганизме двух немного различающихся путей биосинтеза антибиотика.
Разработка новых методов получения современных поликетидных антибиотиков.
Термин «поликетидные» относится к классу антибиотиков, которые образуются в результате последовательной ферментативной конденсации карбоновых кислот типа ацетата, пропионата и бутирата. Некоторые поликетидные антибиотики синтезируются растениями и грибами, но большая их часть образуется актиномицетами в виде вторичных метаболитов. Прежде чем проводить манипуляции с генами, кодирующими ферменты биосинтеза поликетидных антибиотиков, необходимо было выяснить механизм действия этих ферментов.
Детально изучив генетические и биохимические составляющие биосинтеза эритромицина в клетках Saccharopolyspora erythraea, удалось внести специфические изменения в гены, ассоциированные с биосинтезом этого антибиотика, и синтезировать производные эритромицина с другими свойствами. Эти эксперименты позволили показать, что если идентифицировать и охарактеризовать кластер генов, кодирующих ферменты биосинтеза определенного поликетидного антибиотика, то, внося в них специфические изменения, можно будет направленно изменять структуру антибиотика.
Кроме того, вырезая и соединяя те или иные участки ДНК, можно перемещать домены поликетидсинтазы и получать новые поликетидные антибиотики.
ДНК-технология в усовершенствование производства антибиотиков.
С помощью генной инженерии можно не только создавать новые антибиотики, но и увеличивать эффективность синтеза уже известных. Лимитирующим фактором в промышленном производстве антибиотиков с помощью Streptomyces spp. Часто является количество доступного клеткам кислорода. Вследствие плохой растворимости кислорода в воде и высокой плотности культуры Streptomyces его часто оказывается недостаточно, рост клеток замедляется, и выход антибиотика снижается. Чтобы решить эту проблему, можно, во-первых, изменить конструкцию биореакторов, в которых выращивается культура Streptomyces, а во-вторых, используя методы генной инженерии, создать штаммы Streptomyces, более эффективно использующие имеющийся кислород. Эти два подхода не исключают друг друга.
Одна из стратегий, используемых некоторыми аэробными микроорганизмами для выживания в условиях недостатка кислорода, состоит в синтезе гемоглобинподобного продукта, способного аккумулировать кислород и доставлять его в клетки. Например, аэробная бактерия Vitreoscilla sp. Синтезирует гомодимерный гемсодержащий белок, функционально подобный эукариотическому гемоглобину. Ген «гемоглобина» Vitreoscilla был выделен, встроен в плазмидный вектор Streptomyces и введен в клетки этого микроорганизма. После его экспрессии на долю гемоглобина Vitreoscilla приходилось примерно 0,1% всех клеточных белков S.coelicoior даже в том случае, когда экспрессия осуществлялась под контролем собственного промотора гена гемоглобина Vitreoscilla, а не промотора Streptomyces. Трансформированные клетки S.coelicoior, растущие при низком содержании растворенного кислорода (примерно 5% от насыщающей концентрации), синтезировали в 10 раз больше актинородина на 1 г сухой клеточной массы и имели большую скорость роста, чем нетранс формированные. Этот подход можно использовать и для обеспечения кислородом других микроорганизмов, растущих в условиях недостатка кислорода.
Исходным материалом при химическом синтезе некоторых цефалоспоринов -- антибиотиков, обладающих незначительным побочным эффектом и активных в отношении множества бактерий, -- является 7-аминоцефалоспорановая кислота (7АСА), которая в свою очередь синтезируется из антибиотика цефалоспорина С. К сожалению, природных микроорганизмов, способных синтезировать 7АСА, до сих пор не выявлено.
Новый путь биосинтеза 7АСА был сконструирован включением специфических генов в плазмиду гриба Acremonium chrysogenum, который обычно синтезирует только цефалоспорин-С. Один из этих генов был представлен кДНК гриба Fusarium solani, кодирующей оксидазу D-аминокислот, а другой происходил из геномной ДНК Pseudomonas diminuta и кодировал цефалоспоринацилазу. В плазмиде гены находились под контролем промотора A.chrysogenum.
Интерфероны
В конце 70-х -- начале 80-х г.г. XX века ДНК-технология впервые стала привлекать к себе внимание общественности и крупных инвесторов. Одним из перспективных биотехнологических продуктов был интерферон, на который в то время возлагали надежды как на чудодейственное средство против множества вирусных заболеваний и рака. О выделении кДНК интерферона человека и его последующей экспрессии в Escherichia coli сообщали все заинтересованные издания мира.
Для выделения генов или белков человека используют разные подходы. Обычно выделяют нужный белок и определяют аминокислотную последовательность соответствующего участка молекулы. Исходя из этого, находят кодирующую его нуклеотидную последовательность, синтезируют соответствующий олигонуклеотид и используют его в качестве гибридизационного зонда для выделения нужного гена или кДНК из геномных или кДНК-библиотек. Другой подход состоит в выработке антител к очищенному белку и использовании их для скрининга библиотек, в которых происходит экспрессия определенных генов. Для белков человека, синтезируемых преимущественно в какой-то одной ткани, кДНК-библиотека, полученная на основе мРНК, выделенной из этой ткани, будет обогащена последовательностью ДНК-мишени. Например, основным белком, синтезируемым клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, является инсулин, и 70% мРНК, выделенных из этих клеток, кодируют именно его.
Однако принцип обогащения кДНК неприменим для тех белков человека, количество которых очень мало или место синтеза которых неизвестно. В этом случае могут понадобиться другие экспериментальные подходы. Например, интерфероны (ИФ) человека, включающие альфа, бета- и гамма-интерфероны, -- это природные белки, каждый из которых может найти свое терапевтическое применение. Первый ген интерферона был выделен в начале 80-х г.г. XX века. С тех пор было обнаружено несколько разных интерферонов. Полипептид, обладающий действием лейкоцитарного интерферона человека, синтезирован в E.coli.
Некоторые особенности интерферона сделали выделение его кДНК особенно сложным. Во-первых, несмотря на то, что интерферон был очищен более чем в 80000 раз, его удавалось получать лишь в очень небольших количествах, т.к. в то время не была известна его точная молекулярная масса. Во-вторых, в отличие от многих других белков, интерферон не обладает легко идентифицируемой химической или биологической активностью: ее оценивали только по снижению цитопатического действия вируса животных на культуру клеток, а это сложный и длительный процесс. В-третьих, в отличие от инсулина, было неизвестно, есть ли клетки человека, способные вырабатывать интерферон в достаточно больших количествах, т.е. существует ли источник мРНК интерферона. Несмотря на все эти трудности, в конце концов была выделена и охарактеризована кДНК, кодирующая интерферон. При выделении их кДНК пришлось разработать специальный подход, позволяющий преодолеть трудности, связанные с недостаточным содержанием соответствующих мРНК и белков. Теперь такая процедура выделения ДНК обычна и стандартна и для интерферонов состоит в следующем.
1. Из лейкоцитов человека выделили мРНК и фракционировали ее по размерам; провели обратную транскрипцию и встроили в сайт плазмиды.
2. Полученным продуктом трансформировали Escherichia соli. Образовавшиеся клонов подразделили на группы. Тестирование проводили на фуппе клонов, что позволило ускорить процесс их идентификации.
3. Каждую группу клонов гибридизовали с неочищенным препаратом ИФ-мРНК.
4. Из образовавшихся гибридов, содержащих клонированную ДНК и мРНК, выделили мРНК и провели ее трансляцию в бесклеточной системе синтеза белка.
5. Определили интерферонную противовирусную активность каждой смеси, полученной в результате трансляции. Группы, проявившие интерферонную активность, содержали клон с кДНК, гибридизовавшейся с ИФ-мРНК.
6. Позитивные группы разбили на подгруппы, содержащие по несколько клонов, и вновь провели тестирование. Разбиение на подгруппы повторяли до тех пор, пока не идентифицировали клон, содержащий полноразмерную ИФ-кДНК человека.
С тех пор было обнаружено несколько разных типов интерферонов. Были выделены гены нескольких интерферонов и показана их эффективность при лечении различных вирусных заболеваний, но, к сожалению, интерферон не стал панацеей.
Исходя из химических и биологических свойств интерферона, можно выделить три группы: ИФ-альфа, ИФ-бета и ИФ-гамма. ИФ-альфа и ИФ-бета синтезируются клетками, обработанными препаратами вирусов или вирусной РНК, а ИФ-гамма вырабатывается в ответ на действие веществ, стимулирующих рост клеток. ИФ-альфа кодируется семейством генов, включающим как минимум 15 неаллельных генов, в то время как ИФ-бета и ИФ-гамма кодируются одним геном каждый. Подтипы ИФ-альфа проявляют разную специфичность. Например, при проверке эффективности ИФ-альфа-1 и ИФ-альфа-2 на обработанной вирусом линии клеток быка эти интерфероны проявляют сходную противовирусную активность, в случае же обработанных вирусом клеток человека ИФ-альфа-2 оказывается в семь раз активнее, чем ИФ-альфа-1. Если противовирусная активность проверяется на клетках мыши, то ИФ-альфа-2 оказывается в 30 раз менее эффективным, чем ИФ-альфа-1.
В связи с тем, что существует семейство интерферонов, было предпринято несколько попыток создать ИФ с комбинированными свойствами, используя тот факт, что разные члены семейства ИФ-альфа различаются по степени и специфичности своей противовирусной активности. Теоретически этого можно достичь, соединив части последовательностей генов разных ИФ-альфа. Это приведет к образованию гибридного белка с другими свойствами, чем у каждого из исходных белков. Сравнение последовательностей кДНК ИФ-альфа-1 и ИФ-альфа-2, показало, что они содержат одинаковые сайты рестрикции. После расщепления обеих кДНК в этих сайтах и последующего лигирования фрагментов было получено несколько гибридных генов. Эти гены экспрессировали в E.coli, синтезированные белки очистили и исследовали их биологические функции. Проверка защитных свойств гибридных ИФ на культуре клеток млекопитающих показала, что некоторые из них проявляют большую активность, чем родительские молекулы. Кроме того, многие гибридные ИФ индуцировали образование 2"-5"-олигоизоаденилат-синтетазы в контрольных клетках. Этот фермент участвует в синтезе 2"-5"-связанных олигонуклеотидов, которые в свою очередь активируют латентную клеточную эндорибонуклеазу, расщепляющую вирусную мРНК. Другие гибридные ИФ проявляли большую, чем родительские молекулы, антипролиферативную активность в культурах различных раковых клеток человека.
Гормон роста
Стратегию конструирования новых белков путем замены функциональных доменов или с помощью направленного мутагенеза можно использовать для усиления или ослабления биологического свойства белка. Например, нативный гормон роста человека (ГРЧ) связывается в разных типах клеток как с рецептором гормона роста, так и с пролактиновым рецептором. Чтобы избежать нежелательных побочных эффектов в процессе лечения, нужно исключить присоединение ГРЧ к пролактиновому рецептору. Поскольку участок молекулы гормона роста, связывающийся с этим рецептором, по своей аминокислотной последовательности лишь частично совпадает с участком молекулы, который взаимодействует с пролактиновым рецептором, удалось избирательно снизить связывание гормона с последним. Для этого использовали сайт-специфический мутагенез, в результате которого произошли определенные изменения в боковых группах некоторых аминокислот -- лигандов для ионов Zn2+, необходимых для высокоаффинного связывания ГРЧ с пролактиновым рецептором. Модифицированный гормон роста связывается только со «своим» рецептором. Полученные результаты представляют несомненный интерес, но смогут ли модифицированные ГРЧ найти применение в клинике, пока неясно.
Муковисцидоз
Наиболее частым летальным наследственным заболеванием среди европеоидов является муковисцидоз. В США выявлено 30 ООО случаев этого заболевания, в Канаде и странах Европы -- 23 000. Пациенты с муковисцидозом часто страдают инфекционными заболеваниями, поражающими легкие. Лечение рецидивирующих инфекций антибиотиками в конце концов приводит к появлению резистентных штаммов патогенных бактерий. Бактерии и продукты их лизиса вызывают накопление в легких вязкой слизи, затрудняющей дыхание. Одним из компонентов слизи является высокомолекулярная ДНК, которая высвобождается из бактериальных клеток при лизисе. Ученые из биотехнологической компании Genentech (США) выделили и экспреccировали ген ДНКазы -- фермента, который расщепляет высокомолекулярную ДНК на более короткие фрагменты. Очищенный фермент вводят в составе аэрозоля в легкие больных муковисцидозом, он расщепляет ДНК, вязкость слизи снижается, что облегчает дыхание. Хотя эти меры и не излечивают муковисцидоз, они облегчают состояние больного. Применение данного фермента было недавно одобрено Департаментом по контролю качества пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств (США), и объем его продаж составил в 2000 г. примерно 100 млн. долларов.
Другой биотехнологический продукт, помогающий больным -- альгинат-лиаза. Альгинат -- это полисахарид, синтезируемый целым рядом морских водорослей, а также почвенными и морскими бактериями. Его мономерными единицами являются два сахарида -- бета-D-маннуронат и альфа-1-гулуронат, относительное содержание и распределение которых и определяют свойства конкретного альгината. Так, остатки a-L-гулуроната образуют межцепочечные и внутрицепочечные сшивки путем связывания ионов кальция; остатки бета-D-маннуроната связывают ионы других металлов. Альгинат, содержащий такие сшивки, образует эластичный гель, вязкость которого прямо пропорциональна размеру полисахаридных молекул.
Выделение альгината слизистыми штаммами Pseudomonas aeruginosa существенно повышает вязкость слизи у больных муковисцидозом. Чтобы очистить дыхательные пути и облегчить состояние больных, в дополнение к обработке ДНКазой следует провести деполимеризацию альгината с помощью альгинат-лиазы.
Ген альгинат-лиазы был выделен из Flavobacterium sp., грамотрицательной почвенной бактерии, активно вырабатывающей этот фермент. На основе E.coli был создан банк клонов Flavobacterium и проведен скрининг тех из них, которые синтезируют альгинат-лиазу, путем высевания всех клонов на твердую среду, содержащую альгинат, с добавлением ионов кальция. В таких условиях весь альгинат, находящийся в среде, за исключением того, который окружает продуцирующие альгинат-лиазу колонии, образует сшивки и становится мутным. Гидролизованный альгинат теряет способность к формированию сшивок, поэтому среда вокруг синтезирующих альгинат-лиазу колоний остается прозрачной. Анализ клонированного фрагмента ДНК, присутствующего в одной из положительных колоний, показал наличие открытой рамки считывания, кодирующей полипептид молекулярной массой около 69 000. Более детальные биохимические и генетические исследования показали, что этот полипептид, по-видимому, является предшественником трех альгинат-лиаз, вырабатываемых Flavobacterium sp. Сначала какой-то протеолитический фермент отрезает от него N-концевой пептид массой около 6000. Оставшийся белок молекулярной массой 63 000 способен деполимеризовать альгинат, вырабатываемый как бактериями, так и морскими водорослями. При его последующем разрезании образуется продукт молекулярной массой 23 000, деполимеризующий альгинат морских водорослей, и фермент молекулярной массой 40 000, разрушающий альгинат бактерий. Для получения больших количеств фермента молекулярной массой 40 000 кодирующую его ДНК амплифицировали методом полимеразной цепной реакции (ПЦР), а затем встраивали в выделенный из B.subrjlis плазмидный вектор, несущий ген, кодирующий сигнальный пептид а-амилазы B.subrjlis. Транскрипцию контролировали при помощи системы экспрессии гена пенициллиназы. При трансформации клеток B.subrjlis полученной плазмидой и высевании их на содержащую альгинат твердую среду с добавлением ионов кальция образовались колонии с большим ореолом. Когда такие колонии выращивали в жидкой среде, рекомбинантная альгинат-лиаза выделялась в культуральную среду. Последующие тесты показали, что этот фермент способен эффективно разжижать альгинаты, синтезируемые слизистыми штаммами P.aeruginosa, которые были выделены из легких больных муковисцидозом. Для того чтобы определить, целесообразно ли проводить клиническое тестирование рекомбинантной альгинат-лиазы, нужны дополнительные исследования.
Профилактика отторжения трансплантированных органов.
В 1970-х гг. были пересмотрены взгляды на пассивную иммунизацию: ее стали считать профилактическим средством борьбы с отторжением трансплантированных органов. Предлагалось вводить пациентам специфические антитела, которые будут связываться с лимфоцитами определенного типа, уменьшая иммунный ответ, направленный против пересаженного органа.
Первыми веществами, рекомендованными Департаментом по контролю качества пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств (США), для использования в качестве иммуносупрессоров при пересадке органов у человека, были моноклональные антитела мыши ОКТЗ. За отторжение органов отвечают так называемые Т-клетки -- лимфоциты, дифференцирующиеся в тимусе. ОКТЗ связываются с рецептором, находящимся на поверхности любой Т-клетки, который называется CD3. Это предупреждает развитие полного иммунного ответа и отторжение трансплантированного органа. Подобная иммуносупрессия весьма эффективна, хотя и оказывает некоторые побочные действия, например, вызывает лихорадку и приводит к появлению сыпи.
Были разработаны приемы по производству антител с помощью E.coli. Гибридомы, подобно большинству других клеточных культур животных, растут относительно медленно, не достигают высокой плотности и требуют сложных и дорогих сред. Получаемые таким образом моноклональные антитела очень дороги, что не позволяет широко использовать их в клинике.
Чтобы решить эту проблему, были предприняты попытки создания своего рода «биореакторов» на основе генетически модифицированных бактерий, растений и животных. В этих целях в геном хозяина вводили генные конструкции, способные кодировать отдельные участки антител. Для эффективной доставки и функционирования некоторых иммунотерапевтических средств зачастую достаточно одной антигенcвязывающей области антитела (Fab- или Fv-фрагмента), т.е. присутствие Fc-фрагмента антитела необязательно.
ГМ растения -- продуценты фармакологических препаратов
Сегодня все реальнее выглядят перспективы сельскохозяйственной биотехнологии предоставить такие растения, которые будут использоваться как лекарства или вакцины.
Среди генов, экспрессия которых в растениях считается экзотической, наиболее важными являются гены, кодирующие синтез полипептидов, имеющих медицинское значение. Очевидно, первым выполненным исследованием в этой области следует считать патент фирмы Calgene об экспрессии интерферона мыши в клетках растений. Позже был показан синтез иммуноглобулинов в листьях растений.
Кроме этого, возможно введение в геном растения гена, кодирующего оболочечный белок (белки) какого-либо вируса. Потребляя растение в пищу, люди постепенно приобретут иммунитет к этому вирусу. По сути это -- создание растений-лекарств.
Трансгенные растения обладают рядом преимуществ по сравнению с культурой клеток микроорганизмов, животных и человека для производства рекомбинантных белков. Среди преимуществ трансгенных растений отметим основные: возможность широкомасштабного получения, дешевизна, легкость очистки, отсутствие примесей, имеющих аллергенное, иммунносупрессивное, канцерогенное, тератогенное и прочие воздействия на человека. Растения могут синтезировать, гликозилировать и собирать из субъединиц белки млекопитающих. При поедании сырых овощей и фруктов, несущих гены, кодирующие синтез белков-вакцин, происходит оральная иммунизация.
Одним из путей уменьшения риска утечки генов в окружающую среду, применяемый, в частности, при создании съедобных вакцин, состоит во введении чужеродных генов в хлоропласты, а не в ядерные хромосомы, как обычно. Считается, что этот способ позволит расширить область применения ГМ растений. Несмотря на то, что ввести нужные гены в хлоропласты гораздо труднее, этот способ имеет ряд преимуществ. Одно из них заключается в том, что чужеродная ДНК из хлоропластов не может попасть в пыльцу. Это полностью исключает возможность неконтролируемого переноса ГМ материала.
Использование ДНК-технологий для разработки вакцин
Перспективным направлением является создание трансгенных растений, несущих гены белков, характерных для бактерий и вирусов, вызывающих инфекционные заболевания. При потреблении сырых плодов и овощей, несущих такие гены, или их сублимированных соков происходит вакцинация организма. Например, при введении гена нетоксичной субъединицы энтеротоксина холеры в растения картофеля и скармливании сырых клубней подопытным мышам в их организме образовывались антитела к возбудителям холеры. Очевидно, что такие съедобные вакцины могут стать эффективным простым и недорогим методом защиты людей и обеспечения безопасности питания в целом.
Развитие в последние десятилетия ДНК-технологий совершило революцию и в деле разработки и производства новых вакцин. При помощи методов молекулярной биологии и генетической инженерии были идентифицированы антигенные детерминанты многих инфекционных агентов, клонированы гены, кодирующие соответствующие белки и, в ряде случаев, налажено производство вакцин на основе белковых субъединиц этих антигенов. Диарея, вызываемая инфекцией холерным вибрионом или энтеротоксигенной кишечной палочкой (Escherichia coli), является одной из опаснейших болезней с высоким процентом летальных исходов, особенно у детей. Общее количество заболеваний холерой на земном шаре превышает 5 миллионов случаев ежегодно, в результате чего умирает около 200 тысяч человек. Поэтому Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) уделяет внимание профилактике заболевания диарейными инфекциями, всячески стимулируя создание разнообразных вакцин против этих заболеваний. Вспышки заболевания холерой встречаются и в нашей стране, особенно в южных регионах.
Диарейные бактериальные заболевания также широко распространены и у сельскохозяйственных животных и птицы, в первую очередь у молодняка, что является причиной больших убытков в хозяйствах в результате потери веса и смертности поголовья.
Классическим примером рекомбинантной вакцины, полученной с помощью микроорганизмов, служит производство поверхностного антигена гепатита В. Вирусный ген HbsAg был встроен в дрожжевую плазмиду, в результате чего в дрожжах в больших количествах стал синтезироваться вирусный белок, который после очистки используется для инъекций в качестве эффективной вакцины против гепатита (Pelre et al., 1992).
Многие южные страны с высоким процентом заболевания гепатитом проводят всеобщую вакцинацию населения, включая детей, против этой болезни. К сожалению, стоимость такой вакцины относительно высока, что препятствует широкому распространению программ всеобщей вакцинации населения в странах с невысоким уровнем жизни. В связи с таким положением в начале 90-х годов ВОЗ выступила с инициативой создания новых технологий для производства недорогих вакцин против инфекционных болезней, доступных для всех стран мира.
...Подобные документы
Обзор ряда препаратов генно-инженерной биологической терапии и их использование в лечении анкилозирующего спондилита. Анализ эффективности применения препаратов этой группы при клиническом течении некоторых ревматических воспалительных заболеваний.
курсовая работа , добавлен 20.05.2015
Классификация противотуберкулезных препаратов Международного союза борьбы с туберкулезом. Комбинирование изониазида и рифампицина. Препараты гидразида изоникотиновой кислоты. Комбинированные противотуберкулезные препараты, их лекарственные взаимодействия.
презентация , добавлен 21.10.2013
Группа противотуберкулёзных препаратов, спектр их активности и лекарственное взаимодействие. Различия препаратов I и II ряда, комбинированные препараты. Инфекции, передающиеся половым путем, основные принципы их лечения. Выбор препаратов от сифилиса.
презентация , добавлен 20.10.2013
Исследование группы сульфаниламидов: препаратов для системного применения, препаратов, действующих в просвете кишечника, препараты для наружного применения. Анализ группы хинолонов, фторхинолонов, нитрофуранов: механизм действия, спектр активности.
презентация , добавлен 17.04.2019
Лекарственные средства для коррекции нарушений функций репродуктивной системы. Препараты женских и мужских половых гормонов и их синтетические аналоги. Классификация препаратов половых гормонов. Форма выпуска и механизм действия гормональных препаратов.
презентация , добавлен 15.03.2015
Принципы конструирования рекомбинантных противовирусных вакцин. Получение соответствующего фрагмента нуклеиновой кислоты. Выбор высокоактивной и хорошо изученной в иммунологическом отношении модели вектора-носителя и клонирование соответствующего гена.
курсовая работа , добавлен 18.12.2010
Препараты для лечения и предупреждения заболеваний. Использование для лечения растений в разных видах, высушенных насекомых, органов животных. Сырье для получения неорганических препаратов. Противомикробные, антигистаминные и болеутоляющие лекарства.
презентация , добавлен 16.04.2014
Характеристика хроматографических методов идентификации антибиотиков и их отнесения к той или иной группе антибактериальных препаратов. Анализ исследований ученых мира в сфере выявления и классификации антибиотиков в различных медицинских препаратов.
курсовая работа , добавлен 20.03.2010
Понятие вакцины и их классификация. Рассмотрение принципа действия препаратов, предназначенных для создания иммунитета к инфекционным болезням. Метод получения генно-инженерных вакцин с помощью биотехнологии, которая сводится к генетической рекомбинации.
презентация , добавлен 09.10.2014
Использование сульфаниламидов, ко-тримоксазола, хинолонов, фторхинолонов и нитрофуранов в клинической практике. Механизм действия препаратов, спектр их активности, особенности фармакокинетики, противопоказания, лекарственные взаимодействия и показания.
1. Лучихина Е.Л., Каратеев Д.Е. Актуальные вопросы применения ингибиторов фактора некроза опухоли при ревматоидном артрите // Современная ревматология. – 2008. – №4. – C. 46-51.
2. Белов Б.С. Терапия генно-инженерными препаратами и инфекции у больных ревматоидным артритом: актуальность и перспективы // Научно-практическая ревматология. – 2014. – №3(52). – C. 322-330.
3. Марусенко И.М. Терапия ревматоидного артрита с применением генно-инженерных биологических препаратов в Республике Карелия // Современная ревматология. – 2013. – №4. – C. 97-100.
4. Чичасова Н.В. Инфликсимаб (Ремикейд): возможности в лечении ревматоидного артрита // Современная ревматология. – 2011. – №1. – С. 67-75.
5. Чичасова Н.В., Насонов Е.Л. Безопасность применения генно-инженерных биологических препаратов при ревматоидном артрите // Современная ревматология. – 2010. – №1. – С. 46-58.
6. Внутренние болезни: в 2-х томах: учебник / под ред. Н.А. Мухина, В.С. Моисеева, А.И. Мартынова. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 1264 c.
7. Внутренние болезни: учебник / Р.И. Стрюк, И.В. Маев. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 496 с.
8. Насонов E.Л., Чичасова Н.В., Супоницкая Е.В. Глюкокортикоиды при ревматоидном артрите: за и против // Русский медицинский журнал. – 2004. – №6. – C. 408-415.
9. Лучихина Е.Л. Прогнозирование и длительное поддержание низкой активности заболевания на фоне терапии генно-инженерными биологическими препаратами при ревматоидном артрите // Современная ревматология. – 2014. – №2. – С. 55-59.
10. Лукина Г.В., Сигидин Я.А., Позднякова Е.С. и др. Инфликсимаб в российской клинической практике // Современная ревматология. – 2012. – №3. – С. 37-43.
11. Алексеева Е.И., Алексеева А.М., Базарова Т.М. и др. Эффективность лечения инфликсимабом резистентных форм ювенильного ревматоидного артрита // Вопросы современной педиатрии. – 2006. – №2(т5). – С. 20-30.
12. O’Gradaigh D., Ireland D., Bord S. et al. Joint erosion in RA: interaction beetween tumor necrosis factor alfa, interleukin 1 and receptor activator of nuclear factor kB ligand (RANKL) regulate osteoclasts // Annals of the Rheumatic Diseases. – 2004. – № 63. – Р. 354-363.
По современным данным ревматоидному артриту (РА) подвержено около 0,7% населения земного шара (около 0,42% в Российской Федерации) , при этом максимальное число случаев заболеваний отмечается в возрасте 35-50 лет . Недостаточная эффективность и частое развитие побочных эффектов у препаратов базисной терапии делают необходимым поиск новых способов лечения данной нозологии.
Патогенез РА заключается в развитии аутоиммунного воспаления, приводящего к деструкции суставов, околосуставной ткани, а также к генерализованным системным нарушениям. Особое значение, наряду с активацией CD4+-Т-лимфоцитов, имеет гиперсекреция провоспалительных цитокинов: интерлейкинов (ИЛ-1, ИЛ-8, ИЛ-18) и фактора некроза опухоли -альфа (ФНО-α), на фоне недостаточности противовоспалительных пептидов (ИЛ-4, ИЛ-10, ФНО-β) . ФНО-α активирует B-лимфоциты, продуцирующие в больших количествах ревматоидные факторы (IgM, IgG) к измененному Fc-фрагменту IgG. Данные иммунные комплексы обуславливают развитие висцеральных проявлений РА. Кроме того, ФНО-α способствует активации пролиферативной активности фибробластов, синовиоцитов, эндотелиоцитов в синовиальной ткани, что ведет к образованию паннуса - ткани, инфильтрирующей суставной хрящ, суставную поверхность кости и связочный аппарат сустава . Таким образом, одной из “мишеней” в терапии РА может служить ФНО-α.
Фармакотерапия РА основана на использовании базисных противовоспалительных препаратов, глюкокортикоидов, а также нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП) .
Терапия НПВП направлена на контроль продуктивной симптоматики - боли, воспаления, отечности - и не может быть использована в виде монотерапии, поскольку не останавливает прогрессирование заболевания. Кроме того, данные препараты обуславливают развитие ряда нежелательных побочных эффектов (поражение слизистой желудочно-кишечного тракта с развитием язвенных очагов, сердечно-сосудистой патологии, аллергических реакций и др.) .
Глюкокортикоиды показаны к применению при РА в случае неэффективности или наличии противопоказаний к использованию НПВП и базисных противовоспалительных средств. Наиболее распространенным препаратом этой группы является преднизолон. Для подавления активного воспаления в короткие сроки возможно применение пульс-терапии метилпреднизолоном и дексаметазоном . Однако данный вид лечения ограничен возможностью развития остеопоретических переломов, тяжелых инфекций, гипергликемии и других побочных эффектов .
Основная роль в лечении РА отводится базисным противовоспалительным препаратам: цитостатики (метотрексат, циклофосфан, азатиоприн и др.), препараты золота, производные 5-аминосалициловой кислоты, ингибиторы матриксных металлопротеиназ. Их применение позволяет достичь ремиссии на длительный срок. Эффективность данной терапии основана на иммуносупрессии. Ограничения применения этих препаратов обусловлены их высокой токсичностью, широким спектром побочных эффектов (тяжелая иммуносупрессия, панцитопения и др.), которые, в ряде случаев, требуют прекращения лечения .
Представленные виды фармакотерапии РА в силу ряда своих отрицательных качеств (развития устойчивости к лечению, отсутствие длительной стойкой ремиссии, высокая токсичность, широкий спектр побочных эффектов и противопоказаний) показывают необходимость внедрения инновационных методов лечения, чем является антицитокиновая терапия, относящаяся к группе генно-инженерных биологических препаратов (ГИБП).
ГИБП влияют непосредственно на ключевые звенья в развитии аутоиммунного воспаления - ФНО-α, ИЛ-1, ИЛ-6, Т- и B-лимфоциты и представлены следующими классами: ингибиторы ФНО и ИЛ, поверхностных антигенов лимфоцитов, рекомбинантные молекулы - рецепторы цитокинов, аналоги молекул-активаторов Т- и В-лимфоцитов. Таким образом, ряд ГИБП являются селективными ингибиторами синтеза провоспалительных цитокинов и активности лимфоцитов .
Главным достоинством генно-инженерной биологической терапии является максимальная избирательность воздействия на механизмы иммунной системы без влияния на клетки других органов и систем .
Применение препаратов антицитокинового ряда (инфликсимаб, адалимумаб и др.) особенно показано при устойчивости к предшествующей терапии базисными противовоспалительными препаратами. Их использование позволяет снизить активность аутоиммунного воспаления, замедлитель прогрессирование РА . Достоверно установлено дозозависимое торможение костной деструкции у больных РА при назначении ингибиторов ФНО-α . Замедление эрозивного процесса у больных РА при лечении моноклональными ФНО-α обусловлено тем, что блокирование антителами этого цитокина приводит к снижению не только функции, но и пролиферации остеокластов в присутствии рецептора активации лиганда ядерного фактора к В .
Ингибиторам ФНО-α свойственно достижение клинического эффекта в течение первых 12-24 недель терапии, а нередко и в первые дни лечения. Эффект сохраняется на протяжении 12 месяцев и более . Наиболее выраженный эффект препаратов группы ГИБП выявляется при их раннем назначении, а также комбинации с компонентами стандартной терапии (в частности, с метотрексатом). Комбинация метотрекстата с инфликсимабом более эффективна, чем монотерапия метотрексатом.
У части больных отмечается первичная неэффективность ингибиторов ФНО-α, что связывают с появлением к ним антител. Избежать этого осложнения можно путем назначения другого ГИБП с иным механизмом действия .
Назначение антицитокиновых антител должно сочетаться с выявлением скрытых и стертых инфекционных заболеваний, так как в условиях данной терапии возрастает риск обострения латентных вирусных и бактериальных инфекционных заболеваний дыхательных путей (пневмония) и системы мочевыделения. Возможно развитие тяжелой специфической инфекции: туберкулеза легких (необходимо проведение рентгенографии органов грудной клетки и постановка реакции Манту), вирусного гепатита, прогрессирующей мультифокальной лейкоэнцефалопатии, гнойничковых поражений кожи и мягких тканей . Отмечается повышение риска малигнизации в случае применения ГИБП в дозах, превышающих предусмотренные производителем. Кроме того, терапия отдельными антицитокиновыми препаратами, по некоторым данным, сопряжена с возможностью развития лимфомы . К другим нежелательным последствиям антицитокиновой терапии относятся постинфузионные реакции в первые 2 часа: одышка, незначительные гипертензия и гипертермия. В связи с возможными осложенениями, предварительно показано внутривенное введение 100 мг метилпреднизолона. При подкожном введении может развиваться зуд, отек, гиперемия на месте инъекции . Возможно развитие анафилактоидных реакций .
Ограниченное применение ГИБП в ревматологии, как и других областях медицины, связано с высокой стоимостью курсового лечения . Однако применение генно-инженерных биологических препаратов, несмотря на ряд нежелательных эффектов, является перспективным направлением в терапии ревматоидного артрита в комбинации со стандартным лечением или в виде монотерапии.
Библиографическая ссылка
Аксенов М.В., Пятых Е.А. ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕННО-ИНЖЕНЕРНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ В ЛЕЧЕНИИ РЕВМАТОИДНОГО АРТРИТА // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 2-3.;URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=12348 (дата обращения: 25.07.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
Д.Е. Каратеев, ГУ Институт ревматологии РАМН, Москва, Современная ревматология №2 ’08
Ревматоидный артрит (РА) - аутоиммунное ревматическое заболевание неизвестной этиологии, характеризующееся хроническим эрозивным артритом (синовитом) и системным поражением внутренних органов. Для РА характерно прогрессирующее течение с формированием деформаций суставов, развитием тяжелых функциональных нарушений и поражений внутренних органов, инвалидизацией больных, сокращением продолжительности жизни. Заболевание представляет собой 3серьезную социальную проблему.
В последние 10-15 лет наблюдается существенный прогресс в возможности контролировать течение болезни. Это связано как с изменением подходов к ведению больных (концепции «раннего РА» и «окна возможности»), так и со значительным расширением спектра лекарственных препаратов . Современная патогенетическая терапия РА базируется на применении трех категорий иммуносупрессивных средств - базисных противовоспалительных препаратов (БПВП), глюкокортикоидов (ГК) и биологических генно-инженерных препаратов.
Широкое использование биологических препаратов, которое знаменует собой внедрение концепции молекулярной медицины в ревматологии, стало наиболее радикальным шагом в лечении РА за последние 10 лет. Особенно широко применяются ингибиторы (блокаторы) ФНО α: химерное моноклональное антитело к ФНО α - инфликсимаб; человеческое моноклональное антитело к ФНО α - адалимумаб ; этанерсепт, представляющий собой растворимый рецептор ФНО α . В нашей стране в течение нескольких лет единственным препаратом из этой группы являлся инфликсимаб, разрешенный к применению при всех стадиях РА, включая ранний РА, и входящий в основные схемы терапии активных, прогрессирующих вариантов болезни .
В 2007 г. в РФ был зарегистрирован первый и единственный на сегодняшний день препарат нового класса ингибиторов ФНО α , являющийся полностью человеческим белком - адалимумаб . Препарат обладает низкой иммуногенностью и хорошо подходит для амбулаторного лечения, поскольку не требует премедикации и вводится подкожно 1 раз в 2 недели.
Все более активно применяется анти-В-лимфоцитарный препарат ритуксимаб, который представляет собой химерное моноклональное антитело к поверхностному антигену В-лимфоцитов CD20, в связи с чем способен вызывать деплецию этих клеток, играющих ряд ключевых ролей в патогенезе РА.
Биологические препараты обладают чертами, характерными для БПВП (подавление воспалительной активности, торможение деструкции суставов, возможное индуцирование ремиссии), но их эффект, как правило, развивается значительно быстрее и значительно более выражен, в том числе в отношении торможения деструкции суставов, чем при использовании «стандартных» БПВП, таких как метотрексат. Поэтому сейчас нередко используются термины «синтетические БПВП» и «биологические БПВП».
Возможность достижения выраженного клинического улучшения и торможения суставной деструкции даже у пациентов с персистирующей высокой активностью РА, резистентных к синтетическим БПВП, с одной стороны, и экономические аспекты, связанные с высокой стоимостью и сложностью лечения биологическими препаратами - с другой, потребовали расширенного обсуждения методов их применения и достижения определенного соглашения (консенсус) ревматологов разных стран. Подобные соглашения находят отражение в отечественных клинических рекомендациях по лечению РА . Соглашения ревматологов разных стран - консенсус по биологическим препаратам - публикуются под эгидой Европейской лиги против ревматизма (European League Against Rheumatism - EULAR) - влиятельнейшей международной организации, членами которой являются и многие ведущие российские ревматологи.
В 1999 г. D. Furst и соавт. обосновали необходимость разработки консенсуса по биологическим средствам (тогда - только блокаторам ФНО α) тем, что при значительном энтузиазме в отношении нового класса препаратов отмечаются очень высокая стоимость лечения и недостаточная изученность его отдаленных последствий. В дальнейшем обновленные рекомендации публиковались ежегодно: в 2000 и 2001 гг. как консенсусы EULAR по блокаторам ФНО α , а с 2002 г. - как консенсусы по биологической терапии (поскольку включали в себя также соглашения по другим препаратам) . В процессе разработки консенсусов ключевые вопросы обсуждались большим числом опытных ревматологов из разных стран (от 80 специалистов вначале до 160 ревматологов и биологов из 21 страны, принимавших участие в конференции по разработке дополненного консенсуса в 2007 г.)
Помимо упомянутых выше соглашений по биологическим препаратам при ревматических заболеваниях (в которых основное место занимает информация о терапии РА), были опубликованы специальные консенсусы по применению блокаторов ФНО α при анкилозирующем спондилите , а также по лечению РА ритуксимабом .
Если взглянуть на историю развития консенсусов по биологической терапии в ревматологии, которая занимает более 7 лет, в первую очередь обращает на себя внимание расширение показаний к применению биологической терапии. Если в консенсусе 2000 г. среди показаний для блокаторов ФНО α указываются только РА и ювенильный хронический артрит, то уже в 2001 г. рекомендуется их применение при псориатическом артрите и анкилозирующем спондилите, в дальнейшем список заболеваний ежегодно расширяется, включая в себя большое число неофициальных («off-label») показаний.
В 2002 г. в консенсусе появляется вторая группа биологических препаратов - блокаторы интерлейкина 1, представленная единственным препаратом анакинра. С 2006 г. в консенсус входят рекомендации по терапии ритуксимабом - анти-В-клеточным препаратом, зарегистрированным для РА. Также с 2006 г. появляются рекомендации по применению абатасепта, являющегося так называемым блокатором костимуляции иммунокомпетентных клеток, который к этому времени был зарегистрирован для лечения РА в США.
Начиная с 2000 г. европейские консенсусы по биологической терапии содержат рекомендации по обследованию перед назначением препаратов, обсуждение противопоказаний и рисков терапии, указания на необходимые инструменты для мониторинга состояния больного на фоне лечения. С 2001 г., когда появилась достаточно большая база клинических наблюдений, стали указываться категории доказательности A-D (см. таблицу) для каждой рекомендации. При этом начиная с 2005 г. обязательно приводится также внушительный список недоказательных («anecdotal» ) исследований. Характерной чертой консенсусов EULAR является наличие специального раздела, посвященного основным направлениям дальнейших исследований, снабженного списком вопросов, требующих первоочередного решения.
| Степень доказательности: | Категория (сила) доказательности: |
| Ia - метаанализ РКИ Ib - хотя бы одно РКИ IIa - хотя бы одно контролируемое исследование без рандомизации IIb - хотя бы одно квазиэкспериментальное исследование III - описательные исследования (сравнительные, корреляционные, случай-контроль) IV - мнение экспертных комитетов, опыт авторитетных специалистов |
А - прямо основана на I категории В - прямо основана на II категории или Экстраполирована из I категории С - прямо основана на III категории или Экстраполирована из I или II категории D - прямо основана на IV категории или Экстраполирована из II или III категории |
Примечание. РКИ - рандомизированные клинические исследования.
Последний консенсус по биологическим препаратам был опубликован в ноябре 2007 г. . Наиболее значительное место в нем занимают рекомендации по применению данной группы лекарственных средств при РА, хотя представлен также большой материал по лечению других ревматических заболеваний, а также другой патологии с возможными ревматическими проявлениями (неспецифический язвенный колит и т.п.). Отмечается, что лечение биологическими препаратами псориатического артрита и анкилозирующего спондилита имеет определенную специфику по сравнению с терапией РА, в то время как нежелательные реакции представляются общими для всех показаний.
Для российских врачей наиболее актуальными являются рекомендации по лечению РА зарегистрированными в нашей стране препаратами: блокаторами ФНО α инфликсимабом и адалимумабом и анти-В-клеточным препаратом ритуксимабом. При этом инфликсимаб отличается наиболее широким спектром показаний, которые включают в себя не только РА, псориатический артрит и анкилозирующий спондилит, но и неспецифический язвенный колит, болезнь Крона.
В консенсусе указывается, что при назначении биологических препаратов врач должен учитывать различия в агрессивности течения заболевания у разных пациентов, влиянии на качество жизни, выраженности симптоматики, предрасположенности к развитию токсических эффектов. Общей для всех биологических препаратов, применяемых при РА, является рекомендация по применению для оценки эффективности и ответа на терапию валидированных количественных показателей: индексов активности DAS, SDAI, CDAI, функционального индекса HAQ, визуальной аналоговой шкалы, суставных индексов. При этом не рекомендуется применять критерии Американской коллегии ревматологов (ACR) для оценки индивидуального ответа на терапию (категория доказательности В).
Основное место в терапии РА среди биологических препаратов занимают блокаторы ФНО α. Для их назначения основными являются следующие рекомендации:
- у большинства больных блокаторы ФНО α назначаются в комбинации с метотрексатом, но также могут комбинироваться с другими БПВП - лефлуномидом, сульфасалазином (категории доказательности А, В);
- блокаторы ФНО α могут быть эффективны у больных, не получавших ранее метотрексат, и у ряда пациентов могут использоваться в качестве первого БПВП (категории доказательности A, D);
- при необходимости блокаторы ФНО α могут использоваться в монотерапии, но комбинация с метотрексатом превосходит монотерапию блокаторами ФНО α по выраженности ответа на лечение и влиянию на рентгенологическое прогрессирование (категория доказательности А);
- нет доказательств того, что какой-либо блокатор ФНО α эффективнее других препаратов из этой группы и должен использоваться первым (категории доказательности А, B);
- эффект от лечения блокатором ФНО α должен наступать в течение 12 недель (категории доказательности А, B), в случае недостаточной эффективности показан пересмотр схемы лечения - повышение дозы биологического препарата, смена БПВП (категория доказательности А);
- при длительной терапии каким-либо блокатором ФНО α может наблюдаться феномен «потери эффекта», это не означает, что другой блокатор ФНО α также будет неэффективен, но переключение на другой блокатор ФНО α имеет ограниченное значение (категории доказательности В, D);
- в случае непереносимости одного из блокаторов ФНО α пациент может ответить на терапию другим препаратом этой группы, но вероятность непереносимости второго также увеличивается (категории доказательности В, D);
- блокаторы ФНО α достоверно тормозят развитие эрозивного процесса, в том числе и у больных со слабым клиническим эффектом (категория доказательности А), но значение этого для оценки отдаленных результатов лечения пока неясно;
- применение блокаторов ФНО α является экономически эффективным (категория доказательности D).
Предосторожности в отношении развития побочных эффектов на фоне терапии блокаторами ФНО α составляют отдельный раздел консенсуса. Основные положения, касающиеся безопасности блокаторов ФНО α, представлены ниже.
В отношении инфекций внимание фокусируется на известном факте повышенного риска развития или активации туберкулеза, который может давать атипичную клиническую картину (категория доказательности С), в связи с чем подтверждена необходимость проведения у каждого пациента до назначения блокатора ФНО α скринингового обследования, включающего в себя сбор анамнеза, физикальное исследование, рентгенографию органов грудной клетки и туберкулиновую пробу (категории доказательности В, С, D).
Риск развития серьезных бактериальных инфекций оценивается от 1 до 3 по сравнению с таковым у пациентов, не получающих блокаторы ФНО α (категория доказательности В), наиболее частыми локализациями являются кожа, мягкие ткани и суставы (категория доказательности С). Комбинирование разных биологических препаратов не рекомендуется из-за существенного повышения риска серьезных инфекций (категория доказательности А). Лечение блокаторами ФНО α не начинают или прекращают в случае возникновения серьезных бактериальных и/или оппортунистических инфекций (категория доказательности С), лечение может быть продолжено после адекватного лечения инфекции (категория доказательности D). Существует возможность развития оппортунистических инфекций, но частота их очень низка (категории доказательности С, D).
Блокаторы ФНО α не должны назначаться пациентам, инфицированным вирусом гепатита В (категория доказательности С), но они не ухудшают состояние пациентов и вирусную нагрузку при гепатите С (категории доказательности С и D).
Инфузионные реакции при лечении инфликсимабом и адалимумабом наблюдаются нечасто и редко бывают серьезными (категории доказательности А, В, С), лечение инфузионных реакций состоит в назначении ГК и антигистаминных препаратов (категории доказательности В, С).
Имеются противоречивые сведения о риске развития злокачественных новообразований на фоне терапии блокаторами ФНО α, что в определенной степени объясняется повышенным риском новообразований при РА вообще, особенно лимфом (категория доказательности С). Некоторые метаанализы и популяционные исследования показывают небольшое повышение риска развития солидных опухолей, включая опухоли кожи (категория доказательности С). Возможно, имеется повышение риска опухолей легких у курильщиков и страдающих хронической обструктивной болезнью легких.
Нет определенных данных о повышении частоты прогрессирования застойной сердечной недостаточности (СН) или связанной с ней летальности при лечении стандартными дозами инфликсимаба (до 5 мг/кг массы тела) или этанерсепта, хотя применение инфликсимаба в дозе 10 мг/кг массы тела ассоциировано с риском ухудшения состояния больных, особенно при СН III-IV класса по NYHA.
Значительное место отведено в консенсусе ритуксимабу, большой опыт применения которого имеется в гематологии (по его первому показанию - терапии В-клеточных лимфом). Ниже представлены основные положения, касающиеся его применения в ревматологии:
- ритуксимаб показан при тяжелом и среднетяжелом РА как вторая линия терапии в случае недостаточного ответа на блокаторы ФНО α (категории доказательности А, С, D), а также при невозможности их назначения (категория доказательности D);
- ритуксимаб используется в комбинации с метотрексатом или в монотерапии (категории доказательности A, D) курсами по 2 инфузии по 1000 мг (в некоторых случаях возможно 500 мг) с интервалом в 2 нед (категория доказательности А);
- повторные курсы ритуксимаба проводятся не ранее чем через 16 нед, обычно после 24 нед (категория доказательности D);
- ритуксимаб замедляет рентгенологическое прогрессирование у больных с недостаточным ответом на блокаторы ФНО α (категория доказательности D);
- эффект лечения ритуксимабом может зависеть от
наличия ревматоидного фактора (РФ) - менее отчетливый эффект может наблюдаться
у пациентов, негативных по РФ и антицитруллиновым антителам (категория
доказательности D);
Отмечено, что, хотя официальным показанием для ритуксимаба в ревматологии является РА, препарат успешно применялся при большом числе других заболеваний: болезни Шегрена, системной красной волчанке, АНЦА-ассоциированных системных васкулитах (категории доказательности С), аутоиммунной гемолитической анемии, системной склеродермии, антифосфолипидном синдроме и др.
Кроме блокаторов ФНО α и ритуксимаба, в консенсусе обсуждаются также биологические препараты других групп (см. выше) - анакинра и абатасепт, не представленные официально в России.
Следует особо отметить, что в европейском консенсусе подчеркивается настоятельная необходимость занесения данных наблюдения за пациентами с ревматическими заболеваниями, получающими биологические генно-инженерные препараты, в специальные регистры для обеспечения тесного взаимодействия ревматологов, правительственных структур и фармацевтической индустрии и обеспечения оптимального качества оказания медицинской помощи, включая доступность самых современных методов лечения.
Литература
1. Harris E.D. Jr. Rheumatoid Arthritis: pathophysiology and implications for therapy. N Engl J Med 1990; 322:1277-89.
2. Насонов Е.Л., Каратеев Д.Е., Чичасова Н.В. и др. Современные стандарты фармакотерапии ревматоидного артрита. Клин фарм терапия 2005; 1:72-5.
3. Насонов Е.Л. Фармакотерапия ревматоидного артрита - современные рекомендации. Врачъ 2007; 1:1-4.
4. Лечение ревматоидного артрита. Клинические рекомендации. Под ред. Е.Л.Насонова. «Алмаз» 2006; 118 с.
5. Furst D.E., Breedveld F.C., Kalden J.R. et al. Building towards a consensus for the use of tumour necrosis factor blocking agents. Ann Rheum Dis Dec 1999; 58: 725-6.
6. Smolen J., Breedveld F.C., Burmester G.et al. Consensus statement on the initiation and continuation of tumour necrosis factor blocking therapies in rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis, Jul 2000; 59: 504-5.
7. Furst D.E., Breedveld F.C., Burmester G. et al. Updated consensus statement on tumour necrosis factor blocking agents for the treatment of rheumatoid arthritis (May 2000). Ann Rheum Dis, Nov 2000; 59: i1-2.
8. Furst D.E., Keystone E., Breedveld F.C. et al. Updated consensus statement on tumour necrosis factor blocking agents for the treatment of rheumatoid arthritis and other rheumatic diseases (April 2001). Ann Rheum Dis, Nov 2001; 60: 2-5.
9. Furst D.E., Breedveld F.C., Kalden J.R. et al. Updated consensus statement on biological agents for the treatment of rheumatoid arthritis and other rheumatic diseases (May 2002), Ann Rheum Dis, Nov 2002; 61: 2-7.
10. Furst D.E., Breedveld F.C., Kalden J.R. et al. Updated consensus statement on biological agents for the treatment of rheumatoid arthritis and other immune mediated inflammatory diseases (May 2003), Ann Rheum Dis, Nov 2003; 62: 2- 9.
11. Furst D.E., Breedveld F.C., Kalden J.R. et al. Updated consensus statement on biological agents, specifically tumour necrosis factor (TNF) blocking agents
And interleukin-1 receptor antagonist (IL-1ra), for the treatment of rheumatic diseases, 2004. Ann Rheum Dis, Nov 2004; 63: ii2-12.
12. Furst D.E., Breedveld F.C., Kalden J.R. et al. Updated consensus statement on biological agents, specifically tumour necrosis factor (TNF) blocking agents and interleukin-1 receptor antagonist (IL-1ra), for the treatment of rheumatic diseases, 2005. Ann Rheum Dis, Nov 2005; 64: iv2-14.
13. Furst D.E., Breedveld F.C., Kalden J.R. et al. Updated consensus statement on biological agents for the treatment of rheumatic diseases, 2006, Ann Rheum Dis, Nov 2006; 65: iii2-15.
14. Furst D.E., Breedveld F.C., Kalden J.R. et al. Updated consensus statement on biological agents for the treatment of rheumatic diseases, 2007. Ann Rheum Dis Nov; 2007 66 (suppl 3):iii2-22.
15. Braun J., Pham T., Sieper J. et al. International ASAS consensus statement for the use of anti-tumour necrosis factor agents in patients with ankylosing spondylitis. Ann Rheum Dis, Sep 2003; 62: 817 -24.
16. Braun J., Davis J., Dougados M. et al. for the ASAS Working Group, First update of the international ASAS consensus statement for the use of anti-TNF agents in patients with ankylosing spondylitis. Ann Rheum Dis, Mar 2006; 65: 316-20.
17. Smolen J.S., Keystone E.C., Emery P. et al. The Working Group on the Rituximab Consensus Statement. Consensus statement on the use of rituximab in patients with rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis, Feb 2007; 66: 143-50.
Please enable JavaScript to view theКак минимум один человек из ста рано или поздно сталкивается с таким тяжелым заболеванием, как ревматоидный артрит . Традиционно считалось, что чаще всего это происходит с людьми пожилого возраста – однако на протяжении последних нескольких лет частота заболевания резко возраста, и сегодня его жертвами становятся молодые люди старше 30 лет и даже дети…
Основные проявления ревматоидного артрита – многих суставов, хроническая боль и скованностью в них. Без активного лечения заболевание за 3-5 лет приводит к стойкой деформации кистей, стоп, коленных и других суставов, развитию инвалидности. Кроме того, ревматоидный артрит может сопровождаться системными проявлениями, то есть воспалительными поражениями кожи, сердца, почек и других внутренних органов, а также приводит к быстрому развитию атеросклероза и его осложнений – инфаркта миокарда , инсульта. 
Среди больных ревматоидным артритом женщин примерно в 5 раз больше, чем мужчин. В целом же, по данным Минздравсоцразвития, этим заболеванием в той или иной степени страдают около 2% населения России (около 1450 тысяч человек).
Хотя причины ревматоидного артрита до конца не изучены, известно, что факторами, способствующими его развитию, могут выступать ОРЗ, грипп , ангина или обострение хронических инфекционных заболеваний; сильный эмоциональный , а также переохлаждение .
Обычно заболевание поражает суставы пальцев рук, запястья, стопы и голеностопные суставы; в некоторых случаях позднее болезнь распространяется также и на тазобедренные, плечевые и коленные суставы; обычно суставы поражаются симметрично, причем проявления заболевания могут иметь самую разную интенсивность.
Начало болезни постепенное, течение волнообразное, но неуклонно прогрессирующее: вовлекаются все новые суставы с последующей их грубой деформацией – “ревматоидная кисть”, “ревматоидная стопа”. Боль в пораженных суставах особо усиливается во второй половине ночи, утром и в первой половине дня. Для ревматоидного артрита могут быть также характерны симптом “утренней скованности” ( “затекшего тела и суставов”), слабости, ухудшение сна и аппетита, умеренное повышение температуры, ознобы, снижение веса.
Диагностика болезни производится на основании крови, которой у многих больных обнаруживается наличие ревматоидного фактора и повышение уровня СОЭ, фибриногена, и С-реактивного белка. С помощью рентгенологического исследования суставов можно выявить характерные изменения (ревматоидные эрозии) и остеопороз .
К сожалению, специфических способов профилактики артрита пока не существует. Можно лишь предположить, что определенные способны повысить вероятность развития этого заболевания у того или иного человека. Они совпадают с основными развития сердечно-сосудистых заболеваний: злоупотребление алкоголем, курение, сильные стрессы и физические перегрузки, инфекции – даже чрезмерное пребывание на солнце. Ну и, разумеется, наследственность: наличие у одного из родителей или близких родственников ревматоидного артрита в разы повышает вероятность его возникновения у конкретного человека. Поэтому самая действенная мера профилактики – ведение здорового образа жизни. На первых этапах заболевания очень важно прекратить курение, так как оно способствует прогрессированию болезни. Необходимо максимально снять нагрузку с пораженных суставов: снизить вес, надевать удобную обувь на низком каблуке, использовать при ходьбе трость и т.д.
Лечение ревматоидного артрита – очень трудная задача. В стандартной схеме лечения обычно используются химиотерапевтические препараты (такие, как метотрексат), однако эффективно они действуют примерно в 50-60% случаев. При этом успешность лечения в данном случае отнюдь не означает избавления от недуга: идет лишь об ослаблении его симптомов и спасении человека от инвалидности.
И все же поиск новых способов лечения этого заболевания идет – причем вовсе не безуспешно. Новые возможности открылись перед учеными благодаря использованию генной инженерии , позволяющей создавать препараты, принципиально отличающиеся от все ранее известных лекарственных средств .
Одним их таких препаратов стала Актемра, разработанная в лаборатории компании “Хоффман ля Рош”.
Более подробно об этом препарате мы попросили рассказать руководителя Отдела ранних артритов, заведующего лабораторией прогнозирования исходов и течения ревматических заболеваний НИИ ревматологии РАМН, доктор медицинских наук Дмитрий Евгеньевич КАРАТЕЕВ .
– Актемра (международное название – Тоцилизумаб) является уникальным противовоспалительным препаратом. Актемра относится к бурно развивающемуся за последнее десятилетие новому классу генно-инженерных биологических препаратов.
Эти лекарства представляют собой искусственные белковые молекулы и отличаются особенной избирательностью своего действия. Каждый генно-инженерный биологический препарат направлен на конкретную молекулу-мишень, поэтому лечебный эффект выше, чем у обычных химических препаратов, а ряд побочных эффектов развивается значительно реже.
Актемра, по сути, является искусственным антителом – белком, который блокирует молекулу интерлейкина-6. Интерлейкин-6 – важнейшее регуляторное вещество, по своему действию может считаться гормоном иммунной системы. Повышение его уровня происходит при ревматоидном артрите и ряде других иммуно-воспалительных заболеваний. Интерлейкин-6 отвечает как за развитие воспаления , так и за общие проявления воспалительного процесса – лихорадку, слабость, отсутствие аппетита, анемию и другие изменения лабораторных . Поэтому лечение Актемрой эффективно как при суставных, так и при системных формах заболевания.
Большие международные исследования, в которых участвовали также и российские ученые из НИИ ревматологии РАМН, показали, что Актемра высокоэффективна у большинства пациентов, которые не отвечали на лечение стандартными препаратами. У больных быстро уменьшалась боль и припухлость , нормализовались лабораторные показатели, повышался уровень гемоглобина. Специальное исследование доказало, что Актемра значительно эффективнее основного химиотерапевтического средства – метотрексата. При этом пациенты, получавшие Актемру, в несколько раз чаще достигали состояния клинической ремиссии (то есть полного отсутствия признаков активного заболевания). Было также продемонстрировано, что клиническая наиболее часто достигается у больных с ранней стадией болезни (длительность ревматоидного артрита не более 1-2 лет). Актемра также помогает при ревматоидном артрите, устойчивом к другим генно-инженерным биологическим препаратам…
Безусловно, препарат может назначить только врач-ревматолог, он же обязан и контролировать весь процесс лечения.
Кстати:
Американские врачи пришли к заключению, что служит хорошим средством профилактики таких опасных болезней, как ревматоидный артрит и рассеянный склероз . Ежедневное употребление как минимум 400 международных единиц этого витамина на 30 процентов снижает шансы заболевания ревматоидным артритом и на 40 процентов – вероятность возникновения рассеянного склероза .
Эти выводы содержатся в двух статьях, опубликованных в последних номерах журналов “Neurology” и “Arthritis and Rheumatism”.
Загрузка...
