Александр Иванов, выпускник химического факультета МГУ, канд. хим. наук, вед. науч. сотр. Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта [1], рассказал ТрВ-Наука об истории поиска причины заболевания гепатитами A, B, C и D и о том, как они лечатся.
До создания своей научной группы я работал в лаборатории молекулярных основ действия физиологически активных соединений, которая занимается противовирусными препаратами, исследованиями и поиском самых разных лекарств против ВИЧ, герпеса и других вирусов. Там в 1980–1990-е годы создали препарат против СПИДа, который используется врачами с 1999 года. В лаборатории также разработали нуклеозидный препарат, который сейчас проходит третью стадию клинических испытаний.
С 2003 года мы стали заниматься и гепатитом C. В основном наша лаборатория работает над нуклеозидными веществами, к группе которых относится и известный «Софосбувир», один из наиболее часто использующихся лекарственных препаратов прямого действия (direct acting antivirals) против гепатита C. Мы работаем с индивидуальными белками, занимаемся анализом их ферментативных активностей, поиском веществ, которые могут их активировать и подавлять, и исследованием того, какие процессы нарушает вирус в инфицированной клетке. Сейчас больше сосредоточились на классической биохимии, исследуем метаболические нарушения.
О вирусе гепатита
Существует пять вирусных гепатитов: А, В, С, D, E.
А и E стоят особняком. Гепатит А — это болезнь грязных рук, болезнь Боткина. Всегда проявляется в острой стадии, всегда сопровождается желтухой глаз и кожного покрова. У 0,5–1% больных бывают осложнения в виде фульминантного гепатита, когда отказывает печень, но в целом после излечения человек получает пожизненный иммунитет. Гепатит E примерно такой же. Против гепатита А существует хорошая вакцина, в Китае есть препарат против гепатита E.
Хронические заболевания вызывают три остальных вида гепатита: В, С и очень странный полувирус (его называют вироидом) гепатита D. D — это паразит при паразите, сателлит гепатита B. Он может инфицировать людей, зараженных гепатитом В, использовать его белки для создания вирионов. Важно, что он ухудшает прогноз течения заболевания, ускоряет прогрессию к циррозу и раку печени.
Если сравнить гепатиты В и С, то можно отметить, что гепатит В во многих случаях вызывает желтуху, а у значительного числа пациентов (зависит от возраста) — переходит в хроническую стадию. Гепатит C крайне редко сопровождается симптомами при остром заболевании, но в 80% случаев становится хроническим.
Сколько больных гепатитом в мире?
С 1990-х годов по начало 2010-х в СМИ «гуляла» цифра 170 млн. Тогда каждая статья на эту тему начиналась примерно так: «В мире 170 млн больных гепатитом В и C». Я так и не смог проследить, откуда эта цифра взялась. Это некое журналистское клише, но оно на слуху и сейчас. Сколько людей болеют гепатитами — открытый вопрос. Их общее количество очень сложно оценить.
То, что нет точной информации, сколько действительно пациентов, больных гепатитами B и С, в мире и, в частности, в нашей стране, — большая проблема. Тестируют только тех, кто приходит в больницы, проверяя их на гепатиты В, С и ВИЧ. Некоторые работы по оценке количества заболевших делались, например, на основе тестирования призывников и заключенных.
Однако в целом в России не проводится скрининг среди разных возрастов в разных регионах. Скорее всего, реальная цифра в РФ — 1 млн с лишним, но, конечно, эту оценку стоило бы верифицировать.
По информации ВОЗ, сейчас в мире 71 млн хронически больных гепатитом. Можно сказать, что количество больных уменьшается.
Открытие вирусов гепатитов
Так как гепатит А проявляет себя открыто, его вирус давно изучен. Гепатит B тоже открыто проявляется, его вирус также известен. В 1970-е годы был охарактеризован патоген гепатита D.
Сложнее было с вирусом гепатита C. Медики знали, что у немалого количества пациентов есть заболевание, сходное с гепатитом В. Понимали, что это хроническая болезнь печени; скорее всего, вызывается вирусом; что это не гепатиты А, В или D. Было известно, что часто им заболевали те, кому неоднократно делали переливание крови.
Харви Алтер (Harvey J. Alter), один из лауреатов Нобелевской премии 2020 года [2], исследовал именно тех, кто заболел после переливаний крови, и обозначил эту болезнь как «гепатит ни А, ни В». Над этим он работал с 1970-х по 1989 год.
Второй нобелевский лауреат, Майкл Хоутон (Michael Houghton), смог определить бóльшую часть «эрэнкового» генома вируса гепатита C, кроме небольшой части, не кодирующей белки. Что это дало? Понимание, что это новый вирус. Он получен от пациентов с подобным «гепатитом ни А, ни В», относится к семейству флавивирусов и формирует новый, третий род этого семейства.
Возникает вопрос: а вызывает ли найденный вирус заболевание? Да, он есть, но вирус — не значит болезнь. Над этим вопросом работали несколько исследовательских групп. Одна из них — группа Чарлза Райса (Charles M. Rice), которая охарактеризовала недостающий фрагмент вирусной геномной РНК. Далее они получили полную РНК вируса гепатита C и инфицировали шимпанзе. Эксперимент показал, что у шимпанзе возникает болезнь, сходная с гепатитом C.
Таким образом, первый лауреат доказал существование «гепатита ни А, ни В»; второй определил, что это флавивирус и охарактеризовал его геном; а третий продемонстрировал, что этот вирус действительно вызывает гепатит C.
К сожалению, многие исследователи в этой области остались за кадром нобелевской награды. Бо́льшая часть важных работ того же Чарлза Райса датируется 2000-ми годами, и премию ему дали немножко не за то. Эксперименты с шимпанзе в 1990-е вели и другие группы ученых, например группа Йенса Буха, которая работала с другими командами.
Итак, в 1989 году был охарактеризован вирус гепатита C. Какие важные открытия были сделаны потом? Все 1990-е годы ученые бились над созданием его клеточных моделей: добавляли вирус к самым разным культурам клеток, а репликации не было. Ни на какой линии клеток! То есть что-то там через сутки видно, но через три дня уже этого вируса нет.
В 1997 году группа Чарлза Райса смогла инфицировать гепатитом C шимпанзе. Но и это не позволило реплицировать вирус в культуре клеток.
Прорывной была работа группы Ральфа Бартеншлагера (Ralf Bartenschlager), профессора кафедры инфекционных заболеваний Гейдельбергского университета, результаты которой опубликованы в журнале Science в 1999 году. Они смогли найти уникальную линию клеток гепатомы печени, которая поддерживала только репликацию, т. е. центральную стадию жизненного цикла вирусной РНК — что полноразмерной, что усеченной, когда удалены структурные белки (которые и образуют оболочку вириона). Но и в этих экспериментах была проблема эффективности: ученые брали огромное количество вирусной РНК, несколько миллионов клеток, а количество клеток, поддерживающих репликацию, оказалось мизерным. То есть даже в этой линии лишь совсем небольшая доля клеток является пермиссивными к вирусу.
Дальше шла работа над поиском системы репликонов, которые поддерживают репликацию без сборки вирионов. Тогда же начался скрининг ингибиторов. Группа Бартеншлагера оставалась в Европе в числе лидеров по исследованию вируса гепатита C и родственному ему. Чарлз Райс и его американская научная группа также остаются лидерами в этой области.
В чем заслуга Райса? Он был тем исследователем, который сделал сходный репликон через полгода после публикации Бартеншлагера в Science. А после лаборатории Чарлза и Ральфа начали работать параллельно, характеризуя то, как происходит репликация этого вируса, как адаптируется вирус к клеткам, клетки — к вирусу и т. д. Следующее, что сделала группа Райса, — один из вариантов этой линии, который был уже более пермиссивным, лучше поддерживал репликацию: не считанного количества, а 40% клеток.
Еще одно суперважное открытие, сделанное в 2000 году: в Японии был характеризован уникальный пациент с фульминантным гепатитом — массовым некрозом печени. В норме вирус не вызывает никаких проявлений в острой стадии, а тут была массовая гибель гепатоцитов.
Наверняка кто-то из наших читателей сдавал печеночные пробы, где важны показатели АЛТ и АСТ (аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы), и знает, что граница по АЛТ равна 42. Эти показатели стандартно входят в биохимический анализ крови. У японского пациента АЛТ был равен 15 тыс. Почему это интересно? В этой части исследования участвовал Такадзи Вакита (Takaji Wakita), который охарактеризовал вирус этого больного в 2003 году и показал, что такой репликон тоже суперрепликационно активен. А в 2005 году группа Вакиты вместе с Райсом продемонстрировала, что в клетках с таким полногеномным репликоном происходит сборка инфекционных частиц, т. е. вирус от этого пациента в этой линии клеток проходит полный клеточный цикл. И дальше вся биология патогена исследовалась в вышеуказанной клеточной инфекционной системе.
Нобелевский комитет, к сожалению, не отметил заслуг ни Ральфа Бартеншлагера, ни Такадзи Вакиты. Хотя они, с моей точки зрения, достойны награды, и многие специалисты в этой области исследований считают, что они могли бы стать лауреатами Нобелевской премии.
Лечение гепатита C
Борьба с вирусом гепатита C шла долго. От открытия вирусов в 1989 году до создания репликонов прошло 10 лет, и 16 лет — до появления инфекционной системы, она была сделана в 2005 году. А уже в 2011-м в клинику вошли первые противовирусные препараты прямого действия.
Как лечится гепатит C? Это «медленный» вирус, который, с одной стороны, не вызывает болезни в острой стадии, но, с другой, дает долговременное воспаление печени. За десятки лет он приводит к образованию фиброза печени, возникновению цирроза печени.
Гепатиты В и С — онкогенные вирусы, вызывающие рак печени, а именно гепатоклеточную, или гепатоцеллюлярную, карциному. Считается, что именно эти два вируса обуславливают до 80% случаев этого рака печени. Люди умирают не только от рака, но и от цирроза печени. Это сотни тысяч смертей в год. Поэтому с вирусами гепатитов В и С надо бороться. От гепатита В есть профилактическая вакцина, а от гепатита C нет и, по-видимому, не будет. Тем не менее, существуют эффективные лекарства.
В конце 1990-х — начале 2000-х гепатит C начали лечить рекомбинантными интерферонами. Курс длился от полугода до года в зависимости от генотипа вируса. Терапия интерферонами очень плохо воспринималась, потому что они вызывают гриппоподобное состояние. К тому же такое лечение было малоэффективным: больной проходил полный курс, но вылечивался лишь в 40% случаев; к 60% пациентов вирус возвращался.
К интерферону добавили «Виразол» («Рибавирин»), в этом году его рассматривали и как потенциальное средство для лечения COVID-19. Это нуклеозидный аналог очень широкого спектра действия, но с небольшой активностью. Было показано, что «Рибавирин» немного повышает эффективность действия интерферона, но всё равно она составляет от 40% до 70% в зависимости от генотипа вируса.
В 2009 году было сделано уникальное открытие. Нашли полиморфизмы в геноме человека, которые определяют эффективность лечения интерфероном. Это полиморфизмы в гене одного из интерферонов лямбда, в зависимости от аллеля — эффективность от 20% до 80%. У нас уже в начале 2010-х годов анализ этих полиморфизмов стоял на потоке при выборе лечения больных. В 2011-м в клинической практике появились два ингибитора протеаз, которые добавляли в коктейли к интерферону и «Рибавирину», и эффективность лечения при «плохом» генотипе достигла 70%.
К 2014–2015 годам были созданы новые препараты. Прежде всего «Софосбувир», о котором я уже говорил выше, ингибитор репликации вируса, и второй — «Даклатасвир», воздействующий на другой, регуляторный, белок. Появились и новые протеазные ингибиторы. С их помощью медики смогли лечить пациентов без использования интерферона.
Что есть сейчас? Несколько препаратов, направленных на три вирусных белка: полимеразу (NS5B), протеазу (NS3) и регуляторный белок NS5A. При помощи этих препаратов можно вылечить любого пациента; эффективность 99%. Как говорят на конференциях, во многих случаях недостающие 1% или 2% обусловлены не столько устойчивостью вируса, сколько тем, что ряд пациентов не приходит сдавать анализы через полгода, а по медицинским стандартам излечением считается отсутствие вирусной РНК через шесть месяцев после окончания лечения.
Нужно подчеркнуть, что гепатит C в отличие от гепатита В излечим. Если вирусной РНК нет через полгода после окончания терапии, он не возродится, а если вирус опять обнаруживается, то имеет место случай реинфекции, что подтверждается секвенированием. Соответственно, теперь вылечить от гепатита C можно любого человека.
Уже в середине 2010-х годов стало понятно, что при помощи вышеописанных препаратов можно лечить случаи коинфекции с гепатитом В или ВИЧ. Единственное, что нужно при этом учитывать, — взаимодействие лекарств. Можно вылечить и гепатит C, и многие случаи цирроза печени, в этой области также имеется огромный прогресс.
Стоит отметить, что излечение от инфекции действительно снижает риски появления рака печени. Однако для таких пациентов эти риски всё равно остаются повышенными. И особенно высокими в случае, если уже появились цирроз или фиброз. Но у многих пациентов может происходить и регрессия фиброза.
Тем не менее, остается проблема диагностики заболевания и мониторинга пациентов. Еще один вопрос — это стоимость лекарств. Лицензированные препараты стоят дорого — десятки тысяч долларов. С другой стороны, по информации наших врачей, уже половина пациентов в России лечатся индийскими дженериками, потому что для ряда стран фармацевтические компании устанавливают весьма низкие цены на препараты. Есть и теневой рынок — из-под полы можно купить курс для полного излечения от вируса гепатита («Софосбувир» + «Даклатасвир») за 40–60 тыс. руб. И это будут баночки с пфайзеровскими наклейками, т. е. оригинальные препараты.
Полученные наработки можно использовать для борьбы с коронавирусами
— На ваш взгляд, почему Нобелевскую премию за открытие вируса гепатита C вручили в этом году? Это как-то связано с пандемией коронавируса?
— Думаю, да. Нобелевский комитет хотел подчеркнуть важность науки вирусологии. В общем-то, к гепатиту C относились как к решенной проблеме, ученым уже не дают денег на поиск новых препаратов, потому что клиницисты говорят: «У нас есть препараты, мы можем вылечить любого пациента. Если у больного не будет ответа на первую схему, мы дадим вторую. А единичных, которые на нее не ответят, мы всё равно вылечим». Единственное, на что еще немножко дают денег, — на изучение патогенеза вируса, механизмов, по которым он вызывает появление различных вирус-ассоциированных заболеваний.
— Вы исследуете коронавирус?
— Мы сделали первую систему проверки на антитела в Москве. Помогали коллегам одного из ФНКЦ ФМБА, которые работали в первую волну, искать доноров плазмы. Но наши усилия были ограничены тем, что наш институт относится к Миннауки, и у нас всех женщин с детьми до 14 лет, всех пожилых отправили на удаленку. В нашей лаборатории работали очно всего два человека.
На мой взгляд, в борьбе с COVID-19 нужно искать противовирусные препараты. Все ударились в создание вакцин, но что там с вакциной получится… У меня легкий скептицизм, к тому же, например, у меня аутоиммунное заболевание, что является противопоказанием к этой вакцинации.
Огорчает, что вторую волну усугубило то, что люди не носят маски. То, что маски носить надо, — это и наши клиницисты говорят… Многие наши врачи, работающие в коронавирусном госпитале в «красной зоне», заразились, но никто не болел тяжело. Они были защищены, в масках доза вируса снижалась. При этом в реанимации лежали врачи из «нековидных» больниц, которые не применяли средства индивидуальной защиты.
Мы хотим и пытаемся анализировать полиморфизмы человека, которые могут определять устойчивость или чувствительность к инфекции или чувствительность к заболеванию, потому что те же полиморфизмы с интерфероном лямбда, они же интерлейкины-28В, возможно, будут играть важную роль. Это сейчас очень горячая тема, и все вирусологи что-то в этой области делают.
— Путь до победы над коронавирусом может занять десятилетия, как это было с вирусом гепатита C?
— Да, над гепатитом C мучались почти 30 лет. Но на самом деле работа шла с 1999 по 2011 год. Как говорят западные клиницисты, которые работают с гепатитом C, денег при этом выделялось намного меньше, чем на борьбу с ВИЧ. Ученые чрезвычайно быстро разобрались с вирусом гепатита C очень малыми усилиями при очень маленьком финансировании. Нашли четыре рецептора, которые необходимы, уникальную клеточную линию, которую можно заразить; разобрались, что определяет чувствительность этой линии; обнаружили, что адаптация вируса под эту линию делает его неинфекционной к животным. Правда, пока работали только с шимпанзе. Следующая модель — это так называемые голые мыши, иммунодефицитные мыши, которым в раннем возрасте приживляют человеческие гепатоциты, и у них вырастает химерная человеческая печень, состоящая на 80% из клеток человека. Это работа группы Лорна Тиррелла (Lorne Tyrrell) из Альбертского университета (Канада), где работает Майкл Хоутон. И это ближайшая модель из существующих.
Вирус гепатита C неудобен для изучения. Тот же SARS исследовать проще, вещества против него искать легче, хотя бы потому, что, как пишут коллеги, «налил вирус — клетки умерли». Взял, окрасил — увидел дырочки в клеточной культуре. Весь скрининг такой. В случае гепатита C было намного сложнее, простые системы скрининга не работали, и тем не менее биологию этого вируса исследователи изучили достаточно подробно. Поэтому, несомненно, полученные наработки можно использовать и для борьбы с коронавирусами.
Записала Наталия Демина