Интерферон — низкомолекулярный белок со свойствами защиты от вирусов, который содержит небольшое количество углеводов, в том числе глюкозамин.
Открыт в 1957 году Айзексом и Линденманном (A. Isaacs, J. Lindenmann), которые нашли, что клетки, зараженные вирусом гриппа, начинают вырабатывать и выделять в место особый белок, препятствующий размножению вирусов в клетках.
В дальнейшем было установлено, что наряду с вирусами способностью вызывать образование И. обладают многие микроорганизмы, которые вещества, полученные синтетическим путем.
Зачем нужен интерферон и как он действует
Основное свойство Интерферона это противовирусное действие.
В связи с вариабельностью физическо-молекулярных свойств Интерферона стали определять как гетерогенный класс белков. Однако получены данные, что это является отражением состояния агрегации мономерных форм молекул вещества. В частности, в Интерфероне человека были найдены молекулы с молекулярным весом 96 000, 24 000 и 12 000. Более тяжелый Интерферон в солевых растворах низкой ионной силы может быть диссоциирован до более легкого. Мономеры по противовирусной активности не уступают димерам и олигомерам.
Характерным свойством Интерферона является видовая специфичность его действия. Противовирусное действие Интерферона более всего проявляется в организме или клеточных культурах того вида животных, в клетках которого он получен. Даже в клетках родственных видов он действует значительно слабее. Так, мышиный Интерферон оказывает в клетках крысы и хомяка примерно в 20 раз более слабое противовирусное действие, чем в клетках мыши. В клетках человека, обезьян, курицы Интерферона мышей лишен активности практически полностью. Исключением из этого правила является Интерфероном человека, активный и в клетках кролика.
Интерферон обладает сравнительно низкой антигенной активностью. Гомологичный Интерферон вообще не обладает антигенными свойствами. Препараты его стабильны в широком диапазоне pH. Даже при pH 12,5 И. полностью не разрушается и сохраняет до 10% активности. При pH 1,0 инактивируется 67% активности. Следует отметить, что резко кислые значения pH губительны для вирусов, в то время как Интерферон проявляет устойчивость не менее 7 дней. Поэтому кислотоустойчивость Интерферона используется для инактивации инфекционного вируса в препаратах Интерферона.
Термостабильность препаратов И. зависит от его происхождения. Интерферон птиц устойчивее к действию нагревания, чем И. млекопитающих. Длительно сохраняет Интерферонную активность при 4—10°, а также в замороженном состоянии. Будучи высушен лиофильным методом, Интерферон сохраняет активность в течение длительного времени. Интерферон можно очищать и концентрировать, используя различные методы, применяемые в работе с белками. Весьма эффективна очистка Интерферона методом хроматографии на твердофазном иммуноадсорбенте.
Синтез интерферона
Способностью синтезировать Интерферон in vitro обладают как первичные, диплоидные, так и перевиваемые линии клеток фибробластического и эпитенального типов. Активными продуцентами Интерферон являются также элементы белой крови человека и животных.
Количество образованного в клеточных культурах Интерферона определяется видовыми и граммовыми особенностями вирусов и клеток, активностью вирусов в данной культуре клеток и множественностью инфекции. Известно, что один и тот же вирус может индуцировать синтез Интерферон в одной клеточной системе и не проявлять эту способность в другой.
- Интерферон образуется также в организме людей и животных, инфицированных вирусами. Образование Интерферона идет обычно параллельно с размножением вируса. Однако в некоторых случаях максимум продукции Интерферон опережает или несколько отстает от максимума репродукции вируса в избирательно пораженных тканях. Вместе с тем при некоторых вирусных инфекциях (экспериментальный грипп) Интерферон исчезает из организма раньше, чем вирус.
- И., индуцированный у животных внутривенным введением вируса, рано появляется в крови и сравнительно быстро исчезает (через 24—36 час. он уже не обнаруживается в крови). Интерферон, рано выявляемый в крови после внутривенного введения индуктора, называют сывороточным Интерфероне. Его образование не связано с размножением вируса. Период пол у выведения Интерферона из русла крови исчисляется несколькими минутами.
Интерферон, вероятно, является одним из наиболее биологически активных веществ. На ар., куриный Интерферон при 20 000-кратной очистке имел специфическую активность 1,6 X 10е ед. на 1 мг белка, а мышиный И. Но даже эти материалы не были достаточно очищенными.
Интерферон не владеет избирательной противовирусной защитой, а уничтожает практически все вирусы. Лишь на инфекцию, вызванную вирусом скрепи, не удалось воздействовать ни Интерферон, ни его индукторами. Интенсивность действия Интерферона на различные вирусы неодинакова: одни вирусы более, а другие менее податливы к действию Интерферона. Установлено различие в чувствительности не только между разными видами вирусов, но и между штаммами одного и того же вида. Следует учитывать, что результаты определения активности Интерферон зависят не только от чувствительности вируса, но и от чувствительности тканей к Интерферону. Известно, что некоторые клеточные культуры, являясь хорошими продуцентами Интерферона, не чувствительны к его действию.
Методы индикации и титрования
Наиболее чувствительным методом Интерферона считается определение его действия на интенсивность размножения вируса в клетках, выявляемое либо по уменьшению вирусных гемагглютининов, либо по снижению «урожая» инфекционного вируса.
Для определения активности Интерферона чаще применяют методы, основанные на подавлении Интерферона цитоиатического действия вируса в пробирках или подавлении им бляшек (метод негативных колоний вируса по Дульбекко). Причем, последний в 16— 32 раза чувствительнее метода титрования по подавлению цитопатического действия в пробирочных культурах.
Следует иметь в виду, что максимальная резистентность обработанных Интерферонных клеток развивается не менее 7—8 час. после внесения препарата. Если Интерферон из клеточных культур удаляется промыванием после достижения максимума резистентности, клетки некоторое время сохраняют невосприимчивость к вирусу. Однако продолжительная инкубация клеток после удаления Интерферон приводит к постепенной потере устойчивости.
На чувствительность системы к Интерферону оказывают влияние многие факторы: вид индикаторного вируса и его доза, тип клеточной культуры, возраст клеток, длительность инкубации клеток с Интерферон и pH среды. Для стандартизации методов титрования И. рекомендуется вводить в каждый опыт хорошо изученный стандарт активности И. и определять активность исследуемого материала в международных единицах.
Интерферон и восприимчивость к вирусной инфекции. Поскольку подавление размножения вирусов является важнейшей функцией Интерферона, его количество, образующееся в организме при вирусной инфекции, имеет важное значение в проявлении противовирусной резистентности. Чем больше вырабатывается Интерферон в организме, тем более защищенным оказывается данный индивидуум. Вместе с тем потенциальные возможности выработки Интерферона у отдельных людей и животных неодинаковы. Способность к образованию И. передается по наследству по законам Менделя. Несмотря на генетическую детерминированность этого признака, его фенотипическое проявление существенным образом меняется на различных этапах физиологического развития организма. Способность интерферонообразования относительно низка у грудных детей, постепенно возрастает у малышей старше 1 года, достигая максимума у взрослых. После 60-летнего возраста выработка И. резко снижается.
Способность к выработке Интерферона меняется также при различных неблагоприятных воздействиях на организм: охлаждении, облучении, шумовом стрессе, алкогольной интоксикации и т. п. К понижению образования Интерферона ведет также нарушение обмена веществ, обусловленное как гиперфункцией, так и гипофункцией эндокринных желез.
Вырабатывать И. может практически любая клетка организма. Выработка И. начинается тотчас после проникновения вируса в тело человека. Его продуцируют те клетки, которые первично поражаются вирусом, т. е. выработка Интерферона начинается уже во входных воротах инфекции. При этом, если даже инфекция ограничивается входными воротами, все же определенное количество клеток погибает. Разрушаются именно те клетки, которые первыми вступили в контакт с вирусом. Образованный этими клетками И. не успевает обеспечить резистентность самих клеток-продуцентов, однако окружающие клетки за счет Интерферона обретают резистентность к вирусу.
И. рассматривается как один из важнейших факторов защиты организма при первичной вирусной инфекции. Вместе с тем далеко не всегда удается обнаружить соответствие между образованием Интерферона и исходом вирусной инфекции.
Непротивовирусное действие
Противоинфекционное действие Интерферона не ограничивается только вирусами, а распространяется также на другие внутриклеточные паразиты. В частности, Интерферон подавляет внутриклеточное размножение возбудителя трахомы, малярийного плазмодия, токсоплазм и риккетсий. У И. выявлена также антитоксическая активность. При наличии Интерферона клеточные культуры более устойчивы как в отношении экзо, так и эндотоксинов.
Интерферон влияет на активность антителообразующих клеток: малые дозы Интерферона стимулируют их активность, а высокие концентрации — тормозят.
Полагают, что Интерферон играет роль в клеточном иммунитете. В частности, лимфоциты людей и животных, чувствительных к туберкулину, продуцируют Интерферон в ответ на воздействие очищенного белка туберкулина. У нечувствительных к туберкулину особей Интерферон не продуцируется. Эти данные подкрепляются также тем, что резистентность животных к вирусным инфекциям, связанная с реакцией гиперчувствительности замедленного типа, также в определенной мере обусловлена Интерфероном.
Интерферон усиливает фагоцитоз и влияет на реакцию отторжения трансплантата, подавляет трансформацию клеток онкогенными вирусами, рост опухолевых клеток in vivo и in vitro, повышает цитотоксичность лимфоцитов. Предполагают также, что Интерферон участвует в контроле дифференциации клеток и организме.
Интерферон может изменять ответ клеток на вирусные или не вирусные индукторы Интерферона, либо усиливая, либо снижая выработку И. Кроме того, под влиянием И. клетки становятся чувствительными к разрушению их двунитчатыми РНК.
Препараты И. подавляют рост нормальных клеток, угнетая синтез клеточной ДНК и белков, вследствие блокады трансляции клеточной РНК. Полной уверенности, что именно И. обусловливает антиклеточную активность препаратов Интерферона, не имеется. Даже самые высокоочищенные препараты Интерферона при проверке электрофоретическим методом оказывались гетерогенными.
Исходя из выявленного многообразия функций, считают, что в основе различных биол. феноменов, обусловленных Интерферонов, лежит его способность регулировать синтез макромолекул в клетке.
Практическое значение препаратов интерферона
Использование Интерферона для профилактики и лечения вирусных инфекций возможно по двум основным понятиям:
1) применение готового препарата (экзогенный Интерферон), получаемого в системе клеток человека;
2) стимуляция в организме своего собственного, так наз. эндогенного Интерферона.
Интерферон оказывает выраженный профилактический и леч. эффект при заболеваниях, вызываемых многими вирусами. Целесообразно его применение при вирусных инфекциях с преимущественно местным поражением (дерматиты, глазные заболевания и др.). Особенно важным признается возможность применения Интерферона при респираторных вирусных инфекциях, этиология которых разнообразна, и следовательно, вакцинопрофилактика их чрезвычайно затруднена.
Наилучший эффект дает И. при профилактическом применении. При развитии заболевания необходимо но возможности раннее его применение. Одним из основных путей повышения эффективности Интерферона является увеличение кратности его введения.
Из других аспектов практического применения И. следует упомянуть разработанную В. Д. Соловьевым и Т. А. Бектсмировым (1967) методику определения продукции Интерферона лейкоцитами in vitro, которая была названа иитерфероповой реакцией лейкоцитов (ИРЛ). Установлено, что ИРЛ при ряде вирусных инфекций может быть использована как показатель иммунореактивности организма. Вместе с тем показано, что определение продукции И. лейкоцитами может быть использовано для оценки реактивности организма в норме и при патологических состояниях не вирусного происхождения.
