Патогенез COVID-19 — возникновение, развитие и восстановление после болезни — тесно связан с работой системы интерферона.

Коронавирус SARS-CoV-2, вызывающий коронавирусную болезнь 2019 года (COVID-19), чаще всего попадает в организм через дыхательные пути. Когда вирус проникает в эпителиальные клетки носа, бронхов или легких, эти клетки начинают вырабатывать молекулы интерферона (ИФН, IFN). Интерферон запускает и стимулирует все механизмы противовирусной защиты. Принципы работы системы ИФН описаны в статье «Роль интерферонов в эволюции позвоночных».

Влияние коронавируса SARS-CoV-2 на систему интерферона

Коронавирус SARS-CoV-2 очень неуютно себя чувствует среди здоровых клеток, если рядом есть молекулы интерферона I типа (ИФН-1). Эту особенность SARS-CoV-2 продемонстрировали на клеточной модели американские вирусологи из университетов Нью Йорка и Техаса. Когда ученые предварительно обрабатывали клетки интерфероном I типа, то концентрация вируса через 24 часа после заражения была меньше в 1000 раз по сравнению с необработанными клетками. Через 48 часов после заражения — меньше в 10 000 раз.

Чтобы выжить, SARS-CoV-2 научился подавлять систему интерферона на разных этапах ее работы. Для этого у коронавируса есть как минимум 6 белков. Одни вирусные белки мешают синтезу интерферона в клетках. Другие — мешают биохимическим процессам, которые происходят при стимуляции ИФН. Третьи — подавляют выработку клетками противовирусных белков.

Таким образом, подавив только одну систему интерферона, коронавирус замедляет работу врожденного иммунитета, быстро размножается и поражает практически все жизненно важные органы и ткани: сердце, почки, сосуды, печень, легкие, органы кроветворения, эндокринную и нервную системы, желудочно-кишечный тракт.

Профилактика и лечение COVID-19 препаратами интерферона

Способность интерферонов I типа подавлять размножение коронавируса в здоровых клетках используется для предупреждения COVID-19, для снижения смертности и тяжести болезни, для ускорения выздоровления.

Профилактика коронавирусной инфекции особенно важна для врачей и для людей с ослабленным иммунитетом.

Врачи – в профессиональной группе риска по COVID-19. Уже через 2 месяца после начала пандемии китайские специалисты, работающие в отделениях пациентов с COVID-19, начали применять для профилактики болезни назальные препараты интерферона (капли для носа). Комплексные профилактические меры, частью которых был назальный ИФН-1, снизили заболеваемость новой коронавирусной инфекцией среди врачей с 90% до ~0%. Первое исследование эффективности ИФН-1 для профилактики COVID-19 было проведено в эпицентре пандемии, городе Ухане (Китай). Оно показало нулевую заболеваемость среди 2944 врачей за 28 дней исследования.

Вторая важная группа риска – люди с ослабленным иммунитетом. Они легче заражаются COVID-19, тяжелее и дольше болеют. В тяжелых случаях болезнь становится хронической и может длиться несколько месяцев. Во время хронической болезни коронавирус SARS-CoV-2 интенсивнее мутирует. Некоторые из таких мутаций могут стать очень опасными. В Великобритании новый штамм появился именно по такому сценарию.

Чтобы защитить эту группу людей, в некоторых странах мира также применяют назальный ИФН-1. Например, на Кубе есть люди с хронической болезнью почек, которые не могут соблюдать самоизоляцию. Эти люди регулярно получают процедуру гемодиализа в медицинских учреждениях. Кубинские врачи опубликовали результаты изучения эффективности ИФН-1 для профилактики COVID-19 у небольшой группы таких пациентов: ни одного заболевшего за 45 дней исследования.

Лечение коронавирусной инфекции интерфероном — пока на стадии клинических экспериментов. Например, исследование ученых из Китая, Австралии и Канады показывает, что лечение небулизированным (в виде аэрозоля) интерфероном I типа снижает гипервоспаление у пациентов с COVID-19 и ускоряет их выздоровление. Аналогичное исследование, проведенное в Великобритании, тоже говорит, что ИФН-1 повышает шансы клинического улучшения на 15 день болезни. В исследовании иранских врачей подкожное введение ИФН-1 снизило смертность в 2 раза и ускорило выздоровление.

Самым важным фактором успешного лечения COVID-19 препаратами интерферона является срок начала лечения – в течение 5 дней от появления симптомов. Если начать лечить позже, то течение болезни будет тяжелее. Об этом говорит большое когортное исследование 730 пациентов, проведенное в Китае. После этого исследования ИФН-1 был внесен в национальное руководство по лечению COVID-19.

Группы риска COVID-19 и их система интерферона

COVID-19 протекает в бессимптомной или легкой форме примерно у 80% инфицированных пациентов. У этих людей заболевание развивается, в основном, в органах дыхания: носу, бронхах, легких. Как правило, это дети, молодежь и здоровые люди среднего возраста. У них хорошо работает иммунитет, поэтому система интерферона успевает вовремя активироваться, даже несмотря на противодействие коронавируса SARS-CoV-2.

К сожалению, остальные 20% заболевших COVID-19 — это группа риска. У них высока вероятность тяжелой формы болезни, требующая интенсивной терапии и искусственной вентиляции легких. Это люди со сниженным иммунитетом: пожилые, люди с ожирением, хронической болезнью почек, сердечными заболеваниями, диабетом. Риск тяжелой формы болезни у этих людей связан с нарушением работы системы интерферона.

Работу системы интерферона у пациентов с разной степенью тяжести COVID-19 исследовали ученые по всему миру. Например, французские вирусологи из университета Парижа и института Луи Пастера сравнили активность ИФН-1 у четырех групп людей:

  • пациентов с легкой или умеренной формой болезни;
  • пациентов с тяжелой формой;
  • пациентов с критическая формой COVID-19;
  • у здоровых людей, которые вошли в контрольную группу.

В результате ученые установили, что с увеличением тяжести болезни у пациентов снижается концентрация ИФН-1 в крови. Серия анализов, сделанных в разные периоды болезни пациентов, показала четкую зависимость выработки ИФН-1 организмом от тяжести заболевания. У пациентов с легкой и средней степенью тяжести наблюдался стабильно высокий уровень интерферона. У тяжелых пациентов — высокий уровень ИФН-1, который быстро уменьшался. У критических пациентов — стабильно низкий уровень интерферона или его отсутствие.

Генетические мутации и система интерферона

Особую группу риска COVID-19 составляют люди с генетическими мутациями, подавляющими работу системы интерферона.

Международная группа ученых из 14 стран мира провела масштабное исследование врожденных генетических аномалий, влияющих на течение коронавирусной болезни. Вирусологи сравнили расшифрованный геном 659 пациентов разных национальностей с тяжелой формой COVID-19 с геномом 534 пациентов с легкой или бессимптомной формой болезни.

Ученые выявили 24 мутации генов, которые:

  • препятствовали синтезу ИФН-1 клетками организма;
  • снижали восприимчивость клеток к молекулам интерферона;
  • стимулировали производство антител, способствующих уничтожению собственного интерферона.

Эти мутации были найдены у 3.5% пациентов с COVID-19. Причем у всех пациентов с данными мутациями была критическая форма заболевания.

Ученые отмечают, что полученные результаты нужно учитывать при лечении COVID-19 переливанием плазмы крови выздоравливающих пациентов. Если в переливаемой плазме будут антитела к ИФН-1, то такое лечение может усугубить течение болезни.