Автореферат и диссертация по медицине (14.00.36) на тему:Некоторые механизмы формирования неспецифической защиты детей от гриппа и других острых респираторных вирусных инфекций

Актуальность проблемы. Заболеваемость населения гриппом и другими ОРВИ во всех странах мира, по сравнению с заболеваемостью другими инфекциями, занимает ведущее место. В России на долю гриппа и других ОРВИ приходится до 90% всех инфекционных заболеваний [58]. Основной возрастной группой населения, вовлекаемой в эпидемический процесс, являются дети до 14 лет, среди которых эти заболевания только официально регистрируются в 57% случаев [15].

Широкое применение специфической профилактики гриппа в стране позволило активно воздействовать на течение эпидпроцесса, в результате чего при охвате прививками до 80% населения, суммарная заболеваемость гриппом и другими ОРВИ различных групп населения снижалась в среднем в 1,5 раза.

Однако специфическая профилактика гриппа даже теоретически не решает проблемы снижения уровня респираторных вирусных инфекций, так как в сумме этих заболеваний доля гриппа в среднем составляет 25%, а респираторных вирусных инфекций негриппозной этиологии -75% [44].

Положение в последние годы усугубляется десятикратным сокращением объема профилактических прививок против гриппа, отсутствием в практическом здравоохранении вакцин против других возбудителей ОРВИ, а также снижением уровня иммунитета у привитых к началу нового эпидсезона, что делает необходимым проведение ежегодной массовой вакцинации для создания достаточно высокой иммунной прослойки. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется поиску препаратов, способных стимулировать неспецифические факторы резистентности организма не только к вирусам гриппа, но и к большой группе других вирусов, вызывающих острые респираторные заболевания. 5

В частности, перспективным препаратом, обладающим полифункциональным действием, безопасностью для здоровья человека и экономичностью производства является экстракт, полученный из люцерны (МесИса§о falcata) - эраконд, в качестве действующего начала которого выступают гуминовые соединения.

Предварительными исследованиями была показана возможность применения эраконда для защиты детского населения от гриппа и других ОРВИ (75,78,79). Однако механизмы действия препарата остались не раскрытыми.

Вышеизложенные положения нашли отражение в планах НИР Екатеринбургского НИИ вирусных инфекций и Отраслевых программах.

Цель исследования: Изучение некоторых механизмов действия препарата растительного происхождения эраконд и обоснование возможности применения его для создания невосприимчивости организма к респираторным вирусным инфекциям в эксперименте и клинике.

Задачи исследования:

1. Обосновать возможность применения эраконда для экстренной профилактики гриппа и других острых респираторных вирусных инфекций с целью создания невосприимчивости организма к этим заболеваниям.

2. Изучить иммунотропную активность эраконда при лечении детей с бронхолёгочной патологией вирусной этиологии.

3. Исследовать роль эраконда в формировании иммунологической реактивности организма, влияние его на патоморфологические и биохимические изменения в органах инфицированных белых 6 мышей, а также определить противовирусную эффективность препарата.

4. Оценить состояние коллективного иммунитета к эпидемически актуальным штаммам вируса гриппа в динамике за период с 1988 по 1998 годы на основе анализа суммарной заболеваемости респираторными инфекциями населения крупного промышленного центра.

Научная новизна Дана оценка эффективности эраконда при применении препарата для стимуляции неспецифических факторов защиты организма от гриппа и других острых респираторных вирусных инфекций. Показана целесообразность использования эраконда как иммунокорригирующего средства в клинической практике при лечении детей с бронхолегочной патологией.

Установлена противовирусная эффективность фитопрепарата при острой экспериментальной гриппозной инфекции у белых мышей.

Определено влияние эраконда на патоморфологические изменения в легких инфицированных животных, показана возможность использования некоторых биохимических тестов для оценки влияния фитопрепарата на течение инфекционного процесса.

По данным многолетних наблюдений за гриппом (1988-1998) отмечено, что в современных условиях эпидемический процесс характеризуется выраженной напряженностью коллективного иммунитета населения к эпидемически актуальным вирусам гриппа А1,АЗ и В, вызывающими практически ежегодный сезонный подъем заболеваемости с преимущественным поражением детского населения.

Положения, выносимые на защиту 1. Пероральным применением эраконда в комплексе с терапевтическими средствами может быть обеспечена коррекция клеточного иммуните7 та и активная стимуляция процесса клинического выздоровления у детей с бронхолёгочной патологией вирусной этиологии.

2. Результаты исследования эффективности эраконда при защите детей от гриппа и других острых респираторных вирусных инфекций свидетельствуют о реальной возможности широкого применения его для экстренной неспецифической профилактики, а также для дополнительной защиты привитых гриппозными вакцинами детей.

3. Парентеральное введение эраконда инфицированным белым мышам, позволяет подавить репродукцию вируса гриппа в легких и снизить летальность животных до 40% при 100% гибели их в контроле. Фитопрепарат стимулирует выработку эндогенного интерферона, активизирует функцию фагоцитоза, антителогенез и клеточный иммунитет.

4. Особенности коллективного иммунитета к гриппу по данным многолетних наблюдений свидетельствуют о закономерном формировании гуморального иммунитета к эпидемически актуальным вирусам гриппа А и В после прошедшей эпидемии или в результате скрытой циркуляции возбудителя в межэпидемический периоды.

Практическая значимость работы Результаты исследований внедрены в практику здравоохранения в г.г. Екатеринбурге и Верхней Пышме. В приложении к ежегодным приказам Минздрава Свердловской области наряду со специфической профилактикой гриппа рекомендовано применение неспецифических средств защиты, в том числе и эраконда (акт внедрения от 10.03.2000 г.). Рекомендовано применение эраконда в комплексе с другими терапевтическими средствами для лечения детей с бронхолёгочной патологией вирусной этиологии в работе врачей детской многопрофильной клинической больницы №10 г. Екатеринбурга (акт внедрения от 28.03.2000 г.). Результаты разработок по эраконду включены в раздел учебного плана Уральской Государст8 венной медицинской академии для студентов, обучающихся на кафедре фармакологии (акт внедрения от 03.03.2000 г.).

Апробация работы Диссертация апробирована на заседании Ученого Совета ЕНИИВИ в 2000 году. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на заседаниях Ученого Совета и научных конференциях ЕНИИВИ (Екатеринбург, 1995,1996,1997,1998); конференции молодых ученых Уральской государственной Медицинской Академии (Екатеринбург, 1996, 1997,1999); IV международном симпозиуме «Биологически активные добавки к пище: XXI век» (Санкт-Петербург, 2000).

Публикац ии По теме диссертации опубликовано 14 научных работ.

Считаю своим долгом выразить огромную благодарность моим научным руководителям - директору Екатеринбургского научно-исследовательского института вирусных инфекций доктору медицинских наук, профессору Заслуженному деятелю РФ Глинских Н.П. и заведующему кафедрой эпидемиологии Уральской медицинской академии доктору медицинских наук, профессору Слободенюку A.B. за постоянное внимание, всестороннюю помощь и полученные знания. За оказанную мне помощь в выполнении работы выражаю глубокую признательность сотрудникам кафедры детских инфекционных болезней Уральской медицинской академии под руководством доктора медицинских наук, профессора Сабитова А.У., сотрудникам кафедры детских болезней Уральской медицинской академии под руководством доктора медицинских наук, профессора Шилко В.И. и сотрудникам лаборатории патоморфологии Екатеринбургского НИИ вирусных инфекций под руководством доктора медицинских наук профессора Ермана Б. А. 9

ЧАСТЬ I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

выводы

Формирование коллективного иммунитета, по данным многолетних исследований, свидетельствует о закономерной продукции антител к эпидемически актуальным вирусам гриппа А и В после прошедшей эпидемии или в результате скрытой циркуляции возбудителей.

Применение эраконда стимулирует неспецифические факторы резистентности организма к респираторным вирусным инфекциям. Пероральный прием препарата в период начавшейся эпидемии гриппа позволяет снизить суммарную заболеваемость среди непривитых детей в 1,6 раза и в 2,5 раза - у привитых, по сравнению с контрольными группами.

Назначение эраконда при комплексном лечении детей с острыми респираторными вирусными инфекциями двукратно снижает риск развития осложнений в результате перенесенного заболевания.

Использование эраконда при лечении детей с бронхоле-гочной патологией вирусной этиологии позволило выявить иммунокорригирующее действие препарата, его способность стимулировать процесс клинического выздоровления и обеспечить сокращение продолжительности пребывания больных в стационаре на 5 дней по сравнению с контролем. Применение фитопрепарата эраконд приводит к снижению репродукции вируса гриппа в легких инфицированных мышей, повышает резистентность организма к инфекции за счет продуцирования эндогенного интерферона и положительно влияет на процесс разрешения воспаления в органах экспериментальных животных.

108

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Значимость проблемы респираторных вирусных инфекций во всем мире определяют масштабы заболеваемости, большое количество сопутствующих осложнений и значительные экономические потери. В России на долю гриппа и других ОРВИ приходится до 90% всех инфекционных заболеваний. В отдельные годы респираторные вирусные инфекции составляют до 40% всех заболеваний взрослых и более 60% среди детей [15,58].

Ежедневный многолетний учет и анализ заболеваемости гриппом и другими ОРВИ в г. Екатеринбурге в различных возрастных группах людей позволили выявить, что практически ежегодно повторяющиеся в течение последнего десятилетия (1988-1998) эпидемические подъемы гриппа обусловлены одновременной циркуляцией вирусов гриппа А1, А и В. Однако при таком типовом многообразии возбудителей в эпидпро-цессе, как правило, доминировал один из вариантов. Кроме того, в пре-дэпидемические и эпидемические периоды с помощью лабораторных методов диагностики выявлялось значительное количество (до 59,8%) заболеваний, вызванных вирусами парагриппа, адено- и респираторно-синцитиальным вирусами.

Изучение состояния коллективного иммунитета к вирусам гриппа А и В свидетельству ет о манифестной и скрыто протекающей формах инфекционного процесса, что проявляется различным количеством противогриппозных антител в течение года. Число лиц, имеющих антитела к вирусам гриппа А1, АЗ и В в титрах, определяемых как условно-защитные, увеличивается после прошедших эпидемий до 58-89%, затем в динамике наблюдается его уменьшение. Последующие эпидемические подъемы заболеваемости гриппом возникали на фоне снижения имму

98 нитета к этой инфекции, что свидетельствует о необходимости ежегодной защиты населения от гриппа.

Анализ заболеваемости людей гриппом и другими ОРВИ в наблюдаемые годы показал, что основным поражаемым контингентом, вовлекаемым в эпидпроцесс, продолжают оставаться дети до 14 лет, которые болели респираторными вирусными инфекциями в 3-5 раз чаще, чем взрослые.

Результаты этих исследований подтверждают предположения, ранее высказанные другими авторами, о необходимости дальнейшего совершенствования тактики комплексной защиты детей от гриппа и других ОРВИ [53,68].

Не умаляя значение специфической профилактики этих инфекций, следует признать, что эффективность вакцинопрофилактики нестабильна и существенно зависит от степени антигенного соответствия вакцинных и эпидемических штаммов вируса, качества препаратов и условий их применения. Принципиальное значение для детей имеет разработка рациональной, обоснованной тактики иммунизации с учетом безвредности и эффективности вакцин при их многократном введении, а также особенностей поствакцинального иммунитета у детей разного возраста [69]. Поэтому, наряду с совершенствованием вакцинопрофилактики, исключительно перспективным следует признать путь неспецифической защиты детей от гриппа и других ОРВИ, экстренной профилактики, осуществляемой в период сезонного подъема заболеваемости.

В этом направлении ведется интенсивный поиск биологически активных веществ, в том числе и растительного происхождения, обладающих иммунокорригирующими и противовирусными свойствами в отношении широкого круга возбудителей [13,89,111,136]. В частности, для неспецифической профилактики гриппа и других ОРВИ среди детей

99 и взрослых использовали экстракты элеутерококка /Eleuterococcus sen-tuocus/, женьшеня /Panax giseng/, радиолы розовой /Rhodiola rosea/ и некоторые другие [54,103]. Однако наряду с положительной оценкой применения данных препаратов, следует учитывать высокую стоимость использованного растительного сырья и необходимость длительных курсов приема препаратов для достижения необходимого профилактического эффекта.

Таким образом, несмотря на широкий спектр противовирусных и иммунокорригирующих средств природного происхождения, проблема поиска высокоэффективных растительных препаратов для создания неспецифической резистентности организма к инфекционным заболеваниям остается весьма актуальной.

Нами была изучена возможность применения для профилактики и лечения гриппа и других ОРВИ нового фитопрепарата эраконд, полученного из недорогого и легкодоступного сырья - надземной части люцерны /Medicago falcata/. Для оценки его эффективности использовали различные тесты - вирусологические, иммунологические, биохимические, морфологические, клинические и эпидемиологические, применение которых позволило выявить некоторые механизмы действия препарата.

Результаты экспериментальных исследований, выполненных на белых мышах при интраназальном заражении адаптированным к ним вирусом гриппа A/PR/8/34 (H1N1) в дозе 100 ИД50, показали, что при острой гриппозной инфекции животные погибали в 100% случаев. При парентеральном введении мышам до и после заражения раствора эра-конда летальность в опытной группе снижалась до 40%.

С помощью вирусологических методов было установлено, что эраконд подавлял репродукцию вируса гриппа в легких инфицированных мышей. На 15 сутки после интраназального заражения количество

100 инфекционного вируса гриппа в легких животных, которым вводили эраконд, было в 32 раза меньше, чем в группе контрольных мышей.

По нашему мнению, основой опосредованного влияния эраконда на вирус гриппа является стимуляция продуцирования в организме эндогенного интерферона, который, кроме противовирусной активности, обладает рядом биологических свойств, обеспечивающих стимуляцию иммунных реакций, фагоцитарную активность макрофагов, усиление выработки естественных киллеров, активизацию процесса антителообра-зования и повышения резистентности клеток к вирусному инфицированию.

При изучении интерфероногенной активности эраконда было показано, что препарат обладает способностью индуцировать выработку эндогенного интерферона, максимальное количество которого при дозе препарата в 50 мг наблюдалось уже через 24 часа после введения, а при меньшей - через 72 часа.

Выявленное свойство эраконда может иметь особо важное прикладное значение для повышения резистентности организма к возбудителям инфекционных заболеваний в случаях, связанных с необходимостью проведения экстренной профилактики.

Полученные данные по изучению влияния эраконда на антитело-генез показали, что при парентеральном введении фитопрепарата наблюдается активизация процесса образования противогриппозных антител как у иммунизированных, так и у инфицированных животных. Содержание антигемагглютининов в сыворотках крови инфицированных мышей, получавших препарат, было в Я,5 раза выше, чем в группе контрольных животных. В группе мышей, которые были иммунизированы вируссодержащей жидкостью совместно с фитопрепаратом, содержание антигемагглютининов в сыворотке крови было в 4,7 раза выше, чем в контроле.

101

Стимулирующее действие эракоида на антителогенез у иммунизированных против гриппа животных свидетельствует о целесообразности отдельного изучения этого явления с целью возможного применения фитопрепарата в качестве иммунного стимулятора при вакцинации.

Поскольку для интерпретации результатов исследований важное значение имеет выявление механизмов действия фитопрепарата, особенно на функции иммунной системы и некоторые неспецифические факторы резистентности организма, в отдельных исследованиях на мышах линии Ва1Ь/с были изучены фагоцитарная активность перитонеаль-ных макрофагов, адгезивная активность фагоцитирующих клеток, спле-ноцит-индекс и формирование клеточного иммунитета в реакции торможения миграции спленоцитов.

Особое внимание было уделено фагоцитозу, так как данный процесс запускает секрецию обширного круга соединений, в том числе медиаторов иммунного и воспалительного ответа, а также является необходимым условием процессинга антигена и представления его соответствующим клеткам иммунной системы.

Для комплексной оценки влияния фитопрепарата на эффективность процесса фагоцитоза определяли адгезивную способность макрофагов и изменение активности фермента миелопероксидазы, локализующейся в гранулах фагоцитирующих клеток.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что в группе инфицированных животных получавших препарат, адгезивная способность макрофагов увеличивалась в 1,9 раза, а фагоцитаный показатель - в 1,8 раза по сравнению с группой инфицированных животных, которым эраконд не вводили.

Наибольшее значение активности фермента миелопероксидазы было отмечено в группе животных, получивших эраконд на 7 сутки после интраназального заражения их вирусом гриппа, когда данный пока

102 затель превышал то же значение у инфицированных мышей в 2,3 раза. К 25 суткам с момента наблюдения активность миелопероксидазы во всех группах соответствовали контрольным значениям.

Для оценки влияния фитопрепарата на иммунокомпетентные органы вычисляли спленоцит-индекс. Было показано, что введение эра-конда индуцировало появление новых сенсибилизированных спленоци-тов. Защитное действие появлялось, в данном случае, за счет регенерации клеток ретикулоэндотелиальной системы. К 15 суткам после начала наблюдения спленоцит-индекс инфицированных животных, получавших препарат, превышал данный показатель в группе контрольных инфицированных мышей в 1,9 раза.

Анализ результатов теста формирования гиперчувствительности замедленного типа в РТМЛ показывает увеличение выработки в 1,5 раза фактора МИФ клетками у инфицированных животных, получавших эра-конд, что свидетельствует о сенсибилизации иммунокомпетентных клеток антигеном и активизации клеточного иммунитета.

Одновременно было изучено влияние эраконда на некоторые биохимические процессы в организме, такие как изменения активности щелочной фосфотазы и интенсивности перекисного окисления липидов. Последние в качестве молекулярного механизма клеточного повреждения обуславливают появление в клетке первичных продуктов (гидроперекисей), дальнейший распад которых вызывает накопление широкой гаммы функционально неадекватных компонентов, вовлекаемых в систему клеточного метаболизма и индуцирующих механизмы токсического, канцерогенного, тератогенного и эмбриотоксического эффектов.

Один из таких продуктов - малоновый диальдегид (выявляемый в тесте с тиобарбитуровой кислотой) является важным показателем тяжести протекания патологического процесса [64].

103

По результатам проведенных тестов было определено, что, несмотря на наличие клинических проявлений инфекции, обусловленных присутствием вируса гриппа в организме, эраконд способствует снижению тяжести патологического процесса, нормализуя дисбаланс окислительных процессов в легких и уровень щелочной фосфатазы в организме лабораторных животных.

Положительные результаты экспериментальных исследований послужили основанием для проведения оценки эффективности эраконда в наблюдениях на детях при пероральном применении его в качестве пищевой добавки.

Оценка иммуногенной активности живой гриппозной вакцины показала, что этот препарат не оказывает существенного влияния на формирование высоконапряженного иммунитета у привитых, что, в конечном итоге, отразилось на его профилактической эффективности.

При дополнительной защите эракондом вакцинированных детей наблюдается эффект суммарного действия, что позволяет в период эпидемии снизить заболеваемость гриппом и другими ОРВИ в 2,5 раза. Суммарная заболеваемость гриппом и другими ОРВИ среди детей, защищенных только эракондом, была снижена в этот период в 1,6 раза.

Результаты проведенных исследований по сравнительной оценке эффективности методов специфической, экстренной неспецифической и комбинированной защиты детей от гриппа и других ОРВИ свидетельствуют о реальной возможности широкого применения фитопрепарата эраконд как в качестве самостоятельного средства для экстренной неспецифической профилактики этих инфекций, так и для дополнительной защиты вакцинированных детей.

Влияние некоторых фитопрепаратов на функциональную активность клеточного и гуморального иммунитета позволяет выделить их в группу иммунокорригирующих средств, рекомендуемых для примене

104 ния при иммунодефицитных состояниях, в первую очередь у детей, часто болеющих респираторными вирусными инфекциями. Применение подобных препаратов, в частности, эраконда, для лечения таких детей увеличивает эффективность терапии, так как повышает сопротивляемость организма к респираторным вирусным инфекциям, а это особенно важно в условиях разнообразия и изменчивости возбудителей данных заболеваний.

В этой связи было проведено клинико-лабораторное изучение возможности применения фитопрепарата эраконд для лечения детей в остром периоде заболевания, а также детей, в анамнезе которых были зарегистрированы частые заболевания респираторными инфекциями, осложненные пневмониями и обструктивными бронхитами. В остром периоде заболевания фитопрепарат включали в комплексную терапию стенозирующих ларинготрахеитов у детей. Клинические наблюдения показали, что эраконд не влияет на длительность заболевания, но предотвращает развитие осложнений типа нисходящего трахеобронхита, пневмонии и отита в 100% случаев. В контрольной группе детей перечисленные осложнения отмечались в 50% случаев.

При лечении обструктивных бронхитов и пневмоний, развивающихся на фоне ОРВИ у детей, часто болеющих этими инфекциями и сопровождающимися снижением содержания в периферической крови Т- и В-лимфоцитов, использование фитопрепарата эраконд в комплексе с терапевтическими средствами способствовало статистически достоверному увеличению В-лимфоцитов до 12,6±1,9% и Т-лимфоцитов до 45,1±0,11%, а также приведению к нормальным показателям общего количества лимфоцитов, уровня и иммунорегуляторного индекса.

В контрольной группе среди детей, получавших только традиционное лечение, содержание Т-лимфоцитов в периферической крови

105 практически не изменилось, а количество В-лимфоцитов увеличилось лишь в 1,1 раза.

Дети, получавшие эраконд, находились в стационаре в сравнении с детьми контрольной группы в среднем на 5 дней меньше.

Нормализация под влиянием фитопрепарата показателей иммунного статуса у детей, часто болеющих респираторными вирусными инфекциями, является еще одним доводом в пользу включения его в комплекс средств неспецифической профилактики данных инфекций, так как положительные результаты, полученные при применении эраконда, связаны, по-видимому, не только со стимуляцией препаратом показателей неспецифической защиты организма, в частности, интерфероноген-ной активностью, но и с его иммунокорригирующим действием.

Положительные результаты, полученные при экспериментальных исследованиях механизмов формирования некоторых факторов неспецифической защиты организма под влиянием нового фитопрепарата эраконд позволили сделать вывод о принципиальной возможности использования препарата для неспецифической профилактики гриппа и других ОРВИ у здоровых детей и лечении детей с бронхолегочной патологией вирусной этиологии.

Выявленная в экспериментах на лабораторных животных и в наблюдениях на детях высокая эффективность эраконда при гриппе и других ОРВИ позволяет рекомендовать данный препарат для дальнейшего использования в качестве средства повышающего резистентность организма к этим инфекциям.