Лекарственная устойчивость и ее значение в процессе лечения ВИЧ-инфекции

Проблема формирования лекарственной устойчивости является, несомненно, очень актуальной и по своей сути ключевой, так как она во многом определяет эффективность химиотерапии ВИЧ-инфекции и СПИДа, а следовательно, может ставить под угрозу продолжительность жизни и лечения ВИЧ-инфицированиых пациентов.

Уже более чем 12 лет назад стало совершенно очевидно, что в процессе лекарственной терапии лечения ВИЧ-инфекции обязательно формируются мутантные варианты ВИЧ, резистентные к конкретному антиВИЧ-лекарству, что обусловливает его отмену и ввод очередного нового препарата, подавляющего репликацию ранее сформировавшегося ворганизме пациента резистентного варианта ВИЧ.

Резистентность к лекарственным антиВИЧ-препаратам определяется изменениями в первичной структуре нуклеиновой кислоты ВИЧ (его генома), когда имеет место замена одного или нескольких нуклеиновых оснований в тех участках генома ВИЧ, которые программируют синтез и активность фермента обратной транскриптазы ВИЧ и фермента протеазы ВИЧ. Именно такие локальные изменения в структуре генома ВИЧ и приводят к строго определенным (также локальным) изменениям в структуре этих двух ферментов, что выражается в замене аминокислоты, занимающей традиционное положение на другую аминокислоту. Это и обусловливает неэффективность действия антиВИЧ-лекарственных препаратов, являющихся соответственно ингибиторами активности двух ферментов.

Локальные (точечные) изменения в первичной структуре генома ВИЧ получили название мутаций, а варианты ВИЧ, геном которых содержит такие мутации, называются соответственно мутантами ВИЧ, которые формируются у пациентов в процессе лечения конкретным лекарством.

Такие вирусные мутанты и обладают лекарственной устойчивостью: резистентностью и сниженной чувствительностью к препаратам.

Лекарственная резистентность характеризуется двояко. Во-первых, она может носить генотипический характер, и, во-вторых, фенотипический. Под генотипической резистентностью понимают явление мутаций в геноме ВИЧ, одиночных или множественных мутаций, что фактически обусловливает фенотипическую резистентность. Под последней понимают изменение (снижение) чувствительности репродукции изолированного от пациента вируса к конкретному лекарственному средству. Такое изменение чувствительности выявляется в опытах in vitro, т.е. в культуре лимфоцитарных клеток.

Под резистентным вариантом ВИЧ принято считать снижение чувствительности к лекарству по сравнению с диким штаммом ВИЧ в 4 раза.

Таблица 1. Мутации в кодонах генома ВИЧ, обусловливающие резистентность к антиретровирусным лекарственным препаратам

Первичные мутации
Вторичные
мутации
Ингибиторы протеаз ВИЧ
Индинавир (криксиван) 46, 82 10, 20, 26, 32, 36, 54, 71, 77, 84, 90, 99
Ритонавир 46 20, 32, 33, 36, 54, 71, 84, 90
Саквинавир (инвираза) 48, 90 10, 20, 24, 30, 36, 46, 54, 63, 71, 73, 77, 82, 84
Нелфинавир 30, 90 10, 36, 46, 71, 73, 77, 82, 84, 88
Ампренавир 50, 84 10, 32, 46, 47, 54
Ингибиторы обратной транскриптазы ВИЧ
Зидовудин (ZDV) 41, 70, 215 41, 67, 210, 219
Диданозин (DDI) 74 65, 184
Залцитабин (DDC) 65, 69, 74, 184 65, 69, 184
Ламивудин (3ТС) 44, 118, 184 -
Ставудин (D4T) 44, 118, 184 50, 75, 178
Абакавир - 41, 67, 70, 115, 210, 215, 219
Мультинуклеотидные мутации 65, 74, 184 41, 62, 67, 70, 75, 77, 115, 116, 210
Невирапин 103, 106, 108, 181, 188, 190 100
Эфавиренц 103, 188, 190 100, 108, 225
Делавирдин 103, 181 236
Bartlett J.G. Medical Care of Patients with HIV Infection. 2000-2001, Lippincott Williams & Wilkins. Philadelphia, USA, p. 42.

Из приводимой таблицы следует, что мутации в геноме ВИЧ, в отдельных его кодонах, которые обусловливают резистентность к антиретровирусным лекарственным препаратам, в основном изучены, и места (порядковые номера) их локализации в геноме вируса определены. Из этой же интегративной таблицы следует, что существуют первичные и вторичные мутации, более или менее значимые, а следовательно, обусловливающие разную степень чувствительности к лекарству мутантных штаммов, о чем будет сказано далее.

Длительное, начиная с марта 1985 г., применение азидотимидина (ZDV, ретровир, зидовудин, тимазид) позволило, особенно в период монотерапии до 1996 г., выявить ряд мутаций в геноме ВИЧ (см. Таблицу 1), которые по-разному снижают чувствительность к ZDV. Например, мутация в кодоне 215 является критической, так как может снижаться чувствительность к препарату более чем в 20 раз, мутация в кодоне 70 снижает чувствительность к ZDV до 8-10 раз. Мутация в кодоне 41 снижает чувствительность в 4-5 раз, а клинические изоляты ВИЧ. содержащие мутации 215 и 41 одновременно, обладают сниженной чувствительностью к ZDV в 60 раз и более. И такой вариант ВИЧ эффективно репродуцируется в присутствии даже высоких концентраций ZDV. С другой стороны, немаловажно, что мутация в кодоне 67 не изменяет чувствительности к ZDV. Именно в таких случаях можно говорить об отсутствии лечебного эффекта ZDV и даже прогрессии ВИЧ-инфекции. Безусловно, и данной ситуации клиницист может констатировать ухудшение общего состояния пациента как следствие интенсификации инфекционного процесса, вызванного ВИЧ. Клиницист регистрирует прогрессивное увеличение количества вирусной РНК в крови пациента как следствие происходящего снижения эффективности лечения конкретным лекарственным препаратом. В основе этого лежит формирование мутантов ВИЧ со сниженной лекарственной чувствительностью. Приводимый рисунок хорошо отражает такой процесс. Под влиянием лечения ZDV в крови быстро снижается количество вирусной РНК до 90%. Однако к концу первого месяца приема ZDV уровень РНК ВИЧ может повышаться на 35-40% от исходного и остается на протяжении последующих месяцев на том же уровне, имея тенденцию к увеличению ее количества. Именно в этот период формируются мутантные варианты ВИЧ, обладающие сниженной чувствительность к ZDV. Обоснованное прекращение лечения ZDV приводит к дальнейшему ускорению увеличения количества РНК ВИЧ.

Так как в виде монотерапии ZDV повсеместно применялся не менее чем в течение 10 лет, то варианты ВИЧ, резистентные к нему, приобрели эпидемиологическое значение. Все пути передачи ВИЧ-инфекции могут служить факторами распространения вариантов этого вируса, т.е. резистентного к ZDV, включая путь передачи ВИЧ-инфекции от матери к ребенку в процессе беременности. При гетеросексуальном и гомосексуальном способах передачи ВИЧ-инфекции инфицирование ZDV-резистентным вариантом ВИЧ реально. При этом доказано, что ВИЧ-инфицированный пациент, носитель резистентного варианта вируса, в геноме которого имеются мутации 215, 70 и 74, инфицирует партнера (реципиента), от которого изолируется ВИЧ, геном которого содержит мутации в тех же позициях.

Источником изоляции резистентного варианта вируса служит кровь, спинномозговая жидкость, сперма и цервико-вагннальный секрет.

Резистентность к ZDV может формироваться у ранее ВИЧ-инфицированных беременных женщин, получавших ZDV, что может делать вероятным изоляцию ZDV-резистентного вируса от новорожденного; вместе с тем у инфицированной ВИЧ женщины в период беременности на фоне терапии ZDV могут сформироваться резистентные варианты ВИЧ, с последующей их изоляцией от новорожденных.

ZDV-резистентные варианты изолируются от б до 16% от общего количества клинических изолятов ВИЧ, поданным различных авторов. Мутации, определяющие ZDV-резистентность, сохраняются и в отсутствие приема препарата, несмотря на последующее эффективное лечение другими антиВИЧ-препаратами.

Особенности формирования резистентности в процессе антиретровирусной терапии, описанные на примере ZDV, могут распространяться на все официальные антиретровирусные лекарственные препараты как нуклеозидные и ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы ВИЧ, так и на ингибиторы ВИЧ-протеазы.

Рассмотрим особенности резистентностн к известному препарату "Видекс" (диданозин), который был вторым антиВИЧ-лекарством, относящимся к ингибиторам обратной транскриптазы ВИЧ, внедренным в практику лечения ВИЧ-инфекции. Этот препарат входит в многие схемы лечения ВИЧ-инфекции. Варианты ВИЧ, резистентные к диданозину, имеют мутации в кодонах 74, а также б5 и 184. В этом случае важно констатировать, что диданозин, применяемый после отмены ZDV, четко проявляет свое терапевтическое действие, и это было очень важно в первой половине 90-х годов. Особенностью лечения диданозином явилось то обстоятельство, что в процессе нарастания снижения к нему чувствительности среди изолятов ВИЧ наблюдается постепенное повышение чувствительности к ZDV. Такое снижение чувствительности к диданозину и приводит к последующей замене диданозина на ZDV. Это важно для продолжения эффективного лечения ВИЧ-инфекции. Восстановление чувствительности к ЛЗТ определяется мутацией в кодоне 74 у диданозин-резистентного варианта ВИЧ.

Резистентность к ламивудину (ЗТС) проявляется через 4-5 нед после его применения в виде монотерапии. Это связано с появлением варианта ВИЧ, имеющего мутацию в кодоне 184. При сочетании же лечения ламивудином с ZDV вероятность возникновения резистентных штаммов ВИЧ к ламивуди1гу снижается и в значительно большей степени при его сочетании с ингибиторами протеаз.

Ставудин или зерит (d4T) - одно из известных антиВИЧ-лекарств, также, как и ZDV, структурный аналог тимидина и также относится к группе лекарств, являющихся ингибиторами обратной транскриптазы. За последние три-четыре года интерес к нему значительно вырос, и ставудин включен в препараты первой линии. Ставудин обладает уникальным свойством; общепризнанно, что к нему формируется резистентность значительно медленнее, чем к другим ингибиторам обратной транскриптазы. Одна значимая мутация в кодоне 75 хотя и определяет резистентность к ставудину, тем не менее не является критической - снижение чувствительности не более чем в 5-7 раз. Оказалось возможной терапия с помощью ставудина в течение длительного периода (29 мес). Применение ставудина в течение двух лет после длительного приема ZDV не позволило выявить в клинических изолятах мутаций в кодоне 75. На пример медленного формирования резистентности к ставудину указывают результаты его сочетанного применения с видексом в течение более года. Практически не снижалась чувствительность у клинических изолятов ВИЧ к каждому из этих двух препаратов. Эти результаты обусловили достаточную популярность данной схемы лечения.

Резистентные клинические изоляты ВИЧ к зальцитабину (хивид, дидезоксицитидин) характеризуются мутацией в кодонах 65, а также 69, 74,184. В обстоятельном исследовании установлено, что формирование резистентных мутантов к этому препарату при лечении ВИЧ-инфекции не происходит в течение 48 ] 1ед, если сочетать зальцитабин с ZDV. Препарат активен в отношении вариантов ВИЧ, резистентных к ZDV, а в отношении вариантов ВИЧ, резистентных к ламивудину (ЗТС), имело место начальное снижение чувствительности в 3,3-4,4 раза.

Существует такое явление, как мультинуклеозидняя резистентность, когда геном ВИЧ содержит мутации ко всем нуклеозидам - ингибиторам обратной траискриптазы ВИЧ. Такие мутации содержатся в кодонах 69, 151, 41, 62, 67 (см. таблицу). Информация о мультинуклеозидных мутациях важна, так как она во много определяет чувствительность клинических изолятов ВИЧ не только к нуклеозидным препаратам, но и естественно влияетна явление перекрестной резистентности у этой группы препаратов, а следовательно, может определять ввод очередного нуклеозидного препарата в длительный процесс лечения ВИЧ-инфекции.

Явление резистентности к ненуклеозидным ингибиторам обратной транскриптазы и период монотерапии оказывало большое влияние на терапевтическую эффективность препаратов этой группы. Необходимость их отмены через несколько недель приема, например, невирапина, обусловливалась во многом изоляцией от пациентов штаммов ВИЧ с глубоким уровнем резистентности к таким лекарствам. Однако применение таких препаратов в сочетании с ингибиторами ВИЧ-протеазы и нуклеозидами сделало ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы невирапин (вирамун), делавердин (рескриптор) и эфавиренц (стокрин, састива) центами компонентами лекарственной терапии ВИЧ-инфекции. Резистентность к каждому препарату этой группы определяется мутациями в кодоне 103.

Рассматривая проблему резистентности к ингибиторам протеазы ВИЧ следует иметь в виду, что опыт их применения в монотерапии непродолжителен; лекарственная же устойчивость к этой группе химиопрепаратов установлена для всех пяти представителей этого класса антиВИЧ-лекарств. Она определяется множественными мутациями в протеазном гене ВИЧ (см. таблицу). Число мутаций, определяющих резистентность, значительно больше, чем в случае ингибиторов обратной транскриптазы. Такие изменения в геноме ВИЧ приводят к соответствующим изменениям в структуре протеазы ВИЧ, что обусловливает невозможность взаимодействия ингибитора с этим ферментом, т.е. ВИЧ-протеазой. Поэтому резистентность к протеазным ингибиторам следует рассматривать в контексте комбинированной терапии, и основе которой лежит одновременное применение ВИЧ-инфицированными пациентами лекарств, являющихся и ингибиторами ВИЧ-протеазы и ингибиторами обратной транскриптазы. На сегодня это главный принцип антиретровирусной терапии, хотя появились и новые тенденции, связанные с включением в комбинированную терапию ненуклеозидных ингибиторов обратной транскриптазы ВИЧ. Комбинированная терапия - выдающееся достижение и современной медицине. В ходе реализации такой стратегии достигается глубокое подавление репродукции ВИЧ в организме инфицированного пациента, что приводит к восстановлению функций иммунитета и значительно улучшает качество жизни.

Можно констатировать, что в ходе длительной комбинированной терапии резко замедляются темпы снижения эффективности лечения, что является прямым следствием уменьшения вероятности формирования резистентных к лекарствам вариантов вирусов. Есть основание говорить о факторе предотвращения лекарственной устойчивости у ВИЧ-инфицированных пациентов при комбинированной терапии. Стало возможным реализовать непрерывно одну комбинированную схему терапии: ингибитор протеазы + два ингибитора обратной транскриптазы или только три ингибитора обратной транскриптазы, один из которых ненуклеозидный, даже в течение трех лет и более. Это указывает на крайне медленный процесс формирования штаммов ВИЧ, резистентных к принимаемым препаратам в условиях глубокого подавления ВИЧ-инфекции. Например, в процессе терапии ВИЧ-инфекции с помощью ZDV в течение 24 нед резистентные к этому препарату варианты ВИЧ были изолированы у б5% пациентов; при лечении комбинацией ZDV и ламивудином (ЗТС) были получены близкие результаты; при лечении в течение того же срока ингибитором протеазы индинавиром, резистентные варианты ВИЧ изолируются от 50% пациентов; при лечении индинавиром в сочетании с ZDV и ламивудином (24 мед) резистентные варианты вируса изолируются в 5% случаев.

Показательно также клиническое изучение, когда применялась комбинация индинавира в сочетании с ZDV и видексом (диданозином) (36 нед). В этом случае резистентные штаммы ВИЧ к видексу вообще не изолировались ни от одного из 20 пациентов в сравнении с группой получавших только видекс и ZDV (10 из 22).

В другом успешном по результатам клиническом изучении при лечении ставудином (D4T) в сочетании с ламивудином и индинавиром (Зб нед) к первому препарату не изолировались резистентные варианты ВИЧ, ко второму и третьему препаратам изолировались только с низким уровнем резистентности менее чем у 10% пациентов.

Терапия ВИЧ-инфекции сочетаниями двух нуклеозидов и по крайней мере одного ингибитора протеазы ВИЧ, например сакуинавира (фортовазы), также обеспечивает длительную эффективную терапию и низкий уровень изоляции резистентных штаммов ВИЧ. Вместе с тем такие варианты ВИЧ, как проявление фенотипической резистентности, изолируются и при комбинированной терапии, что отмечалось ранее и при некоторых схемах, включающих ZDV, ламивудин и ненуклеозидный ингибитор обратной транскриптазы, изоляция резистентных штаммов ВИЧ может иметь место. Например, при такой схеме лечения устойчивые к ZDV варианты вируса изолируются в 15 случаях из 21 и кламивудину у 30 пациентов из 39. Снижение чувствительности к видексу на фоне применения ненуклеозидного ингибитора было у 3 пациентов из 1б, а в другом исследовании - у 8 пациентов из 60. Показательно, что к ставудину не изолировались резистентные варианты ни от одного из пациентов в условиях именно такой комбинированной терапии.

Одним из достижений комбинированной терапии стало сочетание лекарств, которое обеспечивает длительный их прием (до двух лет). Естественно, что такое положение должно сопровождаться устойчивым низким уровнем содержания вирусной РНК в крови инфицированных пациентов. Примером могут служить почти двухлетние (еще продолжающиеся) испытания Athlantic Study. В ходе осуществления этого исследования реализуются следующие лечебные схемы. Первая: ставудин (d4T) + видекс (диданозин) + индинавир (криксиван). Вторая: ставудин + видекс + невирапин (вирамун). Третья: ставудин + видекс + ламивудин (ЗТС). Как видно, вторая и третья схемы включают только ингибиторы обратной транскриптазы ВИЧ. Длительная успешная реализация таких схем указывает на медленный процесс нарастания резистентности к каждому из препаратов (низкий уровень резистентности).

Низкие концентрации препаратов создают благоприятные условия для формирования вариантов ВИЧ с лекарственной устойчивостью, что довольно часто проявлялось в период монотерапии, сыгравшей крупную роль и продолжающей занимать немаловажное место и в настоящее время. Поэтому важно, как показывает опыт, в целях предотвращения формирования устойчивых вариантов этого вируса, чтобы количество принимаемых пациентами препаратов было бы оптимальным, имея в виду, в первую очередь, максимальное подавление репродукции вирусов у ВИЧ-инфицированных пациентов. В связи с этим актуально, чтобы каждый препарат обладал благоприятными фармакокинетическими параметрами, чтобы его биодоступность обеспечивала высокоэффективную концентрацию препарата в. процессе его многомесячного приема не только в крови, но и в клетках, где непосредственно реализуется ВИЧ-инфекция - СD4-лимфоцитах и моноцитах.

Литература

1. Antiviral Drug Resistance. Ed D.D.Richmond P374. J.Wiley & Sons.N.Y., 1997.

2. AIDS THERAPY. Eds R.Dolm, H.Masur, M.S.Saad P.864. Churchill Livingstone, N.Y., 1999.

3. Guide to HIV/AIDS THERAPY (The Sanford) 2000. Ed. Sande M.A. Gilbert D.M., Moellering R.C. Antimicrobial Therapy, Inc., USA, 134p.

4. Bartlett J.G. Medical care of patients with HIV infection. 2000-2001, Lippincott Williams & Wilkins. Philadelphia, USA, 254p.

5. Покровский В. И., Ермак Т. Н., Белякова Д. Д., Юрин О. Г. ВИЧ-инфекция. Клиника, диагностика и лечение ГЭОТАР М, Медицина, 2000; 489 с.

6. Галегов Г. А. Прогресс химиотерапии ВИЧ и СПИДа. Антибиотики и химиотерапия. 1999; 1: 62-6.

7. Hirsch M. S., Comwav В., D'Aquila R.T. Antiretroviral Drug Resistance Testing in Adults with HIV infection. J Amer Med Assoc. 1998:279(24): 1984-91.

8. Carpenter C.C., Fiscbi M.A., Hammer S. V., Hirsch M.S. Antiretroviral Theraру for HIV infection in 1998. J. Amer Med Assoc 1998-280(1): 78-85.

9. Ten Years оf HIV Therapy. Ed. J. Lange. 1997, р.83. Intern. Med Press.

10. Рillау D., Taylor S., Richman D. Incidence and impact of resistance against approved antiretrovial drugs. Rev Med Virol 2000; 1: 231-56.

11. Lepti A.C., Sabin C.A., Staszewski S. Resistance Profiles in Patients with Viral Rebound on Potent Antiretroviral Therapy. J Infect Dis. 2000; 181 (3): 1443-7.