Характеристика вируса и противовирусный иммунитет

Varicella zoster virus (VZV) наряду с вирусами простого герпеса 1-го и 2-го типов входит в семейство Herpesviridae, подсемейство α-herpesviridae, обладает строгой видовой специфичностью и паразитирует только в организме человека. Геном вируса представлен линейной двухцепочечной
ДНК (124884 н. п.), содержащей кодирующие последовательности 71 гена. Икосаэдрический нуклеокапсид вируса (162 капсомера) покрыт липидной оболочкой. Вирионы плейоморфны, их диаметр составляет 150–200 нм. Через 72 ч после заражения чувствительной культуры клеток VZV вызывает цитопатический эффект, характеризующийся формированием большого количества многоядерных
синцитиев без продукции стабильных вирионов. В процессе репликации VZV продуцируются 12 поверхностных белков с преобладанием гликопротеина Е (gE), который считается основным протективным антигеном и белком, ответственным за вирулентность вируса в нейропатогенезе [1]. Кроме gE, продуцируются гликопротеины B, I и H. В инициации клеточного иммунного ответа на VZV участвуют вирусные белки – продукты трансляции с открытых рамок считывания (ОРС) 4 и 63 [2]. Обычно при латенции вируса в нейронах выявляются продукты ОРС 4, 21, 29, 62, 63 и 66. Исследование латентно инфицированных ганглиев тройничного нерва с помощью ПЦР-РВ показало также наличие вирусных транскриптов, транслируемых с ОРС 11, 41, 43, 57 и 68 [3].

Долгое время было известно лишь об одном серотипе VZV. Однако в 1998 г. A.Richard и соавт. [4] был
выделен мутантный штамм вируса – VZV-MSP, у которого в gE отсутствовал В-клеточный эпитоп, необходимый для реализации процессов комплементзависимой нейтрализации и антителозависимой цитотоксичности. Показано, что основной функцией анти-gE- антител является нейтрализация вируса, а их продукция осуществляется в ответ на VZV-инфекцию или вакцинацию живой аттенуированной вакциной. Анти-gВ-антитела, продуцируемые в результате иммунизации живой вакциной, также обладают вируснейтрализующими свойствами, однако после перенесённого заболевания определяются не всегда [5]. В 1999 г. в Канаде у 75-летнего мужчины с клинической картиной опоясывающего лишая был выделен штамм вируса со сходной мутацией в гене gE – VZV-BС. В 2006 г.
B.Z.Wirgart и соавт. [6] опубликовали данные о штаммах VZV, принадлежащих к так называемым ускользающим мутантам, которые не вступали во взаимодействие с вируснейтрализующими моноклональными антителами к VZV. Как выяснилось, мутантные штаммы фенотипически отличаются от диких штаммов VZV, лучше размножаются in vitro и in vivo. Была высказана точка зрения, что мутантные штаммы могут вызывать более тяжелую форму VZV-инфекции. S. Natoli и соавт. [7] описали случай тяжёлой диссеминированной формы гепатита с летальным исходом у больного с нормальным иммунитетом, вызванный мутантным по gE VZV.

D.E. Michalik и соавт. обнаружили прямую связь между высокой концентрацией антител к VZV в сыворотке крови пациентов и отсутствием клинически выраженной инфекции. У людей пожилого возраста со сниженными показателями клеточного иммунитета, но с высокими титрами анти-VZV-антител в сыворотке крови риск развития ветряной оспы, как правило, минимизирован. Установлено, что заболевание ветряной оспой вследствие контакта с источником VZV можно предотвратить путем пассивной иммунизации контактного лица анти-VZV-иммуноглобулином [8]. Вместе с тем J.A. Johnson и соавт. [9] описали случай заболевания у 32-летней женщины, перенесшей ветряную оспу в возрасте 5 лет и имеющей анемнестические антиVZV класса G за 2 года до повторного развития ветряной
оспы. Заражение произошло после контакта с больным опоясывающим лишаем в период высыпаний.

Необходимым условием выздоровления от ветряной оспы принято считать наличие у больного полноценного клеточного иммунитета. Наиболее тяжелые и даже летальные случаи ветряной оспы наблюдаются у лиц с отсутствием клеточных реакций или с существенным их снижением. Назначение препаратов иммуноглобулинов в большинстве случаев неэффективно. Вероятно, это связано с тем,
что распространение вируса в организме больного может осуществляться из клетки в клетку без его выхода в межклеточное пространство. Изучение иммунного ответа при первичной VZV-инфекции или при вакцинации против ветряной оспы во многом ограничено отсутствием адекватной модели ветряной оспы на животных со всеми стадиями VZV-инфекции, включая стадию реактивации вируса.

История создания вакцины и её свойства
Впервые в 1974 г. вакцину против ветряной оспы разработал японский исследователь проф. Мичиаки Такахаши, выделивший VZV у трехлетнего мальчика по имени Ока, больного ветряной оспой. Вакцинный штамм вируса ветряной оспы впоследствии был назван его именем. Процесс аттенуации включал 11 пассажей вируса на эмбриональных клетках легочных фибробластов человека при 34° С,
12 пассажей на эмбриональных фибробластах морских свинок при 37° С и несколько пассажей на диплоидных клетках человека [10]. В результате вирус был адаптирован к диплоидным клеткам человека MRC-5. По мнению E. Grinfeld и соавт. [11], ослабление вакцинного штамма вируса произошло вследствие 8 мутаций в ОРС 62 и 7 мутаций в ОРС 71, кодирующих продукцию предраннего белка
IE62 – основного трансактиватора транскрипции остальных вирусных генов. Выяснилось, что вакцинный вирус генетически гетерогенен и состоит из 13 подтипов VZV с различиями в последовательности ДНК. Так, подтип s7-01 вакцинного штамма Ока отличается от дикого штамма Ока
8 заменами в гене, кодирующем предранний белок IE62, а подтип s7-13 – только 5 заменами. Все подтипы вакцинного штамма Ока различаются по своим репликативным возможностям и размножаются существенно хуже, чем дикий вирус Ока [12].

Клинические исследования вакцины показали её высокую эффективность даже у тех детей, которых вакцинировали через 2–3 дня после контакта с больным ветряной оспой. Исследования долгосрочной эффективности вакцинации показали, что почти у 98% детей после иммунизации вырабатывались антитела к VZV в высокой концентрации. Впервые производство вакцины против ветряной оспы было
налажено в Институте Бикен (Япония) в 1976 г. Однако препарат был лицензирован в Японии только в 1986 г., а в Южной Корее – в 1988 г. В дальнейшем компании GSK, Merck и Pasteur использовали аттенуированный вакцинный штамм Ока для производства собственных вакцин. В 1984 г. получила лицензию вакцина Varilrix (GSK), зарегистрированная во многих странах мира и используемая для вакцинации лиц из групп риска, а также детей начиная с 9-месячного возраста. В 1993 г. во Франции
было одобрено применение вакцины компании Pasteur у лиц с состоянием иммуносупрессии. В 1980 г. в США компания Merck приступила к 15-летним клиническим испытаниям собственной вакцины. В 1984 г. в группе, состоящей из 956 детей в возрасте от 12 мес до 14 лет, было проведено двойное слепое плацебо-контролируемое исследование вакцины Ока/Merck. Эффективность вакцины, определяемая по способности ранее серонегативных к VZV детей в течение первого года после иммунизации вырабатывать антитела к VZV, составила 100%. У 94% из них сероконверсия зафиксирована в течение первых 8 нед после иммунизации. B.J.Kuter и соавт.[13], выполнявшие исследование в 1991 г., зафиксировали наличие антител к VZV через 2 года после вакцинации у 98%, а через 7 лет – у 95%
вакцинированных лиц. Подобный уровень эффективности вакцины был достигнут при введении высоких доз препарата (17,430 БОЕ) [14]. В дальнейшем испытуемым вводили значительно меньшие дозы вакцины. Показано, что после введения вакцины в дозе 950 БОЕ у 75–87% пациентов
на протяжении 2–3 лет сохранялись достаточно высокие уровни антител к VZV [15]. Исследование, проведенное с участием 3300 детей в возрасте от 12 мес до 17 лет, показало эффективность вакцины в дозах 1000, 1140, 1145, 1450 и 1625 БОЕ. До 96% вакцинированных лиц вырабатывали специфические антитела в высоких титрах. У 99% из них антитела сохранялись в течение года. Только у 12% вакцинированных детей в результате контакта с больными ветряной оспой развивалось заболевание. Из числа неиммунных контактных лиц ветрянкой заболели 87%. В другом исследовании вакцины, содержащей 2900–9000 БОЕ, эффективность по предотвращению заболевания в течение
3 лет после вакцинации составляла 93% [16]. В 1995 г. вакцина с торговым названием Varivax (Merck) была одобрена FDA для использования в США. В 2005 г.для вакцинации детей в возрасте от 12 мес до 12 лет стала применяться тетравалентная вакцина против кори, краснухи, эпидемического паротита и ветряной оспы (ProQuad, Merck). Совет по иммунизации США (ACIP) рекомендовал обязательную вакцинацию детей в возрасте 12–18 мес, а также детей из групп риска с 19 мес до 12 лет. Детям старше 13 лет, не болевшим ветряной оспой, рекомендовалось двукратное введение вакцины с интервалом 4–8 нед [17]. Предложено, начиная с 1999 г., сделать вакцинацию против ветряной оспы необходимым условием при госпитализации детей и при их поступлении в начальную школу [18].
В Германии с целью профилактики синдрома врожденной ветряной оспы по рекомендации Института Роберта Коха (RKI) [19] введена ревакцинация детей в возрасте от 12 до 15 лет, ранее не болевших ветрянкой. После одобрения применения вакцины в США число вакцинированных детей 19–36-месячного возраста неуклонно росло – с 27% в 1997 г. до 89% в 2006 г. В США в 2006 г. было зарегистрировано 612 768 случаев ветряной оспы (снижение по сравнению с довакцинальным периодом на 85%), 1276 госпитализаций (снижение на 88%). В 2004 г. было зарегистрировано
19 смертей, обусловленных тяжелым течением ветряной оспы и ее осложнениями, снижение показателя смертности составило 82% [20]. Наиболее существенное снижение заболеваемости наблюдалось в группе детей от 1 года до 9 лет, а самое значительное сокращение смертности наблюдали в возрастной группе до 4 лет. Введение вакцинации привело к смещению пика заболеваемости с 3–6- летнего возраста на 9–11-летний. Еще одним достоинством живой вакцины
можно считать её эффективность при профилактике опоясывающего лишая. Показано, что дети в возрасте до 5 лет с лейкозами, вакцинированные против ветряной оспы, значительно реже заболевали опоясывающим лишаём, чем дети с таким же диагнозом, переболевшие ветряной оспой. Опубликованы данные о 205 случаях опоясывающего лишая после вакцинации вакциной Varivax [21]. Всего было
введено 16,1 млн доз вакцины, заболеваемость составила 1,3 на 100 000, что существенно ниже заболеваемости опоясывающим лишаем после перенесенной первичной VZV-инфекции, составляющей 3,2 на 100 000 населения в год. Из 205 зарегистрированных случаев опоясывающего лишая 143 случая были выявлены у детей до 5 лет. Из них 32 ребенка были обследованы с помощью ПЦР. У 22 детей
обнаружили ДНК вакцинного, а у 10 – дикого штамма Ока [22]. Для сравнения, заболеваемость опоясывающим лишаем в группе детей до 5 лет, инфицированных VZV, составляла 20 случаев на 100 000. Штамм Ока, по-видимому, менее склонен к реактивации, чем дикий вирус. У здоровых детей,
вакцинированных живой аттенуированной вакциной, риск заболевания опоясывающим лишаём в 4–12 раз ниже, чем у детей, перенесших ветряную оспу [23].

Несмотря на снижение показателей заболеваемости, болезненности и смертности, количество вновь выявляемых случаев ветряной оспы в США с 2003 по 2006 г. оставалось стабильным. Даже в регионах с высоким охватом вакцинацией (96–100%) наблюдались множественные вспышки ветряной оспы. Было установлено, что однократное введение вакцины предотвращает развитие ветряной оспы лишь у 80–85% детей. Ретроспективный анализ 10-летнего периода вакцинопрофилактики показал, что риск развития ветряной оспы (через 42 дня после прививки) в группе детей, получавших 1 дозу вакцины, оказался в 3,3 раза выше, чем у двукратно иммунизированных детей [24]. В 2006 г. ACIP рекомендовал двукратную вакцинацию детей до 12 лет с интервалом 3 мес, а с 13-летнего возраста допускалась
двукратная вакцинация с интервалом 28 дней [25]. К факторам риска неэффективности иммунизации и развития ветряной оспы, вызванной диким штаммом, относят: возраст на момент вакцинации менее 14 мес, давность однократной вакцинации более 5 лет и отягощенный аллергоанамнез в виде атопической бронхиальной астмы или экземы [26, 27]. Оказалось, что у пациентов, страдающих бронхиальной астмой или респираторным аллергозом, эффективность вакцинации в 7,1 раза ниже, чем у здоровых детей. Предполагается, что ветряная оспа у вакцинированных лиц может вызываться мутантным штаммом, устойчивым к действию анти-gE класса G к VZV. Кроме того, заболевание ветряной оспой, вызванное диким штаммом вируса у однократно иммунизированных лиц, может быть отчасти
связано с низким уровнем секреторных анти-VZV (sIgA) в слизистых оболочках пациентов после подкожной иммунизации [28].

Предлицензионные исследования показали, что к самым частым нежелательным поствакцинальным явлениям относят боль в месте введения (до 13%). В 4% случаев в месте введения развивается сыпь и могут наблюдаться везикулезные высыпания с локализацией вне зоны введения. По другим данным, высыпания развиваются менее чем у 2% вакцинированных детей [29]. Вероятность развития нежелательной реакции на прививку у иммунокомпрометированных лиц достигает 40% [30]. В США наличие иммунодефицита является противопоказанием для вакцинации против ветряной оспы, исключение составляет ВИЧ-инфекция с минимальной симптоматикой и агаммаглобулинемия
[31]. Десятилетний опыт вакцинопрофилактики показал, что появление сыпи в первые 2 нед после вакцинации связано с заражением диким штаммом, вакцинный штамм вызывает высыпания, преимущественно с 15-го по 42-й день после иммунизации. Наличие высыпаний после 42-го дня
с момента вакцинации можно расценивать как проявление инфекции, вызванной диким штаммом. Анализ 30 случаев неврологических реакций, включающих энцефалит, менингит и острую мозжечковую атаксию, не выявил их связи с вакцинацией. В 5 случаях была зафиксирована вторичная передача вакцинного вируса. Во всех случаях отмечен контакт с иммунизированным против ветрянки ребенком с наличием везикулярной сыпи в ответ на вакцинацию [32]. Полностью избежать вторичной передачи не удается и вакцинный штамм трансмиссирует, хотя и очень редко (менее 1 случая на 5 млн вакцинаций).

После вакцинации возможно развитие латенции вакцинного штамма VZV в чувствительных ганглиях. При аутопсии у детей, вакцинированных против ветряной оспы, а затем умерших по различным, не связанным с вакцинацией причинам, в ганглиях спинномозговых и черепных нервов обнаруживался вакцинный штамм VZV [33]. У вакцинированных с низким уровнем в сыворотке антител к VZV
возможна реактивация вакцинного вируса Ока [34]. Риск развития связанного с вакцинацией опоясывающего лишая выше у детей, имевших ассоциированную с вакцинацией сыпь или перенесших ветрянку после вакцинации [35]. Поствакцинальное заболевание опоясывающим лишаём описано лишь у нескольких здоровых детей. В одном случае ребенок с клиническими проявлениями опоясывающего
лишая, вызванного вакцинным штаммом, инфицировал своего сибса, у которого развилась клиническая картина легкой ветряной оспы [36].

Опасения ряда исследователей по поводу того, что снижение вследствие массовой вакцинации свободно циркулирующего VZV уменьшит бустерный эффект вируса и, таким образом, приведет к росту заболеваемости опоясывающим лишаем, в большинстве эпидемиологических исследований
не нашли своего подтверждения [37]. После реализации программ вакцинации в США и Германии заболеваемость опоясывающем лишаем в этих странах остается на прежнем уровне, что может быть связано с поддержанием популяционного иммунитета благодаря субклинической реактивации и выделению дикого штамма вируса ветряной оспы [38]. В настоящее время лишь отдельными исследователями был отмечен рост заболеваемости herpes zoster после реализации вакцинации против ветряной оспы и более чем 66% снижения заболеваемости ветряной оспой [39]. В 2005 г. в Австралии была принята программа массовой вакцинопрофилактики ветряной оспы, а в 2010 г. появилось сообщение о росте заболеваемости herpes zoster. К 2007 г. охват вакцинацией детей в возрасте до 2 лет составил лишь 15,8%. Начиная с 2005 г. в различных возрастных группах на 1,6% в год увеличился рост числа госпитализаций по поводу опоясывающего лишая и на 1,7–3% в год – применение противовирусных препаратов для лечения herpes zoster. В то же время достоверной причинно-следственной связи между заболеваемостью herpes zoster и реализацией кампании по вакцинопрофилактике установить не удалось [40].

Вакцинация против herpes zoster
Ежегодно в США регистрируется около 1 млн случаев опоясывающего лишая. В отличие от первичной VZV-инфекции, herpes zoster более чем в половине случаев протекает с осложнениями, в связи с чем группа ученых предприняла попытку разработки вакцины для профилактики опоясывающего лишая на основе живого аттенуированного штамма Oкa. В исследовании приняли участие 38 546 человек старше 60 лет, не болевших опоясывающим лишаем, вакцинированных живой вакциной на основе штамма Ока или получивших плацебо. В течение 3 лет оценивались уровень заболеваемости, тяжесть заболевания и продолжительность болевого синдрома. Было установлено, что вакцинация снижала заболеваемость опоясывающим лишаём на 51,3%, тяжесть состояния на 61,1% и развитие постгерпетической невралгии на 66,5%. У лиц старше 70 лет вакцина была менее эффективной в предотвращении заболевания, но лучше снижала тяжесть состояния и предотвращала развитие осложнений. Эффективной вакцина оказалась в дозе от 18 700 до 60 000 БОЕ, в среднем 24 600 БОЕ, что превышало дозу вакцины против ветряной оспы в 14 раз [41]. У пациентов, получивших вакцину, наблюдалось усиление VZV-специфического клеточного иммунного ответа. Однако ввиду того, что специфические иммунологические маркеры защиты от опоясывающего лишая пока не установлены, определение показаний для вакцинации, а также тестирование новых вакцин не представляется возможным. Небольшое исследование, проведенное с участием 1122 человек в возрасте 50–59 лет, подтвердило высокую иммуногенность и безопасность данной вакцины, применение которой в 2006 г. было одобрено FDA. По рекомендациям ACIP необходимо вакцинировать всех лиц старше 60 лет,
включая перенесших опоясывающий лишай и пациентов, страдающих хроническими заболеваниями (диабет, почечная недостаточность, ревматоидный артрит, хронические заболевания легких). Вакцина не предназначена для лечения опоясывающего лишая. Всем пациентам, получающим иммуносупрессивную терапию перед трансплантацией солидных органов, рекомендуется заблаговременное проведение вакцинации против herpes zoster. Противопоказанием для вакцинации служат аллергические реакции на неомицин и желатин, беременность, иммунодефициты (лейкемия,
лимфома, СПИД), лечение стероидами и анти-ФНО-терапия. Из наиболее часто встречающихся побочных явлений при вакцинации следует отметить отек, зуд и покраснение в месте введения. Уровень госпитализации и смертности в группе вакцинированных против herpes zoster статистически не отличался от такового в группе плацебо. Вакцина оказалась безопасной и не вызывала развития вакциноассоциированного заболевания даже при её применении у 125 пациентов, не болевших ранее ветряной оспой [42].

Инактивированные вакцины против VZV
Инактивированные и субъединичные вакцины считаются более безопасными, но менее эффективными, чем живые ослабленные вакцины, вследствие менее выраженной презентации антигена в комплексе с антигенами МНС-I и сниженного ответа CD8+-Т-лимфоцитов. Одно из первых исследований инактивированной вакцины, проведенное на кроликах, показало достаточно высокую иммуногенность
инактивированной формальдегидом вакцины. Исследование, проведенное с участием 5 добровольцев, страдающих постгерпетической невралгией, показало безопасность инактивированной субъединичной вакцины [43]. Ранее было показано, что однократное подкожное введение здоровым
взрослым серопозитивным к VZV лицам инактивированной нагреванием вакцины против ветряной оспы в дозе 4000 БОЕ вызывает выработку антител в том же титре, что и введение живой вакцины. Бустерный эффект от введения живой и инактивированной вакцин сопоставим по уровню образования вирусспецифичных Т-лимфоцитов и продукции γ-ИФН мононуклеарами крови при их стимуляции VZV-
антигеном как через 3 мес, так и через 1 год после вакцинации [44]. M.J.Levin и соавт. [45] показали, что введение инактивированной нагреванием вакцины лицам старше 55 лет приводит к нарастанию титра специфических антител к VZV класса G и повышению продукции γ-ИФН мононуклеарами крови в ответ на стимуляцию VZV-антигеном. В рандомизированном клиническом исследовании было
продемонстрировано, что введение после пересадки костного мозга инактивированной вакцины облегчает течение опоясывающего лишая [46]. A.Hata и соавт. [47] оценили эффективность инактивированной вакцины для профилактики опоясывающего лишая в группе 119 гематологических
больных с лимфомой Ходжкина и неходжкинскими лимфомами после аутотрансплантации им гемопоэтических клеток. Вакцину или плацебо вводили за 30 дней до, а также через 30, 60 и 90 дней после трансплантации. Установлено, что в течение 1 года после трансплантации в группе больных, получавших вакцину, опоясывающий лишай развился в 13% случаев, тогда как в группе пациентов, получавших плацебо, – в 33%.

Помимо субъединичных препаратов, активно велись исследования по разработке рекомбинантных вакцин против VZV-инфекций. Иммунизация морских свинок рекомбинантной вакциной против Varicella zoster, содержащей поверхностный gЕ вируса ветряной оспы и предранний белок IE63, вызывала выраженный гуморальный и клеточный иммунный ответ [48]. В 2002 г. опубликованы данные
о разработке ДНК-вакцины, предназначенной для профилактики ветряной оспы. При введении мышам ДНК вируса, кодирующей gE, выраженность гуморального ответа была примерно такой же, как и при введении самого вирусного гликопротеина, а при введении ДНК, кодирующей процессированную форму gE, вырабатывались специфические антитела преимущественно субкласса IgG1 [49].

Одним из наиболее перспективных методов иммунизации против ветряной оспы может стать ингаляционный путь введения вакцины. В исследовании K.Terada и соавт. [50] показан выраженный бустерный эффект у добровольцев, серопозитивных к VZV, после интраназальной ингаляции живой и инактивированной вакцин. Наряду с нарастанием титра специфических антител установлено усиление
клеточного иммунного ответа. Однако при данном методе иммунизации живой вакциной значительно чаще, чем при подкожном введении, наблюдалась вторичная передача вакцинного штамма вируса.

В заключение следует отметить, что инфекции, вызываемые VZV, ранее считавшиеся вполне доброкачественными и относительно легкими, могут приводить к развитию тяжелых осложнений, включая пневмонии, поражения ЦНС, васкулопатии с развитием аневризм мозговых артерий и инсультов. Практика показала, что введение в иммунизационные программы ряда стран обязательной вакцинации против ветряной оспы и опоясывающего лишая привело к существенному снижению показателей заболеваемости, болезненности и смертности от этих двух разных, но вызываемых одним возбудителем форм инфекции и сопутствующих им осложнений. Наиболее эффективной в профилактике ветряной оспы оказалась схема двукратного подкожного введения живой аттенуированной вакцины на основе штамма Ока. Весьма перспективным может стать мукозальный
путь введения вакцин. В дальнейшем расширение активной профилактики VZV-инфекций возможно за счет разработки инактивированных, рекомбинантных субъединичных вакцин нового поколения, что позволит включать в программы иммунизации лиц с иммунодефицитными состояниями.