New concept for the prevention of acute respiratory infections

A. G. Borisov; Борисов А. Г.; E. P. Tikhonova; Тихонова Е. П.; R. A. Kostromina; Костромина Р. А.; E. N. Anisimova; Анисимова Е. Н.; I. S. Sadowsky; Садовский И. С.; E. P. Bronnikova; Бронникова Е. П.; O. V. Peretyatko; Перетятько О. В.; A. A. Savchenko; Савченко А. А.

doi:10.46235/1028-7221-16850-NCF

New concept for the prevention of acute respiratory infections

Authors: Borisov A.G.¹, Tikhonova E.P.², Kostromina R.A.², Anisimova E.N.¹, Sadowsky I.S.¹, Bronnikova E.P.¹, Peretyatko O.V.¹, Savchenko A.A.¹
Affiliations:
1. Krasnoyarsk Research Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences
2. V. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University
Issue: Vol 27, No 4 (2024)
Pages: 1041-1048
Section: SHORT COMMUNICATIONS
Submitted: 01.04.2024
Accepted: 03.04.2024
Published: 25.10.2024
URL: https://rusimmun.ru/jour/article/view/16850
DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-16850-NCF
ID: 16850

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Medical personnel and family members of patients with acute respiratory diseases (ARD) are at increased risk of infection during epidemics or pandemics. In this regard, it is necessary to develop and implement accessible preventive measures. The aim of the study was to evaluate the effectiveness of the use of IFNα-2b for the prevention of acute respiratory viral infections in persons located at the source of infection (medical personnel and members of their families).

Patients (n = 31) with acute respiratory infections and 117 people from their environment (family members in constant contact with patients) were examined. The subjects underwent a clinical examination and laboratory tests a clinical blood test and a study of the content of the main populations and subpopulations of lymphocytes in the blood. Persons in contact with ARD patients were divided into three groups: persons who received the drug “Grippferon” for 7 days; persons who received the drug “Grippferon” in a prophylactic dose for 7 days; persons in contact with patients with ARD but who have not received the drug “Grippferon”.

When assessing the state of the immune system, it was found that the most common type of immune reaction in patients and their people around was activation of innate immunity (48.39% and 66.67%, respectively). At the same time, immunodeficiency in the group of patients with ARD was detected much more often than in persons in contact with them. In addition, patients were more likely to have monocytosis (1.4 times), T lymphocytopenia (2.1 times) and an increase in the number of regulatory T lymphocytes (7.6 times). More than 50% of those examined in both groups showed an increase in the number of NK cells in the blood. An examination of persons in contact with patients with ARD after 7 days of using the “Grippferon” in different doses revealed that the lowest frequency of acute respiratory viral infections symptoms was found in the group receiving IFN at a therapeutic dose. In the group receiving IFN in a prophylactic dose, the frequency of acute respiratory viral infection (ARVI) symptoms was detected in almost 40% of those examined. More than 80% of people from the group who did not receive the “Grippferon” had symptoms of ARVI after a week of contact with patients with ARD.

Thus, the use of IFN in therapeutic doses during the epidemic for persons in contact with patients is proposed as a new concept for the prevention of ARD.

Keywords

acute respiratory infections, prevention, IFNα-2b, medical staff, focus of infection, immunity

Full Text

Введение

Основной причиной острых респираторных заболеваний (ОРЗ) у людей являются респираторные вирусные инфекции, такие как вирус гриппа, респираторно-синцитиальный вирус, метапневмовирус человека, вирус парагриппа, риновирус и коронавирус человека и другие [1, 3]. Их особенностью является способность к быстрому распространению среди населения, что связано с воздушно-капельным механизмом передачи и появлением новых штаммов вирусов [4, 12]. Все эти факторы представляют угрозу не только здоровью населения, но и здравоохранению, приводя к социально-экономическому ущербу и способствуя возникновению эпидемий и пандемий. Острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) также могут сопровождаться развитием вторичной бактериальной инфекции (внебольничной пневмонии, синуситы, бронхиолиты), острого респираторного дистресс-синдрома, которые часто имеют тяжелое клиническое течение и могут привести к неблагоприятному исходу [1, 7]. В частности, на примере COVID-19 было показано, что не исключается появление внелегочных осложнений, в том числе сердечно-сосудистых заболеваний [4]. Наличие сопутствующей патологии (ожирение и хронические заболевания легких и сердца, неврологические заболевания, метаболические нарушения), повышает риск неблагоприятного исхода после ОРВИ [3, 13].

Особому риску во время эпидемий или пандемий подвергаются работники здравоохранения, что связано с работой в людных местах и тесным контактом с инфицированными пациентами [12]. Следовательно, необходима разработка и внедрение доступных профилактических мероприятий, когда существующие методы лечения и вакцины не могут обеспечить полную, немедленно доступную защиту людям, находящимся в тесном контакте с источником инфекции в период наибольшего выделения вируса в окружающую среду.

Известно, что интерфероны (IFN) I типа обладают выраженной противовирусной активностью [1, 5]. На сегодняшний день, препараты IFN уже используются при лечении больных с различными вирусными инфекциями [10, 14]. Однако в качестве препаратов профилактики, особенно для лиц, контактирующих с больными ОРВИ, IFN еще не применяются.

Целью исследования явилась оценка эффективности применения интерферона альфа-2b для профилактики ОРВИ у лиц, находящихся в очаге инфекции (медицинский персонал и члены их семей).

На базе клиники НИИ медицинских проблем Севера (Федеральный научный центр «Красноярский научный центр» Сибирского отделения РАН) и инфекционного отделения КГБУЗ «Красноярская межрайонная клиническая больница скорой медицинской помощи имени Н.С. Карповича» г. Красноярска были обследованы 31 больной ОРЗ (врачи и медсестры, 21 женщина и 10 мужчин, средний возраст 45,3±15,2) и 117 человек из их окружения (члены семей, постоянно контактирующих с больными, 77 женщин и 40 мужчин, средний возраст 44,7±15,9 лет). Все участники соответствовали критериям включения: подписанное добровольное согласие, отсутствие противопоказаний к применению препарата «Гриппферон» для группы, получающей профилактику IFN (индивидуальная непереносимость препаратов IFN и компонентов, входящих в состав препарата, тяжелые формы аллергических заболеваний), отсутствие в анамнезе участия в клиническом испытании других лекарственных препаратов, в том числе препаратов IFN и индукторов IFN не менее чем за 30 дней до включения в настоящее исследование, намерение на время участия не принимать других лекарственных препаратов для профилактики гриппа и ОРВИ. Больные ОРЗ были обследованы в острый период заболевания, в период постановки диагноза. Все 117 человек, контактирующих с больными (Окружение), были обследованы дважды. В начале исследования – совместно с группой больных ОРЗ. Все обследуемые в этот период проходили клинический осмотр, термометрию, анкетирование на выявление симптомов респираторной инфекции и заполняли комплексный опросник оценки состояния здоровья. Для всех обследуемых проводился клинический анализ крови и исследование содержания основных популяций и субпопуляций лимфоцитов в крови. Затем лица, контактирующие с больными ОРЗ (Окружение), были разделены на три группы: Группа 1 – лица, получавшие препарат «Гриппферон» (спрей назальный 500 ME, 10 мл) в лечебной дозе (по 3 дозы (1500 МЕ) в каждый носовой ход 5 раз в день) в течение 7 дней; Группа 2 – лица, получавшие препарат «Гриппферон» в профилактической дозе (по 3 дозы (1500 МЕ) в каждый носовой ход 2 раза в день) в течение 7 дней; Группа 3 – лица, контактирующие с больными ОРЗ, но не получавшие препарат «Гриппферон». Через 7 дней все лица, контактирующие с больными ОРЗ, проходили повторный клинический осмотр, термометрию и анкетирование.

Все обследуемые подписывали информированное добровольное согласие на участие в исследовании. Исследование проведено с разрешения Этического комитета Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (протокол № 4 от 08.02.2019 г.) и соответствовало требованиям Хельсинкской декларации Всемирной ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека».

Исследование фенотипа лейкоцитов в развернутом анализе крови осуществляли на гематологическом анализаторе Sysmex XE-5000 (Sysmex Inc., США). По соотношению абсолютного количества лимфоцитов и общих лейкоцитов в крови определяли тип реакции иммунитета [1].

Исследование популяционного и субпопуляционного состава лимфоцитов крови проводили методом проточной цитометрии при использовании прямой иммунофлуоресценции с применением моноклональных антител (Beckman Coulter, США), меченных FITC (fluorescein isothiocyanate), PE или RD1 (phycoerythrin), ECD (phycoerythrin-Texas Red-X), PC5 (phycoerythrin-cyanin 5) и PC7 (phycoerythrin-cyanin 7) в следующих панелях: CD45-FITC/CD56-RD1/CD19-ECD/CD3-PC5/HLA-DR-PC7, CD45-FITC/CD4-RD1/CD8-ECD/CD3-PC5 и CD62L-FITC/CD127-PE/CD3-ECD/CD25-PC5/CD4-PC7. Распределение антител по каналам флуоресценции проводили в соответствие с принципами формирования панелей для многоцветных цитофлуориметрических исследований [2]. Пробоподготовку осуществляли по стандартной методике. Лизис эритроцитов проводили по безотмывочной технологии с использованием реагента VersLyse (Beckman Coulter, США). Анализ окрашенных клеток проводили на проточном цитофлуориметре Navios (Beckman Coulter, СЩА) центра коллективного пользования КНЦ СО РАН. В каждой пробе анализировали не менее 50 000 лимфоцитов.

По результатам исследования в пакете электронных таблиц MS Excel 2010 была сформирована база данных, на основе которой с помощью пакетов прикладных программ Statistica 8 (StatSoft, США, 2007) производился статистический анализ. Сравниваемые выборки описывали в процентах и абсолютных значениях. Достоверность различий между группами обследованных лиц осуществляли по точному критерию Фишера (Fisher’s exact test).

В острый период ОРЗ у всех лиц, контактирующих с больными (члены семьи), симптомы ОРЗ не выявлялись (табл. 1). При оценке состояния иммунной системы по развернутому анализу крови и результатам проточной цитометрии в этот период обследования установлено, что наиболее частым типом реакции иммунитета у больных и их окружения была активация врожденного иммунитета (в 48,39% и 66,67% соответственно). В то же время иммунодефицит в группе больных ОРЗ выявлялся значительно чаще (в 2,7 раза по частоте), чем у лиц, контактирующих с ними. Кроме того, у больных был чаще установлен моноцитоз (в 1,4 раза), Т-лимфоцитопения (в 2,1 раза) и увеличение количества регуляторных Т-лимфоцитов (в 7,6 раза). Необходимо отметить, что более чем у 50% обследованных в обеих группах выявлялось увеличение количества NK-клеток в крови.

ТАБЛИЦА 1. ЧАСТОТА ВЫЯВЛЕННЫХ СИМПТОМОВ У БОЛЬНЫХ ОРЗ И У ИХ ОКРУЖЕНИЯ (АБС./%)

TABLE 1. FREQUENCY OF IDENTIFIED SYMPTOMS IN PATIENTS WITH ARD AND PEOPLE AROUND THEM (ABS./%)

Симптомы Symptoms	Больные Patients, n = 31	Окружение People around n = 117	p
Усталость Fatigue	31/100,0	0/0	< 0,001
Головная боль Headache	25/80,65	0/0	< 0,001
Высокая температура Heat	20/64,52	0/0	< 0,001
Ринорея Rhinorrhea	28/90,32	0/0	< 0,001
Больное горло Sore throat	30/96,77	0/0	< 0,001
Кашель Cough	15/48,39	0/0	< 0,001
Одышка Dyspnea	3/9,68	0/0	0,008
Миалгия Myalgia	12/38,71	0/0	< 0,001
Тошнота или рвота Nausea or vomiting	5/16,13	0/0	< 0,001
Диарея Diarrhea	3/9,68	0/0	0,008

Примечание. Достоверность различий по частоте симптомов между группами обследованных осуществлялась по точному критерию Фишера.

Note. The significance of differences in the frequency of symptoms between the groups of patients was carried out using Fisher’s exact test.

В целом состояние крови и иммунитета у больных ОРЗ отражают наличие острого инфекционного процесса. В частности, моноцитоз и Т-лимфоцитопения часто выявляются при вирусных инфекциях [1, 11]. Регуляторные Т-клетки являются ключевыми в контроле развития гипериммунных состояний. Считается, что их количество возрастает на заключительных этапах иммунного ответа [1, 6]. Однако в нашем исследовании, увеличение количества регуляторных Т-лимфоцитов было обнаружено более чем у 19% больных ОРЗ. Следовательно, инфекционный процесс в данном случае мог развиться уже на фоне высокого уровня клеток с иммуносупрессорной функцией. Тем более что в группе клинически здоровых лиц, контактирующих с больными ОРЗ, повышенное содержание регуляторных Т-клеток было выявлено в 2,56% случаев.

NK-клетки (Natural Killer) являются ключевыми клетками врожденного иммунитета, осуществляющие функцию противовирусной защиты [1, 8]. Количество лимфоцитов данной популяции повышается в самом начале инфекционного процесса. Также необходимо отметить, что под действием IFN функциональная активность NK-клеток значительно возрастает [1, 3]. В исследовании Lee A.J. и соавт. (2019) показано, что на фоне вирусной инфекции IFN прямыми и опосредованными (вовлекая провоспалительные моноциты) стимулирует функциональную активность NK-клеток [9]. Однако в нашем исследовании повышенное содержание NK-клеток установлено практически на равном уровне как у больных ОРЗ, так и у клинически здоровых лиц их окружающих. При этом моноцитоз и повышенное количество NK-клеток было выявлено более чем у половины обследованных в группе «Окружение». Можно предположить, что часть обследованных из группы, контактирующих с больными ОРЗ, в начальный период исследования уже инфицированы респираторными вирусами, в связи с чем с помощью лабораторных методов (анализ крови и проточная цитометрия) у них наблюдаются самые ранние признаки иммунного реагирования, но при отсутствии клинических признаков заболевания.

Обследование всех трех группы лиц, контактирующих с больными ОРЗ, через 7 дней применения препарата «Гриппферон» в разных дозах позволило установить следующее. Наиболее низкая частота симптомов ОРВИ была установлена в группе 1 (получавшие IFN в лечебной дозе) (табл. 3). Наиболее часто у лиц данной группы выявлялась ринорея и больное горло. В группе 2 (получавшие IFN в профилактической дозе) частота симптомов ОРВИ выявлялась почти у 40% обследованных. Наиболее частыми симптомами в этой группе были усталость и ринорея. Более 80% лиц из группы 3 (не получавшие препарат «Гриппферон») имели симптомы ОРВИ через неделю контакта с больными ОРЗ.

ТАБЛИЦА 2. КЛИНИКО-ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БОЛЬНЫХ ОРЗ И ИХ ОКРУЖЕНИЯ (АБС./%)

TABLE 2. CLINICAL AND IMMUNOLOGICAL CHARACTERISTICS OF PATIENTS WITH ACUTE RESPIRATORY INFECTIONS AND PEOPLE AROUND THEM (ABS./%)

Признаки иммунной дисфункции Signs of immune dysfunction	Больные Patients n = 31	Окружение People around n = 117	p
Активация врожденного иммунитета Activation of innate immunity	15/48,39	78/66,67	0,093
Активация адаптивного иммунитета Activation of adaptive immunity	6/19,35	24/20,51	1,000
Ареактивность Areactivity	2/6,45	4/3,42	0,606
Иммунодефицит Immunodeficiency	8/25,81	11/9,40	0,030
Моноцитоз Monocytosis	24/77,42	63/53,85	0,023
Т-лимфоцитопения T lymphocytopenia	17/54,84	31/26,50	0,005
Диспропорция между Т-хелперами и цитотоксическими Т-клетками Disproportion between T helper cells and cytotoxic T cells	11/35,48	43/36,75	1,000
Увеличение количества регуляторных Т-клеток Increasing the number of regulatory T cells	6/19,35	3/2,56	0,003
Увеличение количества NK-клеток Increased number of NK cells	18/58,06	65/55,56	0,841

Примечание. См. примечание к таблице 1.

Note. As for Table 1.

ТАБЛИЦА 3. ЧАСТОТА СИМПТОМОВ ОРЗ У ЛИЦ, ПОЛУЧАВШИХ ЛЕЧЕБНУЮ (ГРУППА 1) И ПРОФИЛАКТИЧЕСКУЮ ДОЗЫ IFN (ГРУППА 2), А ТАКЖЕ НЕ ПОЛУЧАВШИХ ПРЕПАРАТ (АБС./%)

TABLE 3. FREQUENCY OF ARD SYMPTOMS IN INDIVIDUALS WHO RECEIVED THERAPEUTIC (GROUP 1) AND PROPHYLACTIC DOSES OF IFN (GROUP 2), AS WELL AS THOSE WHO DID NOT RECEIVE THE DRUG (ABS./%)

Симптомы Symptoms	Группа 1 Group 1 n = 47	Группа 2 Group 2 n = 38	Группа 3 Group n = 32	p
Проявления ОРВИ, в т. ч. Manifestations of ARVI, incl.	2/4,26	15/39,47	26/81,25	p_1/2 < 0,001 p_1/3 < 0,001 p_2/3 < 0,001
Усталость Fatigue	1/2,13	15/39,47	25/78,13	p_1/2 < 0,001 p_1/3 < 0,001 p_2/3 = 0,061
Головная боль Headache	1/2,13	11/28,95	20/62,50	p_1/2 < 0,001 p_1/3 < 0,001 p_2/3 = 0,008
Высокая температура Heat	0/0	3/7,89	15/46,88	p_1/2 = 0,085 p_1/3 < 0,001 p_2/3 < 0,001
Ринорея Rhinorrhea	2/4,26	12/31,58	25/78,13	p_1/2 = 0,002 p_1/3 < 0,001 p_2/3 < 0,001
Больное горло Sore throat	2/4,26	11/28,95	26/81,25	p_1/2 < 0,001 p_1/3 < 0,001 p_2/3 < 0,001
Кашель Cough	0/0	5/13,16	14/43,75	p_1/2 = 0,015 p_1/3 < 0,001 p_2/3 = 0,004
Одышка Dyspnea	0/0	0/0	2/6,25	p_1/2 = 1,000 p_1/3 = 0,161 p_2/3 = 0,205
Миалгия Myalgia	0/0	1/2,63	9/28,13	p_1/2 = 0,447 p_1/3 < 0,001 p_2/3 = 0,004
Тошнота и/или рвота и/или диарея Nausea and/or vomiting and/or diarrhea	0/0	0/0	5/15,63	p_1/2 = 1,000 p_1/3 = 0,009 p_2/3 = 0,017

Примечание. См. примечание к таблице 1.

Note. As for Table 1.

Таким образом, при обследовании пациентов с ОРЗ в острый период заболевания и здоровых людей, контактирующих с ними, установлено, что у больных на фоне проявления основных симптомов ОРВИ состояние иммунной системы характеризуется Т-лимфоцитопенией (более чем у половины пациентов), моноцитозом (более чем у 70% больных) и иммунодефицитом (у каждого четвертого). При этом у лиц, контактирующих с больными ОРЗ, при отсутствии клинических симптомов ОРВИ также выявляются изменения в иммунной системе, позволяющие предположить развитие начальных этапов инфекционного процесса (активация врожденного иммунитета и увеличение количества NK-клеток более чем у половины из обследованных). После применения препарата «Гриппферон» обнаружено, что минимальная частота проявления ОРВИ была только у лиц, получавших IFN в лечебных дозах (4,26%), тогда как при применении профилактических доз симптомы ОРВИ выявлялись почти у 40% обследованных. Соответственно, мы предлагаем новую концепцию профилактики ОРЗ, которая заключается в применении лечебных доз IFN в период эпидемии для лиц, контактирующих с больными (врачи, члены семей), что позволит сохранить здоровье у контактирующих и значительно снизить распространение инфекции в эпидемический период.

About the authors

A. G. Borisov

Krasnoyarsk Research Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: 2410454@mail.ru

PhD (Medicine), Leading Research Associate, Laboratory of Cellular Molecular Physiology and Pathology, Research Institute of Medical Problems of the North