«Трикафта» (Trikafta, элексакафтор + тезакафтор + ивакафтор, ивакафтор) — новый комбинированный препарат, сочетающий сразу три лекарственных средства, предназначенных для лечения муковисцидоза.
«Трикафта», разработанный «Вертекс фармасьютикалс» (Vertex Pharmaceuticals), дебютировал в конце октября 2019 года, получив одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), которое разрешило его для применения пациентами 12 лет и старше с хотя бы одной мутацией F508del гена муковисцидозного трансмембранного регулятора проводимости (CFTR).
В августе 2020 года Европейское агентство по лекарственным средствам (EMA) одобрило «Трикафта», правда, под другим брендовым названием — «Кафтрио» (Kaftrio, элексакафтор + тезакафтор + ивакафтор) — и без дополнительного ивакафтора в комплекте, который идет как отдельный препарат.
«Кафтрио» разрешен для лечения пациентов в возрасте 12 лет и старше с муковисцидозом, заболевание которых характеризуется определенными мутационными особенностями гена CFTR: либо одна мутация F508del и одна мутация с минимальной функциональностью (F/MF), либо две мутации F508del (F/F).
На дату середины декабря 2022 года в России «Трикафта» / «Кафтрио» не зарегистрирован. Потому купить «Трикафта» / «Кафтрио» официальным и легальным способом нельзя.
Муковисцидоз — редкое (хотя и самое распространенное у европеоидной расы аутосомно-рецессивное заболевание), ограничивающее продолжительность жизни.
Генетическая патология вызывается мутациями или вариациями гена CFTR, кодирующего канал-переносчик для ионов хлора.
Нарушения в транспорте соли и жидкости из-за дисфункции CFTR приводят к ряду патологических эффектов, как то:
- обезвоживание вследствие повышения концентрации хлорид-ионов в жидкости, покрывающей поверхность дыхательных путей (ASL);
- закисление ASL по причине нарушения транспорта бикарбонатов;
- нарушение мукоцилиарного транспорта;
- гиперабсорбция натрия и истощение объема ASL;
- снижение противомикробной функции и повышение вязкости слизи;
- покрытие поверхности дыхательных путей густым слизисто-гнойным налетом;
- колонизация бактерий в секрете дыхательных путей;
- воспаление.
Поскольку белок CFTR локализуется в апикальной части мембраны эпителиальных клеток, выстилающих выводные протоки желез внешней секреции (потовых, слюнных, желез в бронхах, поджелудочной железе, кишечнике, урогенитальном тракте), при муковисцидозе отмечаются полиорганные нарушения, связанные с выделением густого секрета: синусит и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), хронические легочные инфекции, панкреатит и недостаточность поджелудочной железы, мужское бесплодие.
Да, «Калидеко» (Kalydeco, ивакафтор), «Оркамби» (Orkambi, лумакафтор + ивакафтор) и «Симдеко» / «Симкеви» (Symdeko / Symkevi, тезакафтор + ивакафтор, ивакафтор) — уже коммерциализированные «Вертекс» и единственные специализированные противомуковисцидозные препараты — охватывают приличное число пациентов. Однако приблизительно треть больных оставались вне поля зрения терапии ввиду специфических мутаций, нечувствительных к указанным лекарственным средствам. На такую популяцию и рассчитано назначение «Трикафта» / «Кафтрио».
«Трикафта» / «Кафтрио» также пригоден для применения при муковисцидозе пациентами, которые уже лечатся при помощи «Калидеко», «Оркамби» или «Симдеко» / «Симкеви». Благодаря «Трикафта» / «Кафтрио» терапевтический охват пригодных пациентов расширился с 50% до 90%.
«Трикафта» / «Кафтрио»: список CFTR-мутаций, пациенты с которыми подходят для лечения
«Трикафта» / «Кафтрио» окажет благотворное терапевтическое действие при наличии гетерозиготной или гомозиготной мутации F508del гена CFTR, однако препарат поможет и при других мутациях.
Для этого «Вертекс» протестировала «Трикафта» / «Кафтрио» in vitro на клетках щитовидной железы крыс линии Fisher, которые были трансфектированы определенными CFTR-мутациями. В таблице приведены те мутации, при которых применение «Трикафта» / «Кафтрио» привело к росту опосредованного белком CFTR транспорта ионов хлора хотя бы на 10% от нормы (считается, что данный порог является клинически значимым).
Список мутаций гена CFTR, чувствительных к назначению препарата «Трикафта» / «Кафтрио»
3141del9 | E822K | G1069R | L967S | R117L | S912L |
546insCTA | FI 91V | G1244E | L997F | R117P | S945L |
A46D | F311del | G1249R | L1077P | R170H | S977F |
A120T | F311L | G1349D | L1324P | R258G | S1159F |
A234D | F508C | H139R | L1335P | R334L | S1159P |
A349V | F508C;S1251N^ | H199Y | L1480P | R334Q | S1251N |
A455E | F508del* | H939R | M152V | R347H | S1255P |
A554E | F575Y | H1054D | M265R | R347L | T338I |
A1006E | F1016S | H1085P | M952I | R347P | T1036N |
A1067T | F1052V | H1085R | M952T | R352Q | T10531 |
D110E | F1074L | H1375P | M1101K | R352W | V201M |
D110H | F1099L | I148T | P5L | R553Q | V232D |
D192G | G27R | I175V | P67L | R668C | V456A |
D443Y | G85E | I336K | P205S | R751L | V456F |
D443Y;G576A;R668C^ | G126D | I502T | P574H | R792G | V5621 |
D579G | G178E | I601F | Q98R | R933G | V754M |
D614G | G178R | I618T | Q237E | R1066H | V1153E |
D836Y | G194R | I807M | 0237H | R1070Q | V1240G |
D924N | G194V | I980K | Q359R | R1070W | V1293G |
D979V | G314E | I1027T | Q1291R | R1162L | W361R |
D1152H | G463V | I1139V | R31L | R1283M | W1098C |
D1270N | G480C | I1269N | R74Q | R1283S | W1282R |
E56K | G551D | I1366N | R74W | S13F | Y109N |
E60K | G551S | K1060T | R74W;D1270N^ | S341P | Y161D |
E92K | G576A | L15P | R74W;V201M^ | S364P | Y161S |
E116K | G576A;R668C^ | L165S | R74W;V201M;D1270N^ | S492F | Y563N |
E193K | G622D | L206W | R75Q | S549N | Y1014C |
E403D | G628R | L320V | R117C | S549R | Y1032C |
E474K | G970D | L346P | R117G | S589N | |
E588V | G1061R | L453S | R117H | S737F |
^ — Сложные/комбинированные мутации, когда один аллель гена CFTR имеет несколько мутаций; они существуют независимо от наличия мутаций в другом аллеле.
* — F508del является чувствительной мутацией CFTR, согласно клиническим данным и данных in vitro.
«Калидеко», «Оркамби», «Симдеко» / «Симкеви»: почему нужен еще «Трикафта» / «Кафтрио»
В январе 2012 года «Вертекс» предложила «Калидеко» (Kalydeco, ивакафтор) — первый специализированный лекарственный препарат против муковисцидоза.
Ивакафтор (ivacaftor, VX-770) является CFTR-потенциатором (стимулятором), повышающим вероятность открытия ионного канала CFTR-белка (за счет продления времени его открытия), чтобы ионы хлора могли свободно пройти через него. Ивакафтор работает лишь при определенных CFTR-мутациях (4–5% больных) и не работает в случае F508del-мутации гена CFTR, гомозиготность по которой ответственна за не менее чем две трети причин развития муковисцидоза. Следует понимать, что мутации CFTR весьма разнообразны (их уже насчитывается свыше 2,1 тыс.), и потому угодить с эффективным лекарством каждому пациенту весьма затруднительно.
В июле 2015 года «Вертекс» выпустила «Оркамби» (Orkambi, лумакафтор + ивакафтор), подключивший пациентов, гомозиготных по CFTR-мутации F508del (приблизительно 50% случаев муковисцидоза).
Последняя, приводящая к мисфолдингу белка CFTR, результирует неправильным внутриклеточным процессингом и миграцией, что отражается в виде деградации и резкого падения количества CFTR на клеточной поверхности. CFTR-корректор (модулятор) лумакафтор (lumacaftor, VX-809) усиливает конформационную стабильность F508del-мутантного CFTR, обеспечивая процессинг и миграцию большего количества зрелого белка CFTR к клеточной поверхности. Для успешной работы ивакафтора необходимо, чтобы CFTR-белок располагался на клеточной поверхности, чему как раз и содействует лумакафтор.
В феврале 2018 года «Вертекс» представила «Симдеко» / «Симкеви» (Symdeko / Symkevi, тезакафтор + ивакафтор, ивакафтор), который, будучи усовершенствованным вариантом «Оркамби», расширил пул пациентского охвата (за счет подключения дополнительных CFTR-мутаций) и снизил число побочных реакций.
CFTR-корректор тезакафтор (tezacaftor, VX-661), являясь дальнейшим развитием лумакафтора, аналогично способствует миграции к клеточной поверхности нормальных и определенных мутантных форм CFTR, включая F508del.
Тем не менее приблизительно 30% пациентов с муковисцидозом оставались вне поля действия указанных медикаментов, поскольку их заболевание характеризуется мутантной гетерозиготностью: один аллель гена CFTR несет мутацию F508del, тогда как второй — мутацию с минимальной функциональностью, которая приводит к отсутствию или синтезу дефектного белка, нечувствительного к CFTR-корректорам, — так называемый генотип F508del–MF.
На такую популяцию и рассчитано назначение «Трикафта» / «Кафтрио»: входящий в его состав CFTR-корректор элексакафтор (elexacaftor, VX-445) иначе модулирует CFTR, и потому его механизм действия вступает в синергизм с тезакафтором, обеспечивая дополнительное увеличение количества F508del-мутантного белка CFTR на клеточной поверхности.
В свое время «Вертекс» оказалась перед сложным выбором, какой из экспериментальных CFTR-корректоров, элексакафтор или бамокафтор (bamocaftor, VX-659), отправить на регистрацию тройной терапии муковисцидоза, поскольку их эффективность оказалась одинаково результативной.
«Трикафта» / «Кафтрио»: эффективность и безопасность лечения муковисцидоза
- В связи с тем, что применение «Трикафта» / «Кафтрио» может ухудшить печеночные показатели, препарат противопоказан пациентам с тяжелой печеночной недостаточностью (например, цирроз, портальная гипертензия, асцит, печеночная энцефалопатия). В случае умеренной таковой рекомендовано исходить из оценки перевешивания пользы над риском. Периодически следует проводить анализы на уровни АЛТ, АСТ и билирубина.
Эффективность и безопасность «Трикафта» / «Кафтрио» были установлены в двух клинических исследованиях AURORA F/MF (NCT03525444) и AURORA F/F (NCT03525548) фазы III (рандомизированных, двойных слепых, плацебо-контролируемых или с группой активного препарата сравнения, многоцентровых, международных) среди пациентов (n=510) в возрасте 12 лет и старше с муковисцидозом и хотя бы одной F508del-мутацией гена CFTR.
Среди критериев исключения из испытаний: наличие в анамнезе колонизации микроорганизмами, связанными с быстрым ухудшением легочного статуса, такими как Burkholderia cenocepacia, Burkholderia dolosa, Mycobacterium abscessus; нарушение функции печени (АЛТ, АСТ, щелочная фосфатаза или ГГТ ≥ утроенной верхней границы нормы либо общий билирубин ≥ удвоенной верхней границы нормы).
Первичная конечная точка была заявлена абсолютным изменением прогнозируемого объема форсированного выдоха за 1 секунду в процентном исчислении (ppFEV1).
В первом клиническом испытании приняли участие пациенты (n=403) с муковисцидозом и гетерозиготной мутацией гена CFTR: на одном аллеле — мутация F508del, на другом — мутация, приводящая либо к отсутствию белка CFTR, либо к синтезу дефектного белка CFTR, нечувствительного к назначению «Калидеко» или «Симдеко» / «Симкеви».
По прошествии 4 недель лечения усредненное абсолютное изменение ppFEV1 в группе «Трикафта» / «Кафтрио» в сравнении с группой плацебо составило 13,8% (95% ДИ: 12,1–15,4; p<0,0001). За весь период 24-недельного лечения данное расхождение зафиксировалось на 14,3% (95% ДИ: 12,7–15,8; p<0,0001).
24-недельное назначение «Трикафта» / «Кафтрио» обеспечило статистически и клинически значимый выход ко всем вторичным конечным точкам, свидетельствующим о достоверных улучшениях функциональности легких и оцениваемых следующими проявлениями муковисцидоза:
- снижение частоты легочных обострений в пересчете на год на 63% в сравнении с плацебо (здесь и далее): относительный риск (rate ratio, RR) 0,37 (95% ДИ: 0,25–0,55; p<0,0001);
- снижение частоты осложнений муковисцидоза, приводящих к госпитализации, на 71%: RR 0,29 (95% ДИ: 0,14–0,61);
- снижение частоты осложнений муковисцидоза, требующих внутривенного назначения антибиотиков, на 78%: RR 0.22 (95% ДИ: 0,14–0,43);
- уменьшение содержания хлорида в потовой жидкости: на 41,8 ммоль/л (95% ДИ: −44,4 — −39,3; p<0,0001);
- улучшение респираторной симптоматики по пересмотренному опроснику муковисцидоза (CFQ-R): рост на 20,2 балла (95% ДИ: 17,5–23,0; p<0,0001);
- улучшение индекса массы тела: прибавка на 1,04 кг/м2 (95% ДИ: 0,85–1,23; p<0,0001).
Второе клиническое исследование привлекло пациентов (n=107) с муковисцидозом, гомозиготных по F508del-мутации гена CFTR. По истечении 4 недель терапии группа «Трикафта» / «Кафтрио» отметилась усредненным абсолютным изменением ppFEV1 на 10,0% (95% ДИ: 7,4–12,6), если сравнивать с контрольной группой, получавшей «Симдеко» / «Симкеви» (p<0,0001).
Назначение «Трикафта» / «Кафтрио» привело к статистически и клинически значимому улучшению вторичных конечных точек (относительно группы сравнения), установленных содержанием хлорида в потовой жидкости и респираторной симптоматикой CFQ-R: соответственно −45,1 ммоль/л (95% ДИ: −50,1 — −40,1; p<0,0001) и +17,4 балла (95% ДИ: 11,8–23,0; p<0,0001).
Клиническое исследование NCT03691779 фазы III (нерандомизированное, открытое, многоцентровое, международное) проверило «Трикафта» / «Кафтрио» в лечении муковисцидоза среди пациентов (n=66) в возрасте 6–11 лет гомозиготных или гетерозиготных по CFTR-мутации F508del (генотипы F/F или F/MF).
24-недельное ежедневное назначение «Трикафта» / «Кафтрио» привело к улучшению следующих клинически важных показателей:
- абсолютный рост ppFEV1 на 10,2% (95% ДИ: 7,9–12,6);
- уменьшение содержания хлорида в потовой жидкости на 60,9 ммоль/л (95% ДИ: −63,7 — −58,2);
- улучшение респираторной симптоматики CFQ-R на 7,0 балла (95% ДИ: 4,7–9,2);
- улучшение индекса массы тела на 1,02 кг/м2 (95% ДИ: 0,76–1,28);
- улучшение Z-значения индекса массы тела на 0,37 (95% ДИ: 0,26–0,48), это значение оценивает данный антропометрический показатель пациента, отталкиваясь от медианы стандартной популяции;
- снижение индекса клиренса легких (LCI2.5) на 1,71 единицы (95% ДИ: −2,11 — −1,30), этот индекс является мерой неоднородности вентиляции, которая может быть более чувствительной, чем спирометрия, в выявлении изменений функции легких в детском возрасте.
«Трикафта» / «Кафтрио»: вопрос цены
«Вертекс» установила стоимость «Трикафта» для американских пациентов с муковисцидозом в размере 311,5 тыс. долларов в год, что на 6% и 14% дороже курсов лечения при помощи «Симдеко» и «Оркамби». Речь идет об оптовой цене, то есть без учета скидок и дисконтов.
В Европе годовой курс лечения при помощи «Кафтрио» обходится где-то в 194 тыс. евро.
Столь высокая стоимость не позволяет всем без исключения пациентам получить доступ к долгожданному высокоэффективному лечению муковисцидоза. Но тем не менее генерирует для «Вертекс» приличный поток денег: в 2019 году заработок на торговле четырьмя противомуковисцидозными препаратами составил 4,0 млрд долларов, в 2020-м он вырос до 6,2 млрд долларов. «Вертекс» закрыла 2022 год с еще лучшими финансовыми показателями: доход от реализации четверки лекарств против муковисцидоза увеличился до 7,6 млрд долларов.
Согласно прогнозам отраслевых экспертов, к 2024 году продажи «Трикафта» / «Кафтрио» доберутся до без малого 4 млрд долларов, существенно превосходя и отъедая спрос на ее другие противомуковисцидозные препараты.
- Прогнозы оказались слишком пессимистичными: уже в 2021 году реализация «Трикафта» / «Кафтрио» достигла 5,7 млрд долларов.
Согласно подсчетам американского Института клинико-экономической экспертизы (ICER), справедливая стоимость лечения муковисцидоза при помощи «Трикафта» должна укладываться в диапазон 67,9–79,9 тыс. долларов в год, то есть быть сниженной на 74–78%.
Понятное дело, на свободном рынке никто не вправе указывать «Вертекс», какие ценники следует «заряжать» на столь нужные человечеству лекарства против муковисцидоза. Это бизнес, а здоровье — не более чем точка приложения и специфика деловых практик любой фармацевтической компании.
«Трикафта» / «Кафтрио»: что дальше
В обозримом будущем пациентский охват «Трикафта» / «Кафтрио» расширится за счет снижения планки возраста пригодных для лечения пациентов. Для этого осуществляется клиническое исследование NCT04537793 фазы III, проверяющее «Трикафта» / «Кафтрио» среди детей с муковисцидозом младше 6 лет (от 2 до 5 лет).
Муковисцидоз: надежда на полное излечение
Следует понимать, что «Калидеко», «Оркамби», «Симдеко» / «Симкеви» и «Трикафта» / «Кафтрио» в некоторых случаях могут не сработать, даже если пациент, судя по имеющимся данным in vitro, должен ответить на назначение препарата. Более того, терапевтический ответ иногда существенно отличается среди людей с одинаковой мутацией CFTR. Подобная вариабельность связана, как предполагается, с генетическими вариантами в локусе CFTR и вне его.
И потому «Вертекс» прикладывает масштабные усилия, чтобы так или иначе улучшить эффективность лечения муковисцидоза.
«Вертекс» тестирует новую схему тройной терапии муковисцидоза, применять которую можно будет один раз в день — в отличие от «Трикафта» / «Кафтрио», который назначается утром и вечером. Схема, которая, как ожидается, будет эффективнее, чем «Трикафта» / «Кафтрио», состоит из трех лекарственных средств, как то: CFTR-потенциатор VX-561 и два CFTR-корректора — тезакафтор и VX-121.
VX-561, или деутивакафтор (deutivacaftor), представляет собой ивакафтор, измененный химией дейтерия. Экспериментальное лекарственное соединение, купленное у «Кансет фармасьютикалс» (Concert Pharmaceuticals), более стабильно in vitro, и потому характеризуется продленным периодом полувыведения.
Клиническая программа новой схемы лечения муковисцидоза опирается на два испытания фазы III, NCT05033080 и NCT05076149, среди пациентов в возрасте 12 лет и старше, которые гетерозиготны или гомозиготны по CFTR-мутации F508del либо характеризуются наличием CFTR-мутации, отвечающей на назначение «Трикафта» / «Кафтрио».
«Вертекс» также надеется вылечить буквально всех пациентов с муковисцидозом. Для этого в сотрудничестве с «Криспа терапьютикс» (CRISPR Therapeutics), «Арбор байотекнолоджис» (Arbor Biotechnologies) и «Аффиниа терапьютикс» (Affinia Therapeutics) тестируется технология генного редактирования CRISPR-Cas9, охватывающая оставшиеся 10% пациентов, которым не помогает «Трикафта» / «Кафтрио». А благодаря партнерству с «Модерна» (Moderna) обкатывается мРНК-подход VX-522 (VXc0522), предполагающий ингаляционную доставку в легкие генетических инструкций, кодирующих синтез нормального CFTR-белка.
Дополнительные материалы
Инструкция по медицинскому применению лекарственного препарата «Трикафта» (Trikafta, элексакафтор + тезакафтор + ивакафтор, ивакафтор) в США. [PDF]
Инструкция по медицинскому применению лекарственного препарата «Кафтрио» (Kaftrio, элексакафтор + тезакафтор + ивакафтор) в Европе. [PDF]
Что нужно знать о муковисцидозе: 5 вопросов о поломке гена, диагностике и лечении
19.04.2022
Муковисцидоз — генетическое заболевание, которое нарушает работу многих органов — легких, кишечника, поджелудочной железы. Из-за этого пациенты часто не могут свободно дышать, используют кислородные маски, ингаляторы, высококалорийные питательные смеси, антибиотики и другие дорогостоящие препараты. Некоторым пациентам требуется пересадка легких.
Какие нарушения происходят в организме при муковисцидозе и какие органы повреждаются чаще всего? Что такое генная терапия и как она может помочь в лечении наследственных заболеваний?
Вместе с информационно-просветительским гуманитарным проектом «12 месяцев», который ведут студенты и ординаторы кафедры патологической анатомии Северо-Западного медицинского университета имени И. И. Мечникова, мы продолжаем серию материалов о редких (орфанных) генетических заболеваниях и жизни людей с ними.
Читайте в апреле рассказ о муковисцидозе, с которым в России рождается один из 10 тысяч детей.
«Уже три года я нахожусь в листе ожидания на пересадку легких»
Лилия, 34 года, подопечная благотворительного фонда «Кислород»:
С раннего детства мне приходилось большую часть своего времени ходить по больницам — в каких только больницах Казани я не была. В 8 лет мне сделали операцию, удалили часть легкого — верхнюю правую долю. Потом оказалось, что это ошибка и операцию не следовало делать. И только в 14 лет мне смогли поставить диагноз «муковисцидоз».
Три года назад я вместе с мамой переехала в Москву и сейчас нахожусь в листе ожидания на пересадку легких. Когда она будет — неизвестно, но мои легкие работают уже всего на 30%.
Возможно, из-за пандемии COVID-19 некоторые люди смогут представить, какого это: ты не можешь пройти даже двух шагов, не начав задыхаться, и потом уже не способен ни о чем думать. Нормальный уровень насыщения крови кислородом 95% и выше, у нас же он всего 60%. Возникает ощущение, будто тебе перекрыли горло и невозможно вдохнуть.
Благодаря фонду «Кислород» мне удается снимать квартиру в Восточном Измайлово, рядом с больницей, в которой мы, пациенты с муковисцидозом, лечимся. Живем около своего доктора.
Что такое муковисцидоз?
Муковисцидоз или кистозный фиброз — тяжелое наследственное заболевание, при котором повышенная вязкость слизи, выделяемая органами пищеварения и дыхания, критически нарушает их работу и приводит к развитию опасных для жизни состояний — истощению, кишечной непроходимости, пневмонии, сепсису, почечной и дыхательной недостаточности. При этом заболевании также часто поражаются печень и сердце, а у мужчин встречается еще и бесплодие.
Считается, что один из 10 тысяч детей в России рождается с муковисцидозом. Сегодня с этим заболеванием в нашей стране живут 3142 человека (по состоянию на 2018 год), а во всем мире около 100 000 человек. Самая высокая средняя продолжительность жизни людей с таким диагнозом — в США и Канаде, она достигает 40 лет.
Муковисцидоз развивается из-за мутаций в гене CFTR (Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). То есть меняется молекула ДНК, на основе которой строится белок — главная рабочая сила клетки. Поломка гена способна полностью прекратить выработку белка или снизить эффективность его работы, в результате чего происходит частичная или полная утрата функции, которую выполняет белок.
Белок, кодируемый геном CFTR, выступает как канал (или отверстие) в мембране (то есть оболочке) клетки, через который из клетки выводятся заряженные частицы — ионы хлора (Cl-). Этот канал получил название «хлоридный» и главное его предназначение — поддерживать в текучем состоянии слизь, которую выделяют наши органы.
Что это за слизь и для чего она нужна? Клетки вырабатывают слизь, покрывающую органы изнутри — например, кишечник, бронхи или протоки поджелудочной железы, — и защищающую их от воздействия ферментов или микроорганизмов. Слизь должна постоянно обновляться за счет удаления из организма, а для этого ей необходимо оставаться текучей — это достигается благодаря тому, что в ней удерживается большое количество воды.
Выделение ионов хлора играет в этом процессе ключевую роль: в сочетании с ионами натрия они формируют и поддерживают в слизи высокую концентрацию соли, а она в свою очередь притягивает в слизь большое количество воды.
У людей с муковисцидозом снижено количество ионов хлора, выводимых в слизь. Это нарушает баланс ионов натрия и хлора и снижает концентрацию соли в слизи. Из-за этого она не снабжается водой, становится вязкой, густой и не может самостоятельно удалиться из организма. Слизь переполняет органы и закрывает просвет выводящих протоков желез, таким образом препятствуя их работе и разрушая структуру. Именно в этом и кроется причина муковисцидоза.
Выявлено уже 352 мутации гена CFTR, которые способны привести к развитию муковисцидоза. Их разделили на 6 функциональных классов:
- I класс — белок не синтезируется;
- II класс — белок не претерпевает нужной обработки в аппарате Гольджи и не может транспортироваться в место функционирования;
- III класс — белок встраивается в место функционирования, но не выполняет свои функции;
- IV класс — белок работает, но проводит недостаточное количество ионов хлора;
- V класс — белок синтезируется в недостаточных количествах;
- VI класс — белок не стабилен и не всегда выполняет свою функцию.
Схема проявлений разных классов мутаций гена CFTR
I, II и III классы относят к «тяжелым» мутациям, при которых функция белка по выведению ионов хлора полностью отсутствует, что ведет к очень низкому содержанию воды в слизи. IV, V и VI классы, при которых функция частично сохранена, — к «легким» мутациям.
Такое подразделение условно, так как на тяжесть течения заболевания значительно влияют два фактора — его раннее выявление и готовность пациента к постоянному лечению. Поздняя диагностика, что часто бывает с легкими мутациями, или прекращение лечения могут привести к необратимым изменениям в организме человека.
Здесь можно узнать, к какому функциональному классу относят болезнетворную мутацию.
«У меня много планов до 27 лет»
Андрей, 24 года, студент Ярославского медицинского университета:
Диагноз «муковисцидоз» мне поставили в 8 месяцев. Позже выяснилось, что у меня 2 тяжелые мутации в гене CFTR. Но до 11 лет болезнь я особенно не замечал, пока не вылетел из школьного обучения на полгода из-за операции по разрешению непроходимости кишечника. Это была моя первая операция, и в этот момент я начал понимать, что болею серьезным неизлечимым заболеванием.
Болезнь начала активно проявлять себя после 17 лет, когда состояние стало резко ухудшаться: появился утренний кашель, часто до тошноты. Муковисцидоз для меня — это постоянное ухудшение состояния легких, кашель, проблемы с пищеварением, сахарный диабет, нарушение работы всех моих органов…
Википедия пишет, что средняя продолжительность жизни с муковисцидозом в России — 27 лет. Классно. Легкие будут все хуже работать, а значит, я не смогу дышать. В один момент могу уснуть и просто не проснуться. Я это понимаю. Поэтому у меня очень много планов до 27!
Как проявляется и на что влияет муковисцидоз?
Мутации гена CFTR способствуют повреждению многих органов — поджелудочной железы, легких, печени, мужских половых желез, слизистых оболочек.
Поражение органов при муковисцидозе
- Поджелудочная железа
Есть однозначная прямая связь между мутациями гена CFTR и поражением поджелудочной железы. Этот орган выполняет две основных функции — вырабатывает пищеварительные ферменты и обеспечивает их выделение в кишечник для переваривания пищи (внешнесекреторная функция), а также производит гормоны и выделяет их в кровь для поддержания уровня глюкозы (внутрисекреторная функция).
При муковисцидозе в первую очередь нарушается внешнесекреторная функция. Как это происходит?
Поджелудочная железа располагается вне кишечника, и для того, чтобы доставить туда пищеварительные ферменты, от разных участков поджелудочной железы к кишечнику отходят маленькие трубочки, которые собираются в крупные выводящие протоки и впадают в кишечник.
Внутренняя поверхность этих выводящих протоков («труб») покрыта специальными клетками, вырабатывающими слизь. Как и в случаях с другими органами, слизь защищает клетки протоков от вредного действия ферментов. Она должна постоянно обновляться, удаляясь из кишечника, но при муковисцидозе становится вязкой, плохо выводится, постепенно закрывая просвет.
Из-за этого ферменты не попадают в кишечник и вместо своей основной задачи по перевариванию пищи начинают «переваривать» клетки поджелудочной железы. Это ведет к ее воспалению — хроническому панкреатиту, который разрушает структуру органа.
Участки с погибшими клетками поджелудочной железы зарастают «рубцами» (фиброз), а продолжающийся процесс выделения слизи расширяет выводящие протоки. В результате в органе появляются полости (кисты), за что заболеванию и было дано первое название — кистозный фиброз.
Нарушенное поступление пищеварительных ферментов в кишечник способствует развитию диареи, плохому перевариванию, истощению, системным нарушениям обмена веществ. Из-за этого пациентам с муковисцидозом приходится постоянно принимать искусственные ферменты.
Потеря внутрисекреторной функции у пациентов с легкими классами мутаций протекает постепенно, на протяжении нескольких лет, а у носителей тяжелого класса нарушения поджелудочной железы выявляются уже внутриутробно. В более позднем возрасте у 20% пациентов развивается инсулин-зависимый сахарный диабет.
Собственные железы кишечника, производящие слизь, также могут поражаться. В совокупности с нарушенным перевариванием пищи это повышает риск развития кишечной непроходимости.
- Легкие
Поражения легких зависят от мутаций гена CFTR, но не столь однозначно, как в случае с поджелудочной железой.
Основной причиной нарушения дыхания считаются микроорганизмы, которые заселяют вязкую слизь дыхательных путей. На инфекцию организм реагирует воспалением: в ткани легкого приходят лейкоциты (а именно нейтрофилы), призванные бороться с микроорганизмами.
Однако при бронхите и пневмонии лейкоциты выделяют ферменты, которые деформируют ткани легкого и способствуют расширению бронхов (бронхоэктазы). Заканчиваются такие разрушительные процессы печально — формируется дыхательная недостаточность, несоответствие количества поглощаемого кислорода потребностям организма.
Из-за этого люди с муковисцидозом не могут свободно дышать, используют кислородные маски, антибиотики и препараты, разжижающие слизь. Они не могут позволить себе легкие физические нагрузки повседневной жизни и встречаться с пациентами с таким же диагнозом, потому что рискуют передать друг другу злостные инфекции.
На течение заболевания легких у пациентов с муковисцидозом влияют гены-модификаторы. Они способны либо ухудшать течение болезни (при особых вариантах генов MBL, HLA II, TGFβ1 функция их белков снижается, что ведет к ослаблению иммунитета и большим повреждениям легких от микроорганизмов), либо наоборот улучшать его (если функциональная активность белка, кодируемого вариантом гена NOS1, повышается, то усиливается антибактериальная защита и ослабляется воспалительная реакция).
- Околоносовые пазухи
Постоянное воспаление характерно и для слизистой оболочки полости носа и придаточных пазух, что часто приводит к образованию доброкачественных опухолей — полипов.
- Сердце
Из-за постоянных пневмоний при муковисцидозе структура легких повреждается, появляются рубцы (фиброз), что ведет к затрудненному кровообращению в них. Это требует напряженной работы сердца — ему приходится с большим усилием проталкивать кровь в сосуды легких. Однако из-за этого развивается гипертрофия правого желудочка, нарушается его снабжение кислородом, что в итоге приводит к сердечной недостаточности.
- Почки
Длительное воспаление в легких стимулирует образование защитных белков, выделяемых в кровь. А так как вся кровь фильтруется через почки, эти белки могут забивать почечные фильтры (амилоидоз почек). Это способствует прогрессированию почечной недостаточности — состоянию, при котором нарушается фильтрация мочи и часть продуктов обмена остается в крови, что имеет критичные и порой смертельные последствия для организма.
- Печень
Поражение печени связано преимущественно с наличием мутаций в генах-модификаторах. Вязкая слизь и густая желчь, образующиеся из-за дефекта гена CFTR, с трудом выводятся в кишечник, способствуя воспалению желчных протоков, гибели печеночных клеток и постепенному формированию цирроза печени.
- Половые органы мужчин
У мужчин с муковисцидозом наблюдается полное закрытие просвета семявыносящих протоков, канальцев придатков яичка (за счет разрастания в них соединительной ткани) или нарушение развития этих органов, что в обоих случаях ведет к бесплодию.
Как наследуется и диагностируется муковисцидоз?
Муковисцидоз наследуется аутосомно-рецессивно: то есть если оба родителя имеют болезнетворную мутацию гена CFTR (считается, что каждый 20-й человек — носитель такой мутации), в 25% случаев может родиться ребенок с муковисцидозом. Причем пол ребенка не влияет на вероятность развития заболевания.
С 2006 года в нашей стране проводится массовое обследование новорожденных на наиболее распространенные наследственные заболевания, среди которых есть и муковисцидоз. К 2018 году почти половину случаев муковисцидоза помог выявить именно неонатальный скрининг. Однако заболевание можно обнаружить и позже из-за его легкого течения. Так, максимальный возраст, в котором был установлен диагноз, в России составляет 59 лет.
Муковисцидоз диагностируется в случае, когда у человека есть как минимум одно клиническое проявление (поражение легких, поджелудочной железы, придаточных пазух носа, кишечника) и подтверждено нарушение функции хлоридного канала.
Нарушение функции канала определяется несколькими подходами:
- Для начала необходимо найти мутацию в гене CFTR и установить ее молекулярно-генетическими методами. Однако наличие мутации еще не говорит о нарушении функции белка.
- Чтобы это подтвердить, используют потовую пробу: с помощью слабого электрического тока (ионофореза) в кожу вводят лекарство, которое стимулирует потоотделение, после чего выделяемый пот собирают и определяют в нем количество хлоридов. Концентрация хлоридов выше 60 ммоль/литр в совокупности с выявленной мутацией гена CFTR свидетельствует о наличии кистозного фиброза у пациента.
История изучения муковисцидоза
Есть ли лечение от муковисцидоза?
Муковисцидоз — неизлечимое заболевание, однако есть способы корректировать его течение, улучшая и продлевая жизнь пациентам.
Основные направления терапии у людей с муковисцидозом:
- Корректировка питания — прием пищеварительных ферментов и использование инсулина при развитии сахарного диабета.
- Корректировка дыхания — использование препаратов, расслабляющих мышцы бронхов и расширяющие их просвет, а также лекарств, разжижающих слизь.
- Антибактериальная терапия при инфекции легких, основная цель которой — сохранить максимально возможный объем функционирующей легочной ткани.
Если функции некоторых органов при муковисцидозе можно скорректировать или заместить приемом лекарств (например, ферментов для пищеварения при повреждении поджелудочной железы), то повреждение легких — это безвозвратный процесс, и компенсировать утрату какой-то их части пока технически невозможно.
Именно критическое поражение легких представляет наибольшую опасность для жизни человека с муковисцидозом.
В таком случае единственно возможным решением остается трансплантация легких. Однако это опасная и рискованная операция, которую делают при снижении функции легких менее 30% от должного уровня.
«Из-за обострений я часто худела до 40 килограммов»
Лилия, 34 года, подопечная благотворительного фонда «Кислород»:
Первый год в Москве я думала: «Ну, мне быстренько сделают пересадку легких, и я уеду домой в Казань». И думала так два года. На третий до меня дошло, что нет, так быстро это не происходит. И у меня была такая истерика, что все вокруг бесило: чужая квартира, чужой город. Готова была выйти на улицу и выть, чуть ли не на стены лезла.
Но я же понимаю, что деваться мне некуда. Когда начинается обострение, начинаешь и реветь, и злиться. От этого же еще хуже, у тебя и так одышка, а когда нервничаешь, одышка усиливается. Это очень тяжело. Успокаиваешь себя: «Все, хватит, перестань, сделаешь себе только хуже». Так сама с собой и разговариваешь.
Хирурги в Москве установили мне трубочку в желудок — гастростому. В нее нужно капать жидкое калорийное питание, чтобы я могла набрать вес и успешнее перенести операцию.
Таким способом я набрала около 10-12 килограммов, а до этого была очень худой, больше 50 килограммов никогда не весила, из-за обострений часто худела и до 40. У нас некоторые и по 35 килограммов весят. Слизь в дыхательных путях очень густая, и ее трудно вывести, нужны большие усилия — мы только от одного кашля огромное число калорий сжигаем.
Месяц назад я начала принимать таргетный препарат «Калидеко» и сейчас чувствую улучшение. Проблема в том, что их не дают бесплатно, если их покупать — курс терапии будет стоить десятки миллионов. Приходится стараться приобретать их самостоятельно, иногда получается достать из-за рубежа.
- Справка: только один из препаратов для пациентов с муковисцидозом входит в программу 14 высокозатратных нозологий и закупается за счет государства. Фонд «Круг добра» закупает такие препараты, но только для детей до 18 лет.
С таргетными препаратами появилась хоть какая-то надежда подольше пожить. Я же осознаю, что далеко не все операции по пересадке легких удачно проходят, 100%-ой гарантии нет. И еще не понимаю полностью, что меня ждет.
Если пересадка легких будет успешной, то я, наверное, на велосипеде покатаюсь, пробегусь. Мы же даже пробежаться не можем, идем тихим-тихим шагом, как черепахи, чтобы не задохнуться. Еще очень хочется попутешествовать. По России я бы поездила, куда угодно — в Сочи, в Петербург….»
Наиболее эффективной медицинской помощью людям с муковисцидозом сегодня остается таргетная терапия, направленная на коррекцию работы хлоридного канала.
В 2012 году был зарегистрирован первый препарат с таким действием — ивакафтор (торговое название «Калидеко»). Он всасывается в желудочно-кишечном тракте и распределяется по организму через кровь.
Достигнув легких, препарат проникает в клетки и присоединяется к хлоридному каналу, встроенному в оболочку (мембрану) клетки. Препарат изменяет форму канала — он возвращает ему способность пропускать ионы хлора, которые способствуют притоку воды в слизь.
По итогам постоянного приема препарата содержание соли в поте пациентов снизилось ниже диагностически значимого уровня, а эффективность работы легких улучшилась на 17,2%. Важный момент: ивакафтор эффективен только при мутациях CFTR, при которых встраивание (транспортировка) белка в оболочку (мембрану) клетки не нарушена, то есть при III-VI классах мутаций.
Позже были разработаны лумакафтор, тезакафтор и элексакафтор — так называемые препараты-корректоры, способные присоединяться к белкам хлоридного канала, что помогает им транспортироваться до оболочки клетки и встраиваться в нее. Они помогают уже и при II классе мутаций.
Препараты-корректоры наиболее эффективны при совместном использовании с ивакафтором, сейчас выпускается несколько таких комбинаций — «Оркамби», «Симдеко» и «Трикафта».
Однако у таргетной терапии есть и недостатки: необходимость принимать препараты каждые 12 часов и их огромная стоимость — цена «Оркамби» или «Трикафта» достигает 20 миллионов рублей в год.
Есть и еще один «минус» — таргетная терапия не способна помочь людям с I классом мутаций, при которых белок (хлоридный канал) вообще не образуется, а следовательно, и воздействовать терапевтической молекуле не на что. Но и для пациентов с этими мутациями ищутся подходы.
«После 17 лет мое здоровье резко пошло под откос, но сейчас животворящий препарат делает свое дело»
Андрей, 24 года, студент Ярославского медицинского университета:
70% лечения муковисцидоза — это подходящая терапия и препараты, еще 30 — массаж, спорт, настрой и правильный уход.
После 17 лет мое здоровье резко пошло под откос, учиться становилось намного труднее. Мне не хватало кислорода, все чаще случались обострения, а в медицинском ВУЗе пропуск учебы равен «смерти».
В итоге из-за болезни я пропустил много занятий, а на их отработку не было ни времени, ни сил. Когда мозг получает мало кислорода, я думаю медленнее, и все тут. Пришлось уйти в академический отпуск и наверстывать упущенное. Но сейчас ситуация улучшается, животворящий препарат от муковисцидоза — «Трикафта» — делает свое дело.
Я принимаю «Трикафту» с сентября 2021 года. И если 2 сентября я только начал ее принимать, то 3 сентября у меня уже прошел кашель. Покашливаю, конечно, но не так, как раньше: у меня были приступы ночного кашля, вплоть до рвоты, и я не мог уснуть до самого утра.
Возможно, если бы я с детства получал таргетный препарат, то не болел бы диабетом, у меня не было бы двух операций и такого резкого ухудшения состояния. Но в то время их еще не было. «Трикафта» была изобретена и зарегистрирована в США только в 2019 году.
За спасительное лекарство пришлось судиться с местным департаментом здравоохранения. «Трикафта» — не зарегистрированный в России препарат. В 2020-м году мама писала запрос о том, что он мне необходим, что требуется провести врачебный консилиум, на что нам ответили только через год: «Нет». Причем это было уже после того, как я попал на консилиум московского центра и получил заключение о необходимости этого препарата для меня…
Мне удалось получить «Трикафту», и это, скорее, исключение из правил, но я не хочу называть это исключением. Я хочу, чтобы все, кто борется за таргетные препараты, получали их. Умирать в 20 лет — это не нормально.
- Справка: Решение о необходимости назначения таргетной терапии принимает консилиум врачей в отношении конкретного пациента. Партии незарегистрированных в России лекарств также завозят на основании заключения, которое Министерство здравоохранения выдает в каждом новом случае. «Сейчас этот алгоритм занимает у пациентов много времени и нередко заканчивается ситуациями, в которых лекарства приходится получать через судебные инстанции», — поясняет фонд «Острова». В январе 2022 года врачи, пациенты и НКО опубликовали письмо с просьбой зарегистрировать препарат «Трикафта» и покупать его взрослым пациентам с муковисцидозом за счет федерального бюджета.
Чем может помочь генная терапия?
Описанные подходы могут лишь скорректировать течение заболевания, но не устранить его причину. Более технологичный подход основан на доставке в клетку здорового гена взамен поврежденному, он получил название «генная терапия».
Подобный принцип уже используется по всему миру, например, при вакцинации от коронавируса. Спутник V представляет собой безвредный вирус — он доставляет в клетку человека ген, с помощью которого производится белок коронавируса. Именно этот белок — чужеродный для организма, не известный ему — стимулирует формирование иммунитета к коронавирусной инфекции, при этом развития COVID-19 не происходит, так как вирус не размножается.
Легкие — основная цель генной терапии, а следовательно, и основное место, куда нужно доставить ген CFTR. Такой подход способен помочь людям с мутациями любых классов, в том числе и в случаях, когда белок не производится клетками.
Для перемещения терапевтического гена в клетку можно использовать различные способы доставки (векторы), например, аденоассоциированный вирус (AAV) и липосомы («пузырьки» из клеточных мембран). После проникновения в клетку терапевтический ген достигает ее ядра, с помощью которого сначала образуется мРНК — информационный посредник между геном и собирающимся белком. Затем белок модифицируется и встраивается в клетку для выполнения функции хлоридного канала.
Основные подходы в генной терапии муковисцидоза. Использование разных способов доставки гена (векторов), например: аденоассоциированный вирус (AAV) и липосомы («пузырьки» из клеточных мембран). Разные механизмы введения вектора: аэрозоли (слева) и внутривенное введение (справа).
Первые попытки разработки и применения генной терапии были осуществлены в 1993 году, но результаты не оправдали ожиданий. Исследователи столкнулись с разными сложностями: как вирусные, так и невирусные векторы могли вызвать воспаление легкого, проникновение вектора в клетки через вдыхание аэрозоля было затруднено из-за наличия вязкой слизи, а при введении через вены вирусы случайным образом распределялись по организму и лишь в редких случаях достигали легких.
Попытки разработать препараты генной терапии не прекращаются:
- Препарат на основе аденоассоциированного вируса. В стадии доклинических исследований (то есть идут испытания на животных) находится терапевтический агент SP-101 (Spirovant, США), в котором здоровый ген доставляет аденоассоциированный вирус. Этот препарат опробован на хорьках с искусственно вызванной мутацией гена CFTR. Исследования показывают эффективность доставки и сохраненную функциональную активность здорового гена.
- Препарат на основе матричной РНК (мРНК) гена CFTR. Альтернативный подход основан на доставке в клетки дыхательных путей матричной РНК (мРНК) гена CFTR. мРНК — информационный посредник между геном и образующимся белком.
Терапевтический агент LUNAR®-CF (Arcturus Therapeutics, США) — мРНК CFTR, помещенная в липосому (пузырек из клеточной мембраны), также проходит этап доклинических исследований. Эффективность доставки и работы препарата также показаны в испытаниях на животных с мутацией CFTR и нечеловекообразных обезьянах.
Основным применением разрабатываемой генной терапии рассматриваются варианты мутации I и II класса, при которых не эффективна таргетная терапия ивакафтором и корректорами хлоридного канала.
Еще одно направление терапии, цель которой — исправить работу гена, основывается на редактировании его структуры. При этом подходе в клетку доставляются молекулярные инструменты, исправляющие поврежденный участок гена. Один из таких препаратов разрабатывается компанией SalioGen (США) и сейчас находится в фазе доклинических исследований.
«В обществе нужно говорить о том, что мы есть и у нас есть право на лекарства»
Андрей, 24 года, студент Ярославского медицинского университета:
Что я хочу сказать миру? Да, мы кашляем, обычно мы очень худые. Но мы абсолютно такие же люди, которые хотят жить и достойны нормальной спокойной жизни. И мы в большинстве своем — дети.
Людям с муковисцидозом хочется сказать, что нельзя опускать руки. Резкое ухудшение состояния у меня началось именно в тот момент, когда я опустил руки. Да, лекарственное обеспечение — это очень важно. Но еще важно не отчаиваться, как бы сложно ни было, постоянно держать себя в узде: принимать препараты с утра и до вечера, делать уколы и ингаляции. Нельзя доводить себя до очень тяжелого состояния, хотя не всегда это от тебя зависит.
Если мне становится совсем сложно, то я вытаскиваю себя спортом, музыкой. Мне повезло: у меня есть девушка, которая меня поддерживает.
Общество может помочь нам распространением информации о муковисцидозе. Нужно говорить о том, что такие люди, как мы, есть, и у нас есть право на лекарства, как бы дорого они не стоили.
Было бы хорошо, если бы людям с таким диагнозом и их близким полагалась обязательная помощь психотерапевта, потому что очень сложно выносить все эти проблемы без поддержки. Очень нужны психологи, чтобы помогать родителям общаться с детьми, принимать их диагноз.
Изначально я поступал в медицинский университет, чтобы пойти в хирургию — общение с хирургами в больнице сильно повлияло на меня (и сериал «Доктор Хаус»). А потом принял решение, что лучше заниматься легкими — в этой отрасли в России нужны свои люди. Те, кто точно знают, что такое муковисцидоз.
Где людям с муковисцидозом искать помощь?
Люди с муковисцидозом не могут полноценно работать из-за тяжести заболевания, а современное лечение — дорогостоящая процедура. В России есть несколько фондов, которые оказывают таким пациентам финансовую, социальную, юридическую помощь и психологическую поддержку, среди них:
- «Кислород»
- «Острова»
- «Во имя жизни»
На сайте фонда «Кислород» можно посмотреть списки и других пациентских организаций и благотворительных фондов, которые помогают людям с муковисцидозом и их семьям.
Трикафта, лекарство, сочетающее в себе три модулятора (элексакафтор /тезакафтор/ивакафтор), является безопасным и эффективным для детей с муковисцидозом (МВ) в возрасте от 6 до 11 лет, с подходящим генотипом (гомозигота по мутации F508del или сочетание F508del с любой другой мутацией) как показывают результаты клинических испытаний фазы 3.
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) недавно приняло к рассмотрению дополнительную заявку на применение препарата Трикафта у детей в возрасте 6 лет. Это решение подтверждается новыми выводами фазы 3. Окончательное решение FDA ожидается к июню текущего года.
Исследование «Открытая фаза 3 исследования элексакафтор /тезакафтор/ивакафтор у детей от 6 до 11 лет с МВ и, по крайней мере, одним аллелем F508del» было опубликовано в Американском журнале респираторной и интенсивной терапии.
Трикафта в настоящее время одобрено для лечения МВ у пациентов от 12 лет и старше, у которых есть, по крайней мере, одна копия мутации F508del в гене трансмембранного регулятора проводимости, вызывающей МВ.
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Муковисцидоз — самое распространенное из моногенетических заболеваний (обусловленных поломкой одного гена). При нем нарушено функционирование белка-переносчика ионов хлора через мембрану клетки — хлорного канала CFTR. Так как этот канал отвечает за нормальную работу эпителия в легких, кишечнике, поджелудочной железе и других органах, его дисфункция приводит к накоплению в этих органах слизи, повышению вероятности инфекций и в конце концов к преждевременной смерти. До последнего времени врачи могли лечить только симптомы муковисцидоза: разжижать слизь, расширять бронхи, снижать воспаление, а также уничтожать бактерий антибиотиками, причем все эти меры почти не продлевали жизнь. Но за последние годы был достигнут невиданный прогресс: средняя продолжительность жизни больных возросла более чем в два раза. В этой статье будет рассказано о препаратах, благодаря которым стал возможен такой успех, об истории их создания и перспективах. На данных примерах читатель также узнает, как происходит современная разработка лекарств.
Описание заболевания
Вначале рассмотрим подробнее, что за болезнь муковисцидоз и почему разработка лекарств против него оказалась таким непростым делом.
Большинство случаев этого страшного заболевания диагностируют в первые годы жизни, потому что муковисцидоз поражает все органы, но особенно — легкие и кишечник. Больные страдают от многочисленных нарушений работы почти всех систем организма: дыхательной, пищеварительной, опорно-двигательной, нервной, сердечно-сосудистой и других. Средняя продолжительность жизни больных составляет 30–40 лет (и сильно зависит от качества ухода), 90% пациентов умирает от легочных осложнений.
Муковисцидоз (или кистозный фиброз, как он называется по-английски) возникает у тех людей, у которых плохо работает или отсутствует белок CFTR. Его название расшифровывается как cystic fibrosis transmembrane conductance regulator, то есть регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе. Сейчас разберемся, какова роль CFTR в норме и почему его недостаток приводит к таким тяжелым последствиям.
CFTR относится к трансмембранным белкам , которые связывают АТФ и меняют за счет этого свою конформацию. Внутри белка открывается канал, который позволяет ионам хлора выходить из клетки наружу. После гидролиза АТФ канал закрывается (рис. 1).
То есть он пронизывает мембрану клетки насквозь.
АТФ — аденозинтрифосфорная кислота, основная молекула, которая запасает и передает химическую энергию в клетках.
Рисунок 1. Диаграмма предполагаемой структуры белка CFTR в закрытом (слева) и открытом (справа) положениях. Два трансмембранных домена образуют канал. Открытие канала контролируется двумя внутриклеточными доменами (NBD1 и NBD2), которые способны связывать и гидролизовать АТФ (голубой). Регуляторный домен (зеленый) содержит сайты фосфорилирования (Р). Активация канала требует наличия остатка фосфорной кислоты на регуляторном домене. NBD1 и NBD2 связывают и гидролизуют АТФ, вызывая открытие канала путем взаимодействия с трансмембранными доменами. Одна из молекул АТФ остается связанной с NBD1 в течение нескольких минут. За это время происходит несколько циклов открывания-закрывания канала, обусловленных связыванием и гидролизом второй молекулы АТФ [4], [5].
Наличие ионов вблизи поверхности клеток необходимо для поддержания нормального осмотического давления, а это важно для циркуляции жидкости в околоклеточном пространстве. Поэтому постоянный контролируемый поток ионов хлора через мембрану необходим для нормального функционирования эпителия легких, кишечника, протоков поджелудочной железы, яичников, потовых желез.
При муковисцидозе в первую очередь поражаются именно эти органы: в железах образуется густая слизь, которая забивает протоки и мешает нормальной работе органов. А вот почему в легких и кишечнике нарушается работа врожденной иммунной системы, возникает хроническое воспаление и инфекции — стало более-менее понятно совсем недавно. На нынешний момент картина примерно такая: снижение концентрации ионов хлора в околоклеточном пространстве вызывает активацию эпителиального натриевого канала ENaC, который начинает закачивать натрий в клетку. Уменьшение концентрации NaCl возле поверхности клетки вызывает снижение осмотической силы, а, следовательно, количества воды, поступающей к клетке. В случае легких это приводит к осушению воздушных путей и снижению очищающей активности ресничек и слизистой оболочки (рис. 2 во врезке).
Постоянный ток слизи вдоль поверхности воздушных путей очень важен для функционирования защитной системы легких. При этом слизь должна быть достаточно жидкой, чтобы растекаться по поверхности эпителия после секреции, но и достаточно вязкой, чтобы движение ресничек эпителия вызывало ее направленный ток. У больных муковисцидозом слизь содержит слишком мало воды, поэтому она густая и неподвижная, от нее трудно избавиться даже при кашле. Собственно, русское название болезни и происходит от двух латинских слов: mucus («слизь») и viscosus («вязкий»).
Поскольку слизь — это полимерная сетка, образованная белками, она содержит поры. Характерная черта слизи при патологии — слишком мелкий размер пор. В нормальной слизи они имеют диаметр 0,2–1 мкм, а при болезни — менее 0,1 мкм. В результате нейтрофилы — клетки иммунной системы, которые в первую очередь отвечают за защиту от бактерий, — не могут проникнуть изнутри сквозь слой слизи. Бактерии на поверхности воздушных путей размножаются беспрепятственно и вызывают хронические инфекции, которые являются главной причиной смертности при муковисцидозе (80% пациентов) [7]. Более того, на уплотненной слизи, в отличие от обычной, бактерии образуют макроколонии, так называемые биопленки, которые особенно устойчивы к действию иммунной системы и антибиотиков [8].
Из сказанного понятно, что одним из средств улучшить состояние больных муковисцидозом должна быть регидратация легких, которую можно обеспечить с помощью ингаляции гипертонического раствора соли. Это паллиативная мера, не воздействующая на причину болезни, но, тем не менее, она позволяет снизить количество осложнений [6].
До открытия молекулярных причин болезни пациентов лечили только симптоматически — разжижая слизь, применяя антибактериальные, противовоспалительные препараты и физиотерапию. У пациентов с нарушениями ЖКТ и поджелудочной железы эффективна терапия диетами и пищеварительными ферментами. Все эти меры облегчают состояние пациентов, однако настоящий скачок в продлении жизни и улучшении ее качества стал возможным только благодаря открытиям молекулярной биологии и рациональной разработке лекарств [9], [10].
Фокус на CFTR
В 1989 году был найден ген CFTR , кодирующий хлорный канал длиной 1480 аминокислот, и начат поиск мутаций, отвечающих за развитие муковисцидоза. Всего описано более 2000 мутаций в гене CFTR, однако только 250–300 из них приводят к муковисцидозу, а достаточно часто встречается (более чем у 0,1% больных) примерно 20 [11].
Курсивом обозначается ген, а прямым шрифтом — соответствующий ему белок.
Мутации удобно разделить на несколько классов в соответствии с тем, какие последствия они вызывают (рис. 3) [12].
Рисунок 3. Классы мутаций CFTR при муковисцидозе. GA — аппарат Гольджи; ER — эндоплазматический ретикулум. Красный овал — ядро клетки.
[13], рисунок адаптирован
Мутации I класса
Мутации I класса встречаются примерно у 10% пациентов. При них белок CFTR вообще не синтезируется или синтезируется в усеченном виде и сразу деградирует, потому что в гене произошла замена кодирующего аминокислоту кодона на стоп-кодон, или сдвиг рамки считывания, или появился сигнал неправильного сплайсинга. Самая частая мутация — замена глицина-542 на стоп-кодон.
Мутации II класса
Наиболее распространены мутации II класса, вызывающие неправильные сворачивание белка и последующий процессинг клеточными механизмами. Самая частая мутация — F508del (делеция фенилаланина в положении 508 ). 70% пациентов гомозиготны по этой мутации (то есть она присутствует в обеих копиях гена CFTR), а у 90% есть хотя бы один мутантный аллель [14]. У гомозиготных пациентов наблюдается тяжелое течение муковисцидоза, а гетерозиготы по CFTR-F508del, у которых одна из копий гена нормальна, не имеют симптомов болезни. Существует гипотеза, объясняющая стабильность такого тяжелого заболевания в человеческой популяции: у гетерозигот в меньшей степени происходит потеря воды при болезнях, сопровождающихся диареей, например, при холере и брюшном тифе. Соответственно, раньше, когда эти болезни были одной из основных причин смертности, особенно детской, шел отбор на дефектные копии гена [15].
F — обозначение фенилаланина, а del обозначает делецию, то есть отсутствие аминокислоты.
Мутация F508del приводит к тому, что белок неправильно сворачивается и еще в эндоплазматическом ретикулуме не проходит «контроль качества» со стороны клеточных систем и направляется на деградацию, не доходя до плазматической мембраны.
Впрочем, 1% неправильно свернутого CFTR-F508del все же может достигнуть клеточной поверхности, но там он работает с очень низкой эффективностью из-за того, что мутация нарушает правильную подвижность доменов, необходимую для открывания и закрывания канала [19] (см. врезку). Кроме того, в течение 2,5 минут белок удаляется с поверхности в эндосомы, и там снова решается его судьба: он либо возвращается обратно в плазматическую мембрану клетки, либо уничтожается. Понятно, что большинство мутантных молекул будет при этом уничтожено.
Мутации III класса
Мутации III класса встречаются у 4–5% пациентов и приводят к неправильной регуляции открытия ионного канала. Из них наиболее обычная — G551D, то есть замена глицина в 551 положении домена NBD1 на аспарагиновую кислоту. Она приводит к тому, что канал остается преимущественно закрытым. Появление в этом положении остатка аспарагиновой кислоты с отрицательно заряженной боковой цепью —CH2–COO− препятствует связыванию АТФ и сближению доменов NBD1 и NBD2 из-за отталкивания отрицательных зарядов между аспартатом и фосфатными группами АТФ, а также кислотными остатками домена NBD2 [19].
Мутации IV и других классов
Довольно редкие мутации класса IV (в сумме 1,7% пациентов) приводят к недостаточно сильному току ионов хлора через открытый канал CFTR [12]. Как правило, это замены положительно заряженных остатков аргинина в канале на незаряженные остатки. По-видимому, наличие положительных зарядов в канале необходимо для прохождения через него ионов Cl−. Для больных с этими мутациями характерно довольно легкое течение болезни, зачастую без легочных и панкреатических проявлений.
Некоторые исследователи различают также мутации классов V–VI, при которых производится работающий белок, но в недостаточных количествах, или происходит быстрое удаление CFTR с поверхности клеток. У таких пациентов течение болезни также сравнительно легкое [11].
Почему для муковисцидоза — самого распространенного наследственного заболевания — первые препараты, направленные на молекулярную причину болезни, появились только недавно, в 2012 году? Причин несколько: во-первых, сломать проще, чем починить, поэтому среди лекарств гораздо больше ингибиторов, блокаторов, антагонистов, чем активаторов и агонистов. В случае CFTR требуется восстановить неработающую функцию, что гораздо сложнее. Во-вторых, при других наследственных заболеваниях, обусловленных дефектом одного гена (например, гемофилии или болезни Гоше), пациентам, как правило, помогает введение дефектного белка в виде инъекций. В случае муковисцидоза проблема так просто не решается. CFTR — мембранный белок, и если его просто ввести пациенту, он не попадет в мембрану эпителиальных клеток и не будет выполнять там нужные функции. Делаются попытки разработать генную терапию муковисцидоза, например, доставить ген CFTR в клетки с помощью вирусных частиц, но они пока не увенчались успехом.
А вот малые молекулы, которые были разработаны с учетом сведений о структуре и функции CFTR, уже произвели революцию в лечении муковисцидоза, и, надеемся, это только начало. О них мы и поговорим дальше.
«Калидеко»: первая ласточка
Сразу после открытия факта, что муковисцидоз вызван мутациями в гене CFTR, у исследователей возникло желание синтезировать вещества, которые могли бы хоть отчасти скомпенсировать эффект данных мутаций. Довольно быстро стало понятно, что эти вещества будут грубо делиться по своей функции на два типа — корректоры, которые будут повышать количество дефектного белка (например, с мутацией F508del) на поверхности клетки, и потенциаторы, которые будут усиливать активность белка, уже находящегося на поверхности. Наиболее простой мишенью при этом выглядят мутации класса III: при них белок правильно свернут, находится на мембране, но преимущественно в закрытом состоянии. Поэтому с 2000-х годов начали поиск таких соединений, которые бы повышали вероятность его пребывания в открытом состоянии [22].
Первые несколько классов соединений были либо недостаточно активны, либо малоселективны (то есть связывались и с другими белками), либо обладали неподходящими фармакологическими свойствами (плохая растворимость, стабильность, проникновение в ткани). Наконец в 2009 году, после многочисленных раундов поиска оптимальной структуры, была опубликована структура вещества VX-770 (рис. 5), позже получившего название ивакафтор (торговое наименование — «Калидеко», Kalydeco) [23]. Расскажем немного подробнее обо всём пути разработки этого соединения.
Рисунок 5. Химическая структура ивакафтора («Калидеко», VX-770) (а) и генистеина (б)
История разработки началась в 2000 году. В ту пору компания Aurora Biosciences, которая занималась разработкой систем скрининга для Большой фармы, решила инициировать свою собственную разработку и получила грант от Фонда муковисцидоза (Cystic Fibrosis Foundation). В 2001 году Aurora была куплена компанией Vertex Pharmaceuticals, и та продолжила исследования.
Скрининг — в данном случае процесс выбора нужной молекулы из большого множества.
Для начала потребовалось создать систему скрининга, которая бы подходила для отбора веществ, активных в отношении мутантов CFTR. Для первичного отбора использовали клеточную культуру мышиных фибробластов, синтезирующих мутантный CFTR-F508del. Для определения влияния исследуемой молекулы на хлорный канал ее добавляли к клеточной культуре, затем добавляли флуоресцентный маркер, чувствительный к изменениям мембранного потенциала из-за потока ионов хлора и «включали» CFTR, добавляя форсколин, активирующий канал.
Так было протестировано 228 000 соединений [24], многие из которых отдаленно напоминали генистеин — известный потенциатор CFTR, который, однако, не подходит для лекарственного применения из-за низкой активности и быстрой деградации в организме.
В итоге в 2005 году был синтезирован и отобран VX-770 — он оказался в 2000 раз мощнее генистеина и показал самый долгий период полувыведения у крыс среди всех аналогов (9,5 ч.). Дальнейшее изучение VX-770 показало, что он не связывается с основными цитохромами P450 , не проявляет активности в отношении 160 важных рецепторов, в том числе нервной системы, не ингибирует сердечный калиевый канал hERG. Все это косвенно свидетельствует о приемлемой безопасности лекарственного кандидата, по крайней мере, на данной стадии.
Время, за которое концентрация вещества, введенного в организм, падает в два раза.
Цитохромы P450 — белки печени, которые отвечают за метаболизм многих лекарств, причем у разных людей по-разному. Чем меньше лекарство на них влияет, тем меньше вероятность взаимодействия с другими лекарствами, потенциальная токсичность и вариабельность действия.
Затем VX-770 тщательно изучали in vitro (на изолированных клетках) и in vivo (на животных) [22]. Определили фармакокинетические параметры молекулы у мышей, крыс, собак и обезьян, показали пероральную биодоступность у крыс и собак на уровне 40–50% (то есть что почти половина проглоченного препарата попадает в кровь).
Исследования эффективности на животных моделях для ивакафтора не проводили, хотя, как правило, это необходимо для получения разрешения на клинические исследования. Но в данном случае подходящей модели не было, потому что ивакафтор не связывается с мышиным CFTR, а трансгенных мышей с человеческим белком не было на момент выхода препарата в клинические исследования.
Разработка препарата шла невероятно быстро: уже в 2008 году были опубликованы первые клинические данные для ивакафтора, а к моменту регистрации в 2012 году были доступны данные трех клинических исследований. На 2018 год в пяти двойных слепых клинических исследованиях [25], [26] уже приняли участие 342 пациента. Основным показателем, который изучается у больных муковисцидозом, является FEV1 — объем форсированного выдоха (forced expiratory volume) за одну секунду. Причем измеряется не абсолютный объем, а процент от нормы для данного пола, возраста, расы и роста. Другие важные показатели — безопасность препарата, частота легочных обострений (выражается в необходимости приема антибиотиков и госпитализации) и качество жизни (определяется по анкете, которую заполняет пациент).
Рисунок 6. Ожидаемая продолжительность жизни без муковисцидоза, с муковисцидозом при применении ивакафтора и с муковисцидозом без ивакафтора
[29], рисунок адаптирован
Ивакафтор у детей и взрослых с мутацией G551D через 24 недели приема по сравнению с плацебо улучшал FEV1 на 5–10% и снижал риск обострений на 55%. У взрослых (но не у детей) он также повышал качество жизни по сравнению с плацебо. Воздействие препарата на ионный канал подтверждалось снижением концентрации хлорида в потовой жидкости [27], [28]. Затем ивакафтор показал эффективность и при наличии других мутаций класса III [11]. Немаловажно, что препарат оказался очень безопасным — частота побочных эффектов не превосходила плацебо. К сожалению, в России он так до сих пор и не зарегистрирован.
Хотя пока недостаточно данных для того, чтобы говорить о снижении смертности от муковисцидоза под воздействием ивакафтора, но проведенное моделирование показывает, что его влияние на FEV1 способно вылиться в увеличение продолжительности жизни в среднем на 15 лет (рис. 6), а также снизить потребность в трансплантации легких [29].
Такая эффективность дала основание компании Vertex установить на свой препарат очень высокую цену: годовой курс стоит в США $310 000. Недавние исследования, проведенные в США и Великобритании, показали, что такая цена неоправданно высока [30], [31].
Несмотря на то, что ивакафтор оказался настоящим прорывом в терапии муковисцидоза, его недостаток в том, что он помогает всего 4–5% больных — у пациентов с гомозиготной мутацией F508del он оказался неэффективен [34]. Такой факт мог бы показаться странным, если учесть, что ивакафтор был отобран по активности на клетках с CFTR-F508del. Однако не нужно забывать: эти клетки предварительно выдерживались при комнатной температуре, что помогает правильно свернуться даже мутантному белку, поэтому на их поверхности было достаточно CFTR-F508del.
Комбинации
Понятно, что для охвата большинства пациентов надо создавать молекулы, эффективные у пациентов с мутацией F508del (напомним, они называются корректорами). Компания Vertex взялась за разработку таких препаратов одновременно с потенциаторами. После скрининга 164 000 молекул и нескольких раундов оптимизации было синтезировано вещество VX-809, которое в клеточных тестах в семь раз улучшало созревание CFTR-F508del и в пять — его способность переносить ионы хлора [35]. Позже оно получило название люмакафтор (lumacaftor).
Люмакафтор пробовали применять в режиме монотерапии (без сочетания с другими препаратами), но он оказался малоэффективен. Поэтому Vertex провела клинические исследования комбинации люмакафтор/ивакафтор, которая получила название «Оркамби» (Orkambi), и зарегистрировала ее в 2015 году.
Оказалось, что добавление люмакафтора к ивакафтору несколько улучшало течение болезни у пациентов с гомозиготной мутацией F508del, хотя эффект был не таким сильным, как в случае применения ивакафтора у пациентов с CFTR-G551D. FEV1 улучшался примерно на 5% по сравнению с плацебо, примерно в полтора раза снижалось количество обострений, улучшалось качество жизни [31]. Комбинация оказалась не столь безопасной, как ивакафтор в одиночку: небольшая часть пациентов прекратила прием препарата из-за удушья. Тем не менее эта комбинация позволила охватить около 45% пациентов с муковисцидозом.
Однако параллельно обнаружили, что у пациентов с мутацией F508del ивакафтор вообще несколько снижает эффективность корректоров [36], и, следовательно, требуются новые препараты и комбинации, чтобы повысить эффективность терапии и охватить тех пациентов, кому не подходят существующие лекарства. Кроме того, оказалось, что люмакафтор активирует цитохром CYP3A — белок печени, который отвечает за метаболизм ивакафтора, что снижает эффективность последнего [37].
Компания Vertex не собирается останавливаться: в 2018 году она вывела на рынок новую комбинацию — тезакафтор + ивакафтор («Симдеко», Symdeco). Тезакафтор тоже был обнаружен в ходе высокопроизводительного скрининга 150 000 соединений в 2005 году [38]. В сочетании с ивакафтором на клетках эпителия бронхов, взятых у пациентов с гомозиготной мутацией CFTR-F508del, он продемонстрировал повышение транспорта хлорида до 15,7% от нормального. Также было показано, что комбинация увеличивает частоту биения ресничек эпителия [39].
В клинических исследованиях Symdeco оказался более эффективным, чем один ивакафтор, а главное — комбинация оказалась совсем безопасной: в группе препарата наблюдалось даже меньше нежелательных явлений, чем в плацебо-группе [31].
По структуре тезакафтор похож на люмакафтор, и в обоих случаях точно не известно, где именно они связываются с CFTR и каков механизм компенсации мутации F508del. Бесценные данные по трехмерной структуре CFTR были получены относительно молодым методом криоэлектронной микроскопии, за который в 2017 году присудили Нобелевскую премию по химии [40].
Три зарегистрированных препарата компании Vertex охватывают потребности примерно 60–70% пациентов и уже продаются больше, чем на $2 млрд (данные 2017 года). Однако и это еще не все — с помощью препаратов следующих поколений Vertex намеревается охватить более 90% пациентов. В том же 2017 году компания потратила на исследования $1,32 млрд.
Перспективы
Vertex ведет исследования новых, тройных комбинаций, где к комплексу тезакафтора и ивакафтора будет добавляться еще один корректор — VX-659, или VX-445, или VX-152. Эти три молекулы были идентифицированы в ходе скрининга в присутствии тезакафтора. На клетках комбинация каждого из этих веществ увеличивала поток ионов хлора до 68–75% от нормы [42].
Результаты исследования фазы 3 для первой такой комбинации станут известны в конце 2018 года, для второй — в середине 2019. В фазе 2 увеличение FEV1 по сравнению с плацебо для тройной комбинации тезакафтор + ивакафтор + VX-659 составило 13%, что свидетельствует о довольно высокой эффективности комбинации [41].
На более ранней стадии есть у Vertex и совсем новые разработки — в фазе 2 исследуется комбинация потенциатора, корректора и ингибитора ENaC. Разработчики надеются, что, снижая отток ионов натрия с поверхности эпителиальных клеток внутрь, они добьются еще лучшего восстановления слизистого слоя.
Еще одна интересная разработка — дейтерированный ивакафтор, то есть такой, у которого некоторые атомы водорода заменены на более тяжелый изотоп дейтерий (рис. 9). Это не влияет на активность ивакафтора по отношению к CFTR, но делает его более устойчивым к превращениям в организме. В итоге его период полувыведения примерно в полтора раза длиннее, чем у ивакафтора, что позволяет дозировать его один раз в день вместо двух. Сейчас для дейтерированного ивакафтора идут исследования фазы 2 [43].
Рисунок 9. Дейтерирование молекулы увеличивает размер атома водорода и меняет характер ее взаимодействия с некоторыми веществами
На совсем ранней стадии у Vertex есть и генная терапия, использующая систему CRISPR-Cas9 [45], и мРНК, компенсирующая дефекты CFTR. Однако множество провалов в этой области пока не дают основания утверждать, что именно эти подходы сработают.
Заключение
К сожалению, пока в России не зарегистрировано ни одно из новых средств, описанных в данной статье, но, надеемся, ситуация в ближайшие годы изменится.
На примере муковисцидоза интересно проследить взаимовлияние между разными уровнями организации материи: изменение всего нескольких атомов в молекуле белка CFTR отражается на работе клетки, затем ткани, органа и всего организма. А последствием этого является организация социальных структур из сотен людей, которые предпринимают усилия для компенсации дефекта на уровне молекул.
Вылечить муковисцидоз пока невозможно — для этого требуются более совершенные средства генной терапии, чем у нас есть сейчас. Но описанные в этой статье препараты позволяют значительно улучшить жизнь большинства больных. Главная задача — разработка таких средств, которые бы помогали всем пациентам независимо от мутаций CFTR.
- CFTR structure and regulation. CFTR.info;
- Кистозный фиброз (муковисцидоз): микробиологическая диагностика хронической респираторной инфекции. (2018). Минздрав РФ;
- Steven V. Molinski, Vijay M. Shahani, Adithya S. Subramanian, Stephen S. MacKinnon, Geoffrey Woollard, et. al.. (2018). Comprehensive mapping of cystic fibrosis mutations to CFTR protein identifies mutation clusters and molecular docking predicts corrector binding site. Proteins. 86, 833-843;
- David C. Gadsby, Paola Vergani, László Csanády. (2006). The ABC protein turned chloride channel whose failure causes cystic fibrosis. Nature. 440, 477-483;
- Bradley S Quon, Steven M Rowe. (2016). New and emerging targeted therapies for cystic fibrosis. BMJ. i859;
- Mark T. Clunes, Richard C. Boucher. (2007). Cystic fibrosis: the mechanisms of pathogenesis of an inherited lung disorder. Drug Discovery Today: Disease Mechanisms. 4, 63-72;
- H. Matsui, M. W. Verghese, M. Kesimer, U. E. Schwab, S. H. Randell, et. al.. (2005). Reduced Three-Dimensional Motility in Dehydrated Airway Mucus Prevents Neutrophil Capture and Killing Bacteria on Airway Epithelial Surfaces. The Journal of Immunology. 175, 1090-1099;
- Richard C. Boucher. (2007). Cystic fibrosis: a disease of vulnerability to airway surface dehydration. Trends in Molecular Medicine. 13, 231-240;
- Драг-дизайн: как в современном мире создаются новые лекарства;
- Виртуальные тропы реальных лекарств;
- Isabelle Fajac, Claire E. Wainwright. (2017). New treatments targeting the basic defects in cystic fibrosis. La Presse Médicale. 46, e165-e175;
- Michael J. Welsh, Alan E. Smith. (1993). Molecular mechanisms of CFTR chloride channel dysfunction in cystic fibrosis. Cell. 73, 1251-1254;
- Luigi Maiuri, Valeria Raia, Guido Kroemer. (2017). Strategies for the etiological therapy of cystic fibrosis. Cell Death Differ. 24, 1825-1844;
- Nadia Ameen, Mark Silvis, Neil A. Bradbury. (2007). Endocytic trafficking of CFTR in health and disease. Journal of Cystic Fibrosis. 6, 1-14;
- Xin Meng, Jack Clews, Vasileios Kargas, Xiaomeng Wang, Robert C. Ford. (2017). The cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) and its stability. Cell. Mol. Life Sci.. 74, 23-38;
- Xin Meng, Jack Clews, Eleanor R. Martin, Anca D. Ciuta, Robert C. Ford. (2018). The structural basis of cystic fibrosis. Biochm. Soc. Trans.. 46, 1093-1098;
- Tzyh-Chang Hwang, Jiunn-Tyng Yeh, Jingyao Zhang, Ying-Chun Yu, Han-I Yeh, Samantha Destefano. (2018). Structural mechanisms of CFTR function and dysfunction. J. Gen. Physiol.. jgp.201711946;
- Diane E. Grove, Meredith F.N. Rosser, Richard L. Watkins, Douglas M. Cyr. (2011). Analysis of CFTR Folding and Degradation in Transiently Transfected Cells. Methods in Molecular Biology. 219-232;
- Xin Meng, Jack Clews, Eleanor R. Martin, Anca D. Ciuta, Robert C. Ford. (2018). The structural basis of cystic fibrosis. Biochm. Soc. Trans.. 46, 1093-1098;
- GWAS и психогенетика: консорциумы в поисках ассоциаций;
- Sang Hyun Lim, Elizabeth-Ann Legere, Jamie Snider, Igor Stagljar. (2018). Recent Progress in CFTR Interactome Mapping and Its Importance for Cystic Fibrosis. Front. Pharmacol.. 8;
- Sabine Hadida, Fredrick Van Goor, Jinglan Zhou, Vijayalaksmi Arumugam, Jason McCartney, et. al.. (2014). Discovery of N-(2,4-Di-tert-butyl-5-hydroxyphenyl)-4-oxo-1,4-dihydroquinoline-3-carboxamide (VX-770, Ivacaftor), a Potent and Orally Bioavailable CFTR Potentiator. J. Med. Chem.. 57, 9776-9795;
- F. Van Goor, S. Hadida, P. D. J. Grootenhuis, B. Burton, D. Cao, et. al.. (2009). Rescue of CF airway epithelial cell function in vitro by a CFTR potentiator, VX-770. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106, 18825-18830;
- Fredrick Van Goor, Kimberly S. Straley, Dong Cao, Jesús González, Sabine Hadida, et. al.. (2006). Rescue of ΔF508-CFTR trafficking and gating in human cystic fibrosis airway primary cultures by small molecules. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 290, L1117-L1130;
- С миру по нитке: как соединились компоненты клинического исследования;
- Путь к тысячам аптек начинается с одной молекулы;
- Peter J Barry, Anna L Donaldson, Andrew M Jones. (2018). Ivacaftor for cystic fibrosis. BMJ. k1783;
- Sanjay Patel, Ian P Sinha, Kerry Dwan, Carlos Echevarria, Michael Schechter, Kevin W Southern. (2015). Potentiators (specific therapies for class III and IV mutations) for cystic fibrosis. Cochrane Database of Systematic Reviews;
- Piyameth Dilokthornsakul, Ryan N. Hansen, Jonathan D. Campbell. (2016). Forecasting US ivacaftor outcomes and cost in cystic fibrosis patients with the G551D mutation. Eur Respir J. 47, 1697-1705;
- Penny Whiting, Maiwenn Al, Laura Burgers, Marie Westwood, Steve Ryder, et. al.. (2014). Ivacaftor for the treatment of patients with cystic fibrosis and the G551D mutation: a systematic review and cost-effectiveness analysis. Health Technology Assessment. 18;
- Modulator treatments for cystic fibrosis: effectiveness and value. (2018). ICER;
- Laura J. Byrnes, Yingrong Xu, Xiayang Qiu, Justin D. Hall, Graham M. West. (2018). Sites associated with Kalydeco binding on human Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator revealed by Hydrogen/Deuterium Exchange. Sci Rep. 8;
- J. P. Clancy. (2014). CFTR Potentiators: Not an Open and Shut Case. Science Translational Medicine. 6, 246fs27-246fs27;
- Patrick A. Flume, Theodore G. Liou, Drucy S. Borowitz, Haihong Li, Karl Yen, et. al.. (2012). Ivacaftor in Subjects With Cystic Fibrosis Who Are Homozygous for the F508del-CFTR Mutation. Chest. 142, 718-724;
- F. Van Goor, S. Hadida, P. D. J. Grootenhuis, B. Burton, J. H. Stack, et. al.. (2011). Correction of the F508del-CFTR protein processing defect in vitro by the investigational drug VX-809. Proceedings of the National Academy of Sciences. 108, 18843-18848;
- D. M. Cholon, N. L. Quinney, M. L. Fulcher, C. R. Esther, J. Das, et. al.. (2014). Potentiator ivacaftor abrogates pharmacological correction of F508 CFTR in cystic fibrosis. Science Translational Medicine. 6, 246ra96-246ra96;
- Susanna A. McColley. (2016). A safety evaluation of ivacaftor for the treatment of cystic fibrosis. Expert Opinion on Drug Safety. 1-7;
- N. Pedemonte. (2005). Small-molecule correctors of defective F508-CFTR cellular processing identified by high-throughput screening. Journal of Clinical Investigation. 115, 2564-2571;
- Marc A. Sala, Manu Jain. (2018). Tezacaftor for the treatment of cystic fibrosis. Expert Review of Respiratory Medicine. 12, 725-732;
- Крупные подробности микроскопического мира: Нобелевская премия по химии 2017;
- Marjolein Mijnders, Bertrand Kleizen, Ineke Braakman. (2017). Correcting CFTR folding defects by small-molecule correctors to cure cystic fibrosis. Current Opinion in Pharmacology. 34, 83-90;
- . (2016). Poster Session Abstracts. Pediatr Pulmonol.. 51, S194-S485;
- Scott L. Harbeson, Adam J. Morgan, Julie F. Liu, Ara M. Aslanian, Sophia Nguyen, et. al.. (2017). Altering Metabolic Profiles of Drugs by Precision Deuteration 2: Discovery of a Deuterated Analog of Ivacaftor with Differentiated Pharmacokinetics for Clinical Development. J Pharmacol Exp Ther. 362, 359-367;
- Стрельцова Ю. (2017). Vertex обзавелась улучшенным «Калидеко» против муковисцидоза. «Мосмедпрепараты».
Дата публикации 9 октября 2020Обновлено 26 апреля 2021
Определение болезни. Причины заболевания
Муковисцидоз — это наследственное заболевание, при котором нарушаются функции желёз внешней секреции. Болезнь поражает весь организм, но сильнее всего страдает дыхательная система и поджелудочная железа.
Заболевание также называется кистозным фиброзом, синдромом Фанкони. Характеризуется системным поражением экзокринных желез: слизеообразующих (респираторных, кишечника, поджелудочной) и серозных (слюнных, потовых, слезных).
Частота болезни в России составляет 1:10000 новорождённых [1]. В 10-15 % случаев симптомы муковисцидоза проявляются у ребёнка с первых дней жизни. У таких детей возникает мекониальный илеус, или непроходимость кишечника, при котором его просвет закупорен слишком густым и вязким первородным калом — меконием.
В некоторых случаях симптомы болезни проявляются не сразу. Это связано с тем, что тяжесть и форма заболевания у разных больных отличаются. Кроме того, признаки муковисцидоза могут напоминать симптомы других болезней, что затрудняет диагностику. Без лечения подавляющее большинство больных умирает в детском возрасте, но благодаря современным лекарственным препаратам и другим методам лечения продолжительность жизни пациентов постоянно растёт.
Муковисцидоз — это аутосомно-рецессивное заболевание, то есть болезнь проявляется в том случае, если «дефектный» ген унаследован от обоих родителей. Для этого и отец, и мать должны быть носителями мутации, вероятность рождения больного ребёнка у них составляет 25 % [7].
Дефектный ген муковисцидоза широко распространен — каждый 25-й житель Северной Европы является гетерозиготным носителем мутантного гена. Высокая смертность в сочетании с повышенной фертильностью должны были бы привести к быстром устранению дефектного гена из популяции. Существует теория, по которой ген муковисцдоза сохранился потому, что его носители имели преимущество во время эпидемии холеры — холерная диарея сопровождается потерей натрия и хлора, а при муковисцидозе эти ионы удерживаются в организме [15].
Чаще всего без адекватного лечения болезнь протекает тяжело и имеет плохой прогноз, на который во многом влияет развитие хронической инфекции в нижних дыхательных путях. Бактериальные агенты при муковисцидозе специфичны, например, для раннего возраста характерно развитие инфекции, вызванной золотистым стафилококком, в дальнейшем к нему присоединяются синегнойная и гемофильная палочки. Данные возбудители устойчивы к лекарственным препаратам, что осложняет лечение, поэтому важно своевременно идентифицировать возбудителя и подобрать подходящие антибактериальные средства.
При обнаружении схожих симптомов проконсультируйтесь у врача. Не занимайтесь самолечением — это опасно для вашего здоровья!
Симптомы муковисцидоза
При муковисцидозе симптомы болезни зачастую видны сразу после рождения ребёнка и проявляются признаками непроходимости кишечника (мекониальным илеусом):
- выраженное беспокойство и постоянный плач;
- сильное вздутие живота;
- рвота;
- повышенное слюноотделение;
- длительная задержка стула;
- повышенная температура тела;
- частые поносы;
- непереносимость жирной пищи;
- характерный стул — вязкий, липкий, жирный.
Непроходимость кишечника может привести к его перфорации. По статистике, до 70-80 % детей с мекониальным илеусом больны муковисцидозом [3]. Для его исключения каждому новорождённому с кишечной непроходимостью необходимо провести диагностическое обследование.
В возрасте одного года у ребёнка с муковисцидозом может наблюдаться обильный, зловонный стул непереваренной пищей, частый сухой кашель, отставание в физическом развитии и длительная желтуха.
Одним из главных признаков муковисцидоза является повышенная солёность пота. Её замечают родители, когда при усиленном потоотделении на коже ребёнка выделяются крошечные кристаллы соли. Они образуются вследствие повышенной концентрации в потовой жидкости ионов натрия и хлора. Их концентрация увеличивается в результате нарушения транспорта и секреции в клетках, выстилающих потовые железы. При этом потери соли из организма при потоотделении могут превышать её поступление с пищей. При болезни, протекающей с высокой температурой и значительной потерей с потом хлора и натрия, может возникнуть токсикоз и шок [7].
Иногда признаки заболевания проявляются только в школьном возрасте. Дети с муковисцидозом из-за нехватки питательных веществ страдают дефицитом массы тела и отстают в росте.
Для заболевания также характерны:
- изменение стула;
- хроническая диарея;
- вздутие кишечника;
- частые гнойные заболевания лёгких неясной этиологии;
- одышка;
- гаймориты и синуситы.
У заболевших в раннем детстве и доживших до взрослого возраста отмечаются постоянный сухой кашель, вне обострения чаще наблюдается постоянное отделение мокроты от 5-10 мл до 200 мл и более. Характер мокроты — от слизистой до гнойной. Одышка, которая в начале болезни может возникать только при небольшой нагрузке, но со временем усиливается, частые респираторные заболевания и гаймориты. У пациентов выражена задержка роста, фаланги пальцев и ногти изменяются по типу «барабанных палочек» и «часовых стёкол».
Грудная клетка чаще бочкообразной формы. Появляется бледность, одутловатость лица и цианоз видимых слизистых.
У больных может наблюдаться задержка в половом развитии или отсутствие вторичных половых признаков:
- отсутствие волос в подмышечных впадинах и на лобке;
- замедленный рост половых органов;
- недоразвитие молочных желёз у девочек;
- отсутствие менструального цикла.
У женщин с муковисцидозом снижена фертильность, у мужчин наблюдается азооспермия — отсутствие сперматозоидов в эякуляте [3][4].
Патогенез муковисцидоза
Патогенез муковисцидоза обусловлен мутацией гена CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator) — муковисцидозного трансмембранного регулятора проводимости. Этот ген кодирует белок, который обеспечивает транспорт солей и воды в эпителиальном слое бронхолёгочной системы и в клетках, выстилающих железы, вырабатывающие секрет и выводящие его во внешнюю среду организма. Из-за дефекта структуры белка нарушается перемещение ионов натрия и хлора в клетках, что в итоге приводит к повышенной вязкости секрета экзокринных желез. Происходит увеличение всасывания ионов натрия и дефект секреции хлора, что ведёт к снижению или прекращению выделения жидкости в просвет бронхов. Из-за этого мокрота теряет свою жидкую часть, становится вязкой и густой. Впоследствии это ведёт к тому, что бронхи забиваются вязким секретом.
Таким образом, при муковисцидозе нарушаются функции желёз, которые вырабатывают пот, слизь, слёзы, слюну и пищеварительные соки. Через протоки этих желёз выделения выходят на поверхность тела или в полые органы, такие как кишечник или дыхательные пути. У пациентов с муковисцидозом в этих органах возникают серьёзные изменения, особенно они затрагивают бронхолёгочную систему — вязкий секрет закупоривает мелкие дыхательные пути.
Слизь, выделяемая в дыхательных путях, необходима для удаления из них пыли и бактерий, но при муковисцидозе выработка и структура бронхиального секрета нарушаются. В результате на стенках дыхательных путей развивается хроническое воспаление, которое впоследствии приводит к формированию бронхоэктазов (расширения и деструкции бронхов) и рубцов в лёгочной ткани.
При муковисцидозе страдает не только дренажная функция дыхательных путей, но и клеточный и гуморальный иммунитет. Это происходит из-за нарушений в работе клеток и затруднённого движения ресничек мерцательного эпителия бронхов.
Помимо этого, при муковисцидозе ферменты, вырабатываемые поджелудочной железой, не поступают в кишечник. Они начинают разрушать ткань поджелудочной железы, в результате чего в ней формируются рубцы и кисты. Также необратимо нарушается весь процесс пищеварения. Это приводит к недостаточности массы тела, отставанию в росте и весе, хронической диарее и выпадению прямой кишки.
При муковисцидозе у мужчин отмечается обструкция (непроходимость) семявыносящих протоков, отсюда и высокий процент мужского бесплодия при заболевании.
Классификация и стадии развития муковисцидоза
В зависимости от преобладающих симптомов выделяют три основные клинические формы заболевания: кишечную, бронхолёгочную и смешанную.
Кишечная форма муковисцидоза. Кистозный фиброз с кишечными проявлениями Е84.1 (код по МКБ-10)
Из-за неправильной секреции ферментов нарушается работа органов желудочно-кишечного тракта. Ухудшается расщепление жиров, белков и углеводов, а также их усвоение. Не вся пища переваривается, стул становится обильным, частым и зловонным.
Отмечается вздутие, повышенное газообразование и боли в различных областях живота. Даже при хорошем аппетите дети теряют вес, отстают в росте и развитии. Кишечная форма выявляется у 5—10 % больных муковисцидозом [7].
Бронхолёгочная форма муковисцидоза. Кистозный фиброз с лёгочными проявлениями Е84.0
Нарушения затрагивают всю бронхолёгочную систему. Вязкая мокрота скапливается в дыхательных путях и её тяжело откашлять. При инфицировании золотистым стафилококком, синегнойной и гемофильной палочками возникают тяжёлые бронхиты и пневмонии, для которых характерно осложнённое течение с развитием одышки, интоксикации и выраженной слабостью. Со временем развиваются следующие необратимые изменения:
- деформация грудной клетки;
- расширение дистальных отделов бронхов (бронхоэктазы);
- замещение лёгочной ткани соединительной рубцовой (пневмосклероз);
- «лёгочное сердце» — из-за повышенного давления в малом круге кровообращения происходит увеличение правых отделов сердца.
Бронхолёгочная форма характерна для 15—20 % случаев муковисцидоза [7].
Смешанная форма (лёгочно-кишечная)
Включает проявления лёгочной и кишечной форм. Это самый распространённый тип (65—75 % от всех случаев) и, как правило, самый тяжёлый [7].
Различают четыре стадии развития муковисцидоза:
1. Непостоянство симптомов, пациент жалуется на частый сухой кашель и небольшую одышку при физических нагрузках. Стадия может длиться до 10 лет.
2. Кашель с отделением мокроты, одышка появляется в покое и усиливается при физической нагрузке, фаланги пальцев и ногтевые пластины деформируются по типу «барабанных палочек» и «часовых стёкол». Стадия продолжается от 2 до 15 лет.
3. Бронхолёгочные симптомы прогрессируют, развиваются тяжёлые осложнения. У пациентов усиливается одышка и появляются признаки сердечной недостаточности: отёки на ногах, одышка при небольшой активности или в покое, быстрая утомляемость, непереносимость физических нагрузок. На УЗИ сердца видны признаки гипертрофии левых и правых отделов, а также снижение сердечной фракции выброса левого желудочка. На рентгенологических снимках можно обнаружить зоны пневмофиброза, бронхоэктазы и кисты. Формируется сердечная недостаточность по правожелудочковому типу, так называемое «лёгочное сердце». Длительность стадии от 3 до 5 лет.
4. Тяжёлая кардио-респираторная недостаточность. Из-за дисфункции левого желудочка нарушается работа сердца и лёгких, снижается фракция выброса левого желудочка, учащается сердцебиение, прогрессирует гипотензия. Стадия длится несколько месяцев и завершается смертью больного, вызванной развитием дыхательной недостаточности и остановкой сердечной деятельности.
Различают стадии обострения и ремиссии:
- лёгкое обострение — не чаще раза в год, в период ремиссии клинических проявлений нет, работоспособность пациентов не изменена;
- обострение средней тяжести — 2-3 раза в год, сохраняется кашель, периодически поднимается температура, страдает работоспособность;
- тяжёлые обострения – следуют одно за другим, ремиссии почти нет, масса тела больного снижается, больные становятся инвалидами.
Критерии обострения:
- увеличивается частота дыхания;
- повышается температура тела;
- вес снижается более чем на 1 кг;
- усиливается кашель;
- увеличивается количество мокроты;
- появляются хрипы;
- снижается ОФВ1 (объём форсированного выдоха за первую секунду манёвра) на 10 % и более в сравнении с измеренным за последние три месяца;
- снижается уровень сатурации кислорода на 10 % и более по сравнению с измерением за три последних месяца;
- ухудшается переносимость физических нагрузок.
Осложнения муковисцидоза
Для муковисцидоза характерны следующие бронхолёгочные осложнения:
- ателектаз — спадание части лёгкого;
- абсцессы в лёгких — развитие в них полости с гнойным содержимым.
Пациенты жалуются на выраженную одышку, отмечаются симптомы сильной интоксикации, повышается температура и выделяется большое количество зловонной гнойной мокроты.
Одним из тяжёлых осложнений является спонтанный пневмоторакс — скопление воздуха в плевральной полости. Нарушение проявляется резкой колющей болью в грудной клетке, усиливающейся при дыхании, кашле и движениях. Больной начинает дышать часто и поверхностно, отмечается сильная одышка и чувство нехватки воздуха, беспокоит кашель, появляется синюшность кожных покровов лица.
У больных старше 12 лет высока вероятность развития сахарного диабета I типа, может наблюдаться остеопороз, артриты и отёки нижних конечностей.
Постоянные или частые боли в животе могут указывать на панкреатит, эзофагит или язвенную болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки.
Осложнять течение болезни может развитие фиброза печени различной степени выраженности, который чаще всего прогрессирует и в дальнейшем приводит к билиарному циррозу печени и портальной гипертензии. Муковисцидоз влияет на транспортировку ионов хлора, участвующих в перемещении желчи. При заболевании желчь по протокам не попадает в печень и её каналы, что ведёт к негативным последствиям — желчные протоки обезвоживаются, ткань печени замещаются соединительной тканью, происходит застой желчи (холестаз), развивается фиброз печени (цирроз)[11].
У больных муковисцидозом часто наблюдаются такие осложнения, как выпадение прямой кишки и кишечная непроходимость, связанные с вязкостью кала. Кишечная непроходимость вызвана дегидратацией кишечного содержимого, нарушением моторики кишечника и внешнесекреторной недостаточностью функции поджелудочной железы. При патологии пациенты жалуются на боль в животе, вздутие, запор, рвоту и задержку газов. Если больному вовремя не оказана специализированная медицинская помощь, то он может погибнуть от развившегося некроза и перитонита [12].
Диагностика муковисцидоза
Основной критерий постановки диагноза — увеличение концентрации ионов хлора в потовых железах более 60 ммоль/л вместе с одним или более из следующих критериев:
- хроническое заболевание дыхательных путей;
- экзокринная недостаточность поджелудочной железы;
- муковисцидоз близких – не далее двоюродных-родственников.
Эти критерии позволяют установить диагноз в 95 % случаев при недоступности генетического исследования мутации гена CFTR.
Характерные клинические проявления болезни:
- желудочно-кишечные нарушения;
- патологии бронхолёгочной системы и придаточных пазух носа;
- синдром потери солей;
- обструктивная азооспермия — сперматозоиды вырабатываются в нормальном количестве, но из-за нарушенной проходимости протоков не могут выйти наружу.
Скрининг на муковисцидоз проводится в роддоме всем новорождённым и направлен на выявление заболевания ещё до клинических проявлений. Для этого у ребёнка на 4-7 день жизни берётся кровь из пятки на фильтровальную бумагу и определяют уровень иммунореактивного трипсина (ИРТ). Если показатели ИРТ превышены (норма не более 65-70 нг/мл), то на 21-28 день анализ повторяют. Если показатели остаются повышенными, ребёнку проводится потовая проба и генетическое обследование.
Потовая проба — это один из методов диагностики муковисцидоза, с помощью которого определяется уровень хлоридов в секрете потовых желез. Анализ проводится троекратно. Положительным результатом для постановки диагноза считается показатель выше 60 ммоль/л.
Методика проведения потовой пробы: кожу правого бедра новорождённого протирают раствором натрия хлорида, дают высохнуть, после кладут салфетку, смоченную раствором пилокарпина для провоцирования гипергидроза и вторую салфетку, смоченную солёной водой. На салфетках закрепляются электроды, в течение 5 минут подаётся разряд 4 мА, после чего электроды снимаются, и кожа протирается. На простимулированном участке фиксируется кусочек фильтровальной бумаги. Выделяющийся пот собирается в течение 30 минут, после чего бумагу снимают и отсылают в лабораторию для определения концентрации электролитов хлора и натрия.
Обзорную рентгенограмму брюшной полости проводят для выявления вздутых петель кишечника и признаков кишечной непроходимости. При осмотре может быть обнаружено увеличение печени (гепатомегалия). Также у пациентов выявляют сахарный диабет I типа, который сочетается с респираторными симптомами: одышкой, частым кашлем с трудноотделяемой вязкой мокротой и панкреатитом, проявляющимся опоясывающими болями в области живота и частым стулом непереваренной пищей.
Обследование в несколько этапов необходимо, чтобы исключить ложноположительные результаты и подтвердить или опровергнуть диагноз [6].
Молекулярно-генетический анализ позволяет диагностировать муковисцидоз приблизительно в 90 % случаев. Для его проведения нужна кровь из вены. Генетический метод обнаруживает в хромосомах пациента «дефектный» ген с мутацией F508del. При тестировании на муковисцидоз невозможно проверить все мутации, так как их более 1900, а большинство лабораторий выявляет только 20-30 самых частых вариантов.
Если в хромосомах не обнаруживается ни одной из 10-20 наиболее распространённых мутаций, то диагноз «муковисцидоз» маловероятен. В России генетические анализы недостаточно распространены, и не во всех регионах есть возможность такого тестирования [8].
Лечение муковисцидоза
Муковисцидоз носит наследственный характер, поэтому его лечение большей частью симптоматическое, оно направлено на восстановление функций дыхательного и желудочно-кишечного тракта и проводится на протяжении всей жизни пациента. Больным муковисцидозом важно соблюдать диету, выполнять специальный комплекс упражнений и принимать препараты, предотвращающие развитие инфекций.
Основной целью лечения при муковисцидозе является удаление из дыхательных путей вязкой мокроты. Для этого применяют различные методики дренирования бронхиального дерева, например кинезотерапию — одну из форм лечебной физкультуры, способствующую очищению бронхов от вязкой и агрессивной слизи.
Приёмы кинезотерапии:
- Углублённые вдох и выдох, позволяющие слизи легче отделяться от стенок бронхов.
- Дыхание с сопротивлением губами.
- Мобилизация — упражнения для повышения эластичности грудной клетки, позвоночника и мышечного баланса тела.
Физиотерапевтическое лечение младенцев и детей раннего возраста включает как активную, так и пассивную техники.
Пассивная техника:
• принятие телом ребёнка определённого положения на короткое время, затем его изменение;
• сопровождение и стимуляция дыхательных движений при помощи рук (контакт-дыхание) — техника, при которой рука физиотерапевта ведёт и стимулирует дыхательные движения;
• ручная вибрация на выдохе — для поддержки выдоха и помощи высвобождению мокроты потряхивается грудную клетку рукой;
• потряхивание — ритмические движения, выполняемые в одной из частей тела для возникновения реакции в грудной клетке;
• терапевтические положения тела — расположение грудной клетки в состоянии, при котором растягивается лёгочная ткань и расширяются дыхательные пути.
Активная техника:
• влияние на дыхание, например с помощью акустической стимуляции — поощряя ребёнка повторять громкие крики, которые он издаёт;
• упражнения для развития эластичности грудной клетки, позвоночника и мышечного баланса тела;
• упражнения, повышающие ловкость, выносливость и формирующие наслаждение от мышечной активности.
Важную роль при лечении играют аппаратные методы. Широкое распространение получил аппарат «виброжилет», состоящий из надувного жилета и блока генератора пневмоимпульсов, который создаёт давление на грудную клетку. Такие колебания воспроизводят эффект кашля и помогают очистить бронхи от вязкой мокроты. Аппаратные методы применяют вместе с медикаментозной терапией [13].
При муковисцидозе важно соблюдать диету — питание должно быть высококалорийным, с повышенным содержанием белков и жиров. Пищу принимают часто и небольшими порциями, дополнительно подсаливая. Из рациона исключается еда, которая тяжела для переваривания: грубая клетчатка, навары из супов, жареные блюда, шоколад, торты, пирожные. Суточный калораж должен превышать возрастную норму на 20—40 %, главным образом за счёт увеличенного количества белка (до 6 г на 1 кг массы тела в сутки). Из-за нарушенной функции поджелудочной железы у больных не усваиваются жиры и жирорастворимые витамины А, Д, Е и К, поэтому необходим их дополнительный приём.
Для облегчения отхождения мокроты применяют следующие препараты:
- Амброксол в таблетках по 30 мг. В период ремиссии лекарство принимают один раз в сутки, во время обострения заболевания — до шести раз.
- Дорназа альфа — генно-инженерный вариант природного фермента человека, который помогает расщеплять гнойную мокроту. Применяется с помощью небулайзера по 2,5 мг один раз в сутки.
Для ингаляционной терапии используют бронхолитики:
- «Беродуал» — на одну процедуру в небулайзере нужно 20 капель беродуала + 3,0 мл физраствора. Ингаляции делают два раза в день утром и вечером в течение 7-10 дней.
- «Вентолин» — препарат заливают в небулайзер в неразбавленном виде, стандартная доза 2,5 мл, в сутки разрешается делать не больше четырёх ингаляций.
- «Пульмикорт» — на одну процедуру нужно 1 мл препарата + 1 мл. физраствора, дважды в день утром и вечером в течение пяти дней.
Следует иметь в виду, что у трети больных бронхолитики оказывают положительный ответ, но у большей части может возникнуть коллапс мышц дыхательных путей и резкое снижение объёма выдыхаемого воздуха. В связи с этим больные, получающие такую терапию, должны находиться под наблюдением врача.
Антибактериальные препараты назначаются всем пациентам с лёгочными симптомами, при обострениях заболевания или выявлении возбудителей респираторных инфекций для подавления их роста.
Для лечения применяют эффективные комбинации антисинегнойных антибиотиков:
Ингаляционные антибактериальные средства: «Брамитоб», «Тобрамицин», «Тоби подхалер», «Колистин».
Пероральные антибиотики: ципрофлоксацин, кларитромицин.
Парентеральные антибиотики:
- цефалоспорины + аминогликозиды;
- антисинегнойные пенициллины + аминогликозиды;
- карбапенемы + аминогликозиды;
- фторхинолоны + аминогликозиды;
- цефалоспорины + фторхинолоны;
- антисинегнойные пенициллины + фторхинолоны;
- карбапенемы + фторхинолоны;
- цефалоспорины + карбапенемы + аминогликозиды [10].
Доза вводимого антибактериального препарата должна превышать среднюю терапевтическую в полтора раза. Курс антибактериальной терапии может продолжаться до 3-4 недель,в случае хронизации инфекционного процесса — до 12 недель.
Для улучшения функции пищеварения используют ферментные препараты, которые содержат липазу, протеазу и амилазу, облегчающие переваривание жиров, углеводов и белков, а также способствующие их лучшему всасыванию в тонком кишечнике. Подбор доз панкреатических ферментов проводится индивидуально исходя из клинических проявлений болезни. Применяются препараты: «Панкреатин», «Мезим», «Креон». Ферментные препараты назначаются в больших дозах, чем больным с другими заболеваниями желудочно-кишечного тракта — до 30 капсул «Креона» в сутки.
Лечение муковисцидоза пожизненное. Выбор схемы терапии зависит от вида бактерий, обнаруженных в бронхиальном секрете дыхательных путей, а также от преобладающих клинических форм заболевания.
«В последние годы для лечения муковисцидоза начали применять таргетную генетическую терапию, которая направлена на исправление дефекта в самой распространённой мутации F508del [14]. Препарат продаётся в США под маркой «Trikafta». В августе 2020 года лекарство было одобрено Европейской комиссией для применения в ЕС под наименованием «Kaftrio»». — прим. ред. «ПроБолезни».
В России оригинальные препараты для лечения муковисцидоза заменяются дженерикам отечественного производства. Дженерики сходны с оригинальными препаратами по составу действующего вещества. Многие пациенты жалуются на их плохое качество и появление побочных эффектов. В последнее время пациентами и родителями больных муковисцидозом проводятся кампании, цель которых — вернуть государственное обеспечение качественными иностранными лекарствами.
Назвать побочные эффекты дженериков на данный момент сложно, так как отсутствуют их сравнительные исследования с оригинальными препаратами.
В рамках 44-ого ФЗ закупки лекарственных препаратов идут по международному непатентованному названию. Перечень лекарственных препаратов утверждается правительством РФ. Врачам за назначение препаратов под торговыми названиями или купленными родителями и благотворительными фондами грозит ответственность. В рецептах, выписанных врачом, должны быть указаны только международные названия, а не торговые. За нарушение этого правила врачей ждет штраф.
Хотя есть одно условие: при наличии медицинских показаний (аллергия, индивидуальная непереносимость дженерика по жизненным показаниям) по решению врачебной комиссии пациент может получить лекарство под торговым названием. Поэтому возможность получить оригинальный препарат — индивидуальная непереносимость дженерика (которую нужно доказать) и решение врачебной комиссии.
Муковисцидоз — наиболее частое показание для трансплантации лёгких. Основные показания для этой операции: прогрессирующее снижение веса, ухудшение лёгочной функции, частые обострения, потребность в кислородотерапии. Противопоказания: аспергиллома (опухолевоподобное неинвазивное новообразование шаровидной формы, состоящее в основном из клеток мицелия микроскопического плесневого гриба), курение, психосоциальные факторы. Сахарный диабет и лечение кортикостероидами не являются препятствием для трансплантации.
Прогноз. Профилактика
Муковисцидоз — это неизлечимое хроническое заболевание, но при своевременной диагностике и адекватной постоянной терапии многие пациенты доживают до взрослого возраста.
Для больных муковисцидозом возможна полноценная жизнь, но только при условии постоянного получения необходимых препаратов. Основными причинами смертности этих пациентов являются бронхолёгочные осложнения: развитие инфекции в нижних дыхательных путях, бронхоэктазы и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ).
Доля пациентов старше 18 лет за последнее 10 лет увеличилась, выживаемость составила 31,8 % [3]. Увеличение продолжительности жизни обусловлено ранним выявлением заболевания, оптимизацией работы центров муковисцидоза и применением эффективных медикаментозных препаратов, в частности дорназы альфа («Пульмозим»), некоторых ингаляционных и системных антибиотиков и макролидов [9]. Дорназа альфа способствует снижению вязкости мокроты и обладает отхаркивающим действием. Использование небулайзера помогает быстро доставить ингаляционные антибиотики в поражённую область.
Главным способом профилактики является дородовая и неонатальная диагностика. Семейным парам, планирующим рождение ребенка, рекомендуется пройти ДНК-диагностику на носительство мутаций, приводящих к муковисцидозу, с последующей консультацией врача-генетика.
Пренатальная ДНК-диагностика выполняется при заборе околоплодных вод в ранний (13-14 недель) и поздний (16-20 недель беременности) сроки. Обследование проводят для семей, в которых выявлено носительство мутации гена CFTR и имеющих ребёнка больного муковисцидозом.