В Глобальной стратегии профилактики инфекций, передаваемых половым путем, и борьбы с ними на 2006–2015 гг., предложенной ВОЗ, особое внимание уделяется вирусу простого герпеса 2 типа (HSV-2) [8]. Согласно последним данным, представленным в этой программе, HSV-2, возможно, является причиной большой доли новых случаев заражения вирусом иммунодефицита человека [23]. С учетом отсутствия на данный момент эффективной вакцины против HSV, изучение особенностей взаимодействия вируса с иммунной системой человека является наиболее перспективным и актуальным. Эффективность противовирусного ответа является ключевым моментом взаимодействия с вирусом. Первыми распознают вирусные агенты рецепторы врожденного иммунитета – Толл-подобные рецепторы (TLRs). Итогом их взаимодействия с вирусными частицами является секреция интерферонов (IFN) и последующая индукция интерферон-стимулированных генов (ISG), которые совместно регулируют репликацию вируса.
Ключевыми регуляторами экспрессии IFN являются интерферон-регулирующие факторы IRFs (interferon regulatory factors). Они модулируют противовирусный ответ в зависимости от стадии вирусной инвазии. В частности, первая линия врожденной противовирусной защиты включается в ответ непосредственно на проникновение вирусных частиц, прежде чем происходит репликация вируса. Этот ответ осуществляется IRF3-зависимым путем и приводит к индукции ISG15, ISG54, ISG56 без предварительного синтеза IFN [5, 10, 27]. ISG оказывают прямое противовирусное действие посредством индукции разнообразных белков, например, хемокинов, таких как MIG (монокин, индуцируемый IFN-γ), моноцитарных протеинов семейств EBI1, SCYA2, SCYA5, SCYB10, молекул адгезии класса ALCAM (activated leukocyte cell adhesion molecule), которые способствуют адгезии лимфоцитов и активируют молекулы главного комплекса гистосовместимости I класса и II класса, а также многих других белков [34]. Таким образом, клетка способна контролировать инфекцию без активации сложного иммунного ответа, что предотвращает необоснованное повреждение клетки. Например, были проведены исследования, где показано отсутствие продукции IFN и провоспалительных цитокинов в ответ на нереплицирующиеся вирусы [5, 22]. Также HSV-1 индуцирует ISGs в фибробластах в отсутствие как продукции IFN, так и своей репликации [5]. Хотя было подсчитано, что человеческий геном содержит от 600 до 2000 ISGs [34], индукции даже нескольких ISGs может быть достаточно для подавления репликации вируса [27].
Вторая линия противовирусной защиты клетки активируется в ответ уже на репликацию вируса и включает синтез IFN. Во время этой реакции осуществляется индукция IRF1, IRF3 и синтез IFN-β. IFN-β связывается с рецепторами IFN и запускает каскад реакций, итогом которых является индукция IRF7 [14], после чего IRF3 и IRF7 уже совместно усиливают секрецию IFN-α/β. Это приводит к дополнительной стимуляции ISGs и усилению секреции IFN, которые препятствуют дальнейшей репликации вируса. В частности, ранняя секреция IFN-α и IFN-β коррелирует с устойчивостью к HSV [7]. Линии мышей, лишенных IFN-α/β-рецепторов, характеризуются повышенным уровнем репликации вирусных частиц, что ведёт к быстрому прогрессированию HSV, что, возможно, влияет на частоту рецидивов HSV [25]. Однако у мышей этой же линии была выявлена достаточная секреция антител, продуцируемых Т-хелперами 1-го типа (Th1) [28]. Высокая концентрация IFN регулирует дифференцировку от Th0 к Th1, а также потенцирует активность Th1. Интересно, что на Th1 под действием IFN экспрессируются рецепторы хемокинов, в частности, CXCL9 и CXCL10 (индуцированные IFN-γ пептиды-9/10, IP-9/10) [16, 17]. В исследовании T. P. Salazar-Mather et al. (2002) было обнаружено, что при дефиците CXCL9 или CXCL10 у мышей наблюдалась повышенная чувствительность к генитальному HSV по сравнению с контрольной группой, что, возможно, связано со снижением оптимального количества натуральных киллеров и HSV-специфических CD8 + Т-клеток в отсутствие CXCL9 или CXCL10 [30].
Каскад реакций, запускаемых после активации TLRs, включает в себя интерлейкин-1-связывающую киназу 4 (IRAK-4). Однако есть исследования, в которых у IRAK-4-дефицитных пациентов с HSV выявлен полноценный противовирусный ответ. Это объясняется разными механизмами активации: TLR3- и TLR4-зависимым и/или TLR-независимым производством IFN. В частности, продукция IFN посредством активации TLR7, TLR8 и TLR9 осуществляется только через IRAK-4 и соответственно при дефиците IRAK-4 не может быть эффективной. С другой стороны, у IRAK-4-дефицитных пациентов противовирусный ответ может быть осуществлен TLR3/4-зависимой продукцией IFN [36].
Установлено, что для передачи сигналов через TLRs необходим мембранный белок UNC93B1[1, 3]. Например, у Unc93B1-дефицитных пациентов были обнаружены дефекты в передаче сигналов с TLR3 , TLR7, TLR8 и TLR9. Дефицит UNC93B1 также связывают со вспышками энцефалита [4]. Кроме того, дефицит гена UNC93B1, вызванный аутосомно-рецессивной мутацией, приводит к нарушению продукции IFN-α, β и λ [2].
Однако HSV имеет ряд механизмов, позволяющих снизить индукцию воспалительного ответа. Например, белки семейства IСР (infected cell protein), которые являются белками ранней фазы репликации HSV, активируют экспрессию вирусных генов HSV путем дестабилизации провоспалительных генов на уровне мРНК (матричная РНК) [19]. В частности, ICP27 подавляет индукцию цитокинов с участием IRF3 в HSV-инфицированных макрофагах и дендритных клетках человека [12, 17], а также в эмбриональных фибробластах [24]. ICP0 ингибирует активацию IRF-3 и IRF7 [5] и тем самым дополнительно ограничивает образование IFN- β [11, 18, 20].
Кроме того, ICP0, возможно, является причиной деградации белка IFI16 (IFN-индуцируемый белок) [32]. Белок IFI16 вовлечен в индукцию IFN I типа и CXCL10 на эпителиальных клетках в ответ на HSV-1 [6, 32]. Первоначально IFI16 был описан как внутриклеточный рецептор [32], но недавно его присутствие было выявлено в ядре инфицированных клеток. IFI16 может активировать нуклеарный фактор каппа-B (NF-kB) [13]. Какая концентрация IFI16 необходима для индукции адекватного иммунного ответа, остается неясным, так как снижение активности NF-kB отмечено и при уменьшении количества IFI16 [26], и при очень высоких концентрациях IFI16 [3]. IFI16 распознает HSV-1 после высвобождения вирусной ДНК и активирует IRF3, вызывая его накопление в ядре [8]. В исследовании Gariano G.R. et al. (2012) установлено, что IFI16 является фактором ограничения репликации HSV 1 и 2 типов [8]. Поэтому возможность ICP0-опосредованной деградации белка IFI16 является одним из механизмов, позволяющих HSV реплицироваться.
Недавно обнаружен РНК-связывающий белок оболочки HSV – US11. Установлено, что он связывается с цитоплазматическими РНК-геликазами RIG-I и MDA-5 (продукт гена 1, индуцируемого ретиноевой кислотой и продукта гена 5, ассоциированного с дифференцировкой меланомы) и препятствует активации NF-kB и, возможно, IRF3, предотвращая их фосфорилирование и димеризацию. Кроме того, US11 может ингибировать продукцию IFN-β, вызывая избыточную экспрессию MDA-5 [35].
Однако система врожденного иммунитета организма хозяина обладает механизмами, способными ограничивать ингибирующее действие некоторых вирусных белков, в частности, ICP0. Так, много исследований посвящено семейству внутриклеточных рецепторов к ДНК-рецепторам DAI (DNA-dependent activator of IFN-regulatory factors). DAI инициируют секрецию IFN через активацию NF-kB и IRF3 [29]. Механизм, посредством которого DAI активирует NF-kB, включает набор протеинкиназ – receptor-interacting protein 1 (RIP1) и receptor-interacting protein 3 (RIP3) [33]. RIP3 действует совместно с RIP1, однако NF-κB не только функционирует в отсутствие RIP3 [21], но RIP3 может ингибировать RIP1-индуцированную активацию NF-κB [15]. В частности, в последнее время взаимодействие DAI с RIP3 связывают с вирус-опосредованным некрозом клеток [33], а также с их анти-HSV активностью. Например, при мутации DAI усиливается репликации HSV дикого типа, а избыточная экспрессия DAI ингибирует репликацию HSV дикого типа. Так же DAI, возможно, ограничивает деградацию белка IFI16 и ингибирует активацию белка ICP0[31]. Таким образом, вполне вероятно, что DAI действует как фактор рестрикции, который подавляет репликацию вирусных геномов, в частности, HSV.
В данном обзоре представлены новые данные литературы о некоторых особенностях TLR-опосредованного врожденного противовирусного иммунитета. Несмотря на постоянное пополнение данных о молекулярных механизмах, управляющих распознаванием и регуляцией врожденного иммунитета, остается еще много противоречивых вопросов, ответы на которые позволят разработать лечебные и профилактические подходы, в том числе вакцинацию против HSV, которые будут нацелены на обеспечение эффективной защиты иммунной системы человека.
Рецензенты:
Пахомов С.П., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии Белгородского государственного национального исследовательского университета, ФГАУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород;
Орлова В.С., д.м.н., профессор кафедры акушерства и гинекологии Белгородского государственного национального исследовательского университета, ФГАУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород.
Работа поступила в редакцию 30.12.2013
Грант Российского фонда фундаментальных исследований №12-04-32165 «Роль экспресии Толл-подобных рецепторов в рецидивировании генитального герпеса» (2012‒2013 гг).