U.S. Food and Drug Administration

ITG SUBJECT: Bevezetés

Az injekciós tű megjelenése új utat biztosított a gyógyszerek beadásához. \1\ De mai szemmel nézve a korai parenterális \a)\ gyógyszerek nyersek és nem biztonságosak voltak, mivel e korai injekciós oldatok fokozott használata fertőzéseket, mellékhatásokat, ismeretlen etiológiájú lázakat, sőt sokkos haláleseteket is okozott. A mikrobiológia területén dolgozó korai szakemberek számára zavarba ejtő volt, hogy még a steril oldatok beadása is szórványos lázzal járt.

A modern injekciós oldatok biztonságosabbak, a szakirodalom azonban továbbra is \2\ számol be mellékhatásokról. Ebben a számban megosztjuk a műtét vagy bizonyos típusú betegségek miatt szájon át folyadékot bevenni nem tudó betegekkel kapcsolatos aggodalmakat, akik a parenterális készítményben jelenlévő, lázat okozó anyagként ismert nemkívánatos toxinok következményeit szenvedhetik el. Reméljük, hogy hasznot tudunk mutatni az ezen a területen szerzett tapasztalatokból.

Történelmi – pirogének

A 19. század második felében már ismert volt, hogy egyes parenterális oldatok jelentős testhőmérséklet-emelkedést okoznak. A lázat okozó ágensek nem voltak ismertek. Az ettől a “lázas anyagtól” származó rosszulléteket többek között “injekciós láz”, “desztillált vizes láz” és “sóoldatos láz” néven írták le. Ma a bakteriális pirogéneket \b)\ ismerik el, mint a korai lázak nagy részéért felelős kórokozót, valamint a parenterális terápia számos egyéb biológiai hatásáért felelős kórokozót. Ebből megérthetjük, hogy miért kell a legnagyobb gondossággal eljárni az injekciós oldatok készítése és használata során, hogy kizárjuk a burkolt pirogéneket.”

A természetes védekezés és a pirogének

A mint egészséges emberek, akik ki vannak téve a mikrobák egyetemes eloszlásának a környezetben, együtt élünk a mikrobiális világgal. Rendszerint a szervezet természetes védekezése a mikrobákat és anyagcseretermékeiket (toxinok stb.) olyan területekre korlátozza, ahol elviselhetőek, például a bőrön és a tápcsatornában. A gyógyszer parenterális beadási módja lehetővé teszi, hogy a pirogén, ha jelen van, megkerülje a szervezet normális védekezését. A gazdaszervezet válasza a leukocitákon (fehérvérsejteken) keresztül közvetít, amelyek viszont sajátfajta pirogént (endogén pirogén) szabadítanak fel, ez pedig lázas választ és számos más biológiai reakciót indít el.

Az endotoxinok biológiai hatásai

A bakteriális pirogéneknek tulajdonított biológiai hatások széles skálája jelentős érdeklődést váltott ki. \3\, \4\ A gazdaszervezet pirogénekre adott reakciói várhatóan a következő kategóriákba sorolhatók: 1) láztermelés, 2) sokk és 3) az élettani funkciók megváltozása.

A láz jól ismert hatás, innen a “pirogén” kifejezés. Körülbelül egy órával a pirogének nyulakba (vagy emberbe) történő beadása után a testhőmérséklet emelkedik. Ha a bakteriális pirogéneket megfelelő mennyiségben, esetleg mikrogrammnyi mennyiségben fecskendezik be, a keletkező lázhoz hidegrázás, testfájdalom, vérnyomás-emelkedés, esetleg sokkos állapot és halál is társul. Kisebb injekciós mennyiségtől a szervezet megnövekedett kapilláris áteresztőképességet és a keringési rendszer sokféle egyéb változását mutatja. E változásokra példa a fehérvérsejtek számának csökkenése, majd növekedése, a daganatos vérzések és a vénás nyomásváltozás.

A pirogének speciális esetekben a Shwartzman-jelenséget mutathatják. Ez egy súlyos, lokalizált nekrózissal járó vérzéses reakció. Ez olyan nyúlban mutatható ki, amelybe először szubkután befecskendeznek egy bakteriális pirogént, majd a nyulat 24 órával később intravénásan befecskendezik ugyanezzel a pirogénnel. A későbbi injekció helye középen kékre, a periférián pedig vörösre színeződik.

A pirogéntolerancia egy másik fontos reakció, amely akkor alakul ki, amikor az állatok ismételt pirogéninjekciókat kapnak. Kialakul egy csökkent érzékenység ugyanarra és más pirogénekre, ami semmissé teszi a lázas reakciót, és megköveteli, hogy a toleráns állatot kivonják a további pirogénvizsgálatokból. Az “érzékenység” azt jelenti, hogy az állat minimális mennyiségű pirogén anyagra reagál. Bár a nyúl a leggyakrabban használt kísérleti állat, az embert tekintik a legérzékenyebbnek a pirogénekre.

Bakteriális toxinok

A bakteriális toxinoknak két általános fajtája van. \5\ Az exotoxinok bizonyos baktériumfajták növekedési fázisa során keletkeznek, és a közegbe vagy a szövetekbe szabadulnak fel. Az exotoxinok fehérje jellegűek, és reakcióik specifikusak. Például a Clostridium botulinum szokatlan erejű exotoxint termel, amely csak az idegrendszeri szövetekre hat. Az exotoxinok további jól ismert példái a tetanusztoxin, a Shiga-toxin és a diftériatoxin.

Az endotoxinok a toxinok egy másik fajtája, amelyek a legkülönbözőbb gram-negatív baktériumokból nyerhetők ki. Az “endotoxin” kifejezés általában felcserélhető a “pirogén” kifejezéssel, bár nem minden pirogén endotoxin, és a pirogénvizsgálat önmagában nem használható teljes mértékben a mikrobiális endotoxinok kimutatására és jellemzésére. Az endotoxin nagyobb dózisára van szükség ahhoz, hogy a kísérleti állatban halálos hatást váltson ki, mint az exotoxinok esetében. Az endotoxinok által a gazdaszervezetre kifejtett hatások szisztémásak, mint például láz és általános testi reakciók, nem pedig szigorúan neurológiai hatások, mint a legtöbb exotoxin esetében. Az endotoxinok főként a gram-negatív baktériumokban fordulnak elő, és a sejtek elhalását és autolízisét követően keletkeznek. Az endotoxinokat a sejtek szerkezetéből (sejtfal) vonják ki, és azokhoz kapcsolódnak. A pirogéntermelő baktériumok jó példái a S. typhosa, az E. coli és a Ps. aeruginosa.

A pirogének további tulajdonságai

A további tulajdonságok felsorolásakor elmondható, hogy a pirogének: (1) biokémiailag egy lipid-poliszacharid-peptid anyagból állnak; (2) forrásban lévő víz hőmérsékletén hőstabilak; (3) az emberre nézve viszonylag alacsony akut toxicitásúak; (4) alacsony rendű immunválaszt mutatnak; és (5) olyan tartósan fennálló gram-negatív baktériumokból állhatnak elő, amelyek 50%-os halálozási arányt mutathatnak. \6\

Az orvosokat arra utasítják, hogy azonnal keressék a perzisztens bakterémia okát. Lehetséges forrás lehet a katéter helyén kialakult phelbitis, az infúziós berendezés vagy a parenterális oldat. Érdekes megjegyezni, hogy a pirogénsokkban szenvedő betegek kezelése magában foglalja a (remélhetőleg nem pirogénmentes) parenterális folyadékok beadását.”

Tegyük pirogénmentessé

A baktériumölő eljárások, például a melegítés, a szűrés vagy az adszorpciós technikák nem szüntetik meg a pirogéneket a parenterális oldatokból. Minden összetevőt eleve pirogénmentesen kell tartani. Ennek biztosítása érdekében a gyártó átfogó pirogénszűrési vizsgálatokat végez valamennyi parenterális gyógyszerösszetevőn, és gondoskodik azok megfelelő tárolásáról a felhasználás előtt. Ideális esetben a gyártó felismeri a gyártási műveletek azon kritikus lépéseit, amelyek lehetővé tehetik a pirogéntermelő baktériumok szaporodását, és ezeket a területeket rutinszerűen ellenőrzi. Például a tárolótartályokban lévő vizet pirogénekre tesztelnék, és a gyártó ragaszkodna a minimális tárolási időkhöz, hogy csak pirogénmentes vizet használjanak. A pirogénmentes víz, mint az USP-ben körvonalazott “injekcióhoz való víz”, a szülői gyógyszeripar szíve.

Pirogénvizsgálat – USP

A jelenlegi USP világosan körvonalazza a pirogénvizsgálatot. Az USP XIX szerint egy oldat akkor tekinthető pirogénnek, ha 10 m1/kg-ot befecskendeznek egy nyúlba, és bármelyik nyúlnál 0,6 C vagy annál nagyobb hőmérséklet-emelkedést tapasztalnak, vagy egy három nyúlból álló vizsgálati csoportban három nyúlnál összesen több mint 1,4 C-os hőmérséklet-emelkedést tapasztalnak. A hivatalos nyulas módszer elsajátítása jelentős időt, költséget, képzést és tapasztalatot igényel. Kevés rövidítés létezik. A pirogének vizsgálatának elmulasztása még költségesebb következményekkel járhat a betegreakciók és a gyógyszerek visszahívása szempontjából.

Pirogénvizsgálat – Limulus amoebocita lizátum

Sok laboratórium végez pirogénvizsgálatot a limulus amoebocita lizátum (LAL) vizsgálati módszerrel. \7\ A LAL-módszer különösen hasznos olyan termékek szűrésére, amelyeket nem célszerű a nyúl módszerrel vizsgálni. A LAL-technikával endotoxinokra legjobban vizsgált termékek: radiogyógyszerek, érzéstelenítők és számos biológiai termék. A LAL-módszer lényege, hogy a patkósrák (limulus polyphemus) hemolimfája (vére) gélt képezve reagál egy endotoxinnal. A gélesedő endotoxin mennyiségét hígítási technikákkal határozzák meg, összehasonlítva a vizsgálati minta gélképződését egy referencia pirogénével, vagy spektrofotometriás módszerekkel, összehasonlítva a vizsgálati minta gélképződésének átlátszatlanságát egy referencia pirogén átlátszatlanságával. A LAL-teszt specifikusnak tekinthető az endotoxinok jelenlétére, és legalább százszor érzékenyebb, mint a nyúlteszt. \8\, \9\ A LAL-módszerrel akár pikogrammnyi endotoxin is kimutatható. Bár a LAL viszonylag új pirogénvizsgálati módszer, számos olyan poliszacharid-származékot mutattak ki, amelyek pozitív limulus-teszt eredményt adnak, és lázas aktivitást is mutatnak. Az is tény, hogy egyes anyagok még akkor is zavarják a LAL-tesztet, ha pirogének vannak jelen.

Egyes cégek a LAL-tesztet használják a nyersanyagokban lévő pirogének szűrésére, és a végtermék pirogénvizsgálatát az USP nyúlvizsgálattal követik. A gyógyszerekben lévő pirogénekre vonatkozó LAL-teszt az NDA egyedi termékre vonatkozó módosítását teszi szükségessé. A LAL-tesztreagenseket a Biológiai Hivatal engedélyezi. Az eszközök esetében a cégnek az Orvostechnikai Eszközök Hivatalának igazgatójával jóvá kell hagyatnia a protokollt, mielőtt a nyúl LAL-tesztet helyettesítheti. \10\ A LAL-vizsgálat jövője ígéretesnek tűnik, mivel fontolgatják az USP-be való felvételét, de jelenleg nem hivatalos módszer.

Az biztos, hogy a pirogének továbbra is potenciális veszélyforrást jelentenek a parenterális terápia alkalmazásakor. A pirogének teljes kizárása megköveteli a parenterális gyógyszergyártással kapcsolatos folyamatos felügyeletünket. \a)\Parenterális (para = túl; enteron = bél) Nem a tápcsatornán keresztül, hanem valamilyen más úton, például szubkután, intramuszkulárisan, intravénásan, intraspinalisan stb.

\b)\pyrogén – bakteriális eredetű lázat okozó anyag; endotoxin. Dorland illusztrált orvosi szótára. E.W.B. Saunders, Philadelphia. 25.

1. Singer, Charles Joseph; Underwood, Edgar Ashworth. Az orvostudomány rövid története. Az orvostudomány rövid ismertetése. 2. kiadás, 1962. Oxford Univ. Press, NY és Oxford.
3. Hindman, S. H. et al. “Pyrogenic Reactions During Haemodialyzing Caused by Endotoxin”. Lancet 2 (7938): 732-4, 1975. okt. 18.
4. Kadis, Solomon; Weinbaum, George; Ajl, Samuel J.; Microbial Toxins Vol. IV & V. 1971 Academic Press, NY & London.
5. Davis, Bernard E., et al. Endotoxins: Textbook of Microbiology, pp 615-7. Negyedik nyomtatás. Hoeber Medical Division. Harper & Row Publishers, NY.
6. Stainer, Roger Y.; Doudoroff, Michael; Adelberg, Edward A. The Microbial World, Prentice Hall, Inc. 3. kiadás, 1970.
7. Krupp, Marcus A. & Chatton, Milton J.; Current Medical Diagnosis and Treatment. p. 775, Lange Medical Publications, 1975, Los Altos, CA
8. Rastogi, S. C.; Hochstein, H. D.; Seligman, E. B. Jr.; “Az influenzavírus vakcina endotoxin tartalmának statisztikai meghatározása a Limulus Amoebocyte Lysate Test segítségével”. J. Clin Microbiol 6(2): 144-8, Aug. 1977.
9. Nandan, R.; Nakashima, C. Y., Brown, D. R.; “Detection of Endotoxins in Human Blood and Plasma”. Továbbfejlesztett in vitro pirogén teszt. Clin Chem 23(11): 2080-4 Nov. 1977.
10. Wachtel, R. E.; Tskji, K.; “Comparison of Limulus Amoebocyte Lysates and Correlation with the USP Pyrogen Test”. Appl. Environ. Microbiology 33(6) 1265-9, 1977. június.
12. Docket No. 77N-0282, amint az FR Doc. 77-31926 File 11-3-77 (Vol. 42, No. 213 — Friday, November 4, 1977) és amint az FR Doc. 78-623 iktatott 1-12-78 (Vol. 43, No. 9 — péntek, 1978. január 3.)