Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente

SUBiect ITG: PIROGENII, ÎNCĂ UN PERICOL

Introducere

Advenirea acului hipodermic a oferit o nouă cale de administrare a medicamentelor. \1\ însă, după referințele de astăzi, primele medicamente parenterale \a)\ au fost rudimentare și nesigure, în sensul că utilizarea sporită a acestor soluții injectabile timpurii a adus cu sine infecții, reacții adverse la medicamente, febre de etiologie necunoscută și chiar decese prin șoc. Pentru primii lucrători din domeniul microbiologiei era perplex faptul că febră sporadică rezulta din injectarea chiar și a soluțiilor sterile.

Soluțiile injectabile moderne sunt mai sigure, însă literatura de specialitate continuă să raporteze reacții adverse. În acest număr împărtășim preocupările pentru pacientul care nu poate lua lichide pe gură, din cauza unei intervenții chirurgicale sau a anumitor tipuri de boli, care ar putea suferi consecințele unor toxine nedorite, cunoscute ca fiind substanțe producătoare de febră, dacă sunt prezente în produsul parenteral. Sperăm să arătăm beneficii din ceea ce s-a învățat în acest domeniu.

Istoric – Pirogeni

În a doua parte a secolului al XIX-lea se știa că unele soluții parenterale provocau o creștere accentuată a temperaturii corpului. Agenții producători de febră nu erau cunoscuți. Bolile provocate de această „substanță febrilă” au fost descrise în mod diferit ca „febră de injecție”, „febră de apă distilată” și „febră salină”, printre alți termeni. Astăzi, pirogenii bacterieni \b)\ sunt recunoscuți ca agent cauzal responsabil pentru multe dintre acele febre timpurii și pentru multe dintre celelalte efecte biologice descrise ca fiind incidente terapiei parenterale. De aici putem înțelege de ce trebuie să se acorde cea mai mare atenție în timpul preparării și utilizării soluțiilor injectabile pentru a exclude pirogenii subreptici.

Apărarea naturală și pirogenii

Ca oameni sănătoși supuși unei distribuții universale a microbilor în mediu, noi coexistăm cu lumea microbiană. În mod normal, apărarea naturală a organismului limitează microbii și metaboliții lor (toxine etc.) la zonele în care pot fi tolerați, cum ar fi pe piele și în tractul alimentar. Calea parenterală de administrare a unui medicament permite unui pirogen, dacă este prezent, să ocolească apărarea normală a organismului. Răspunsul gazdei este mediat prin intermediul leucocitelor (globulele albe din sânge) care, la rândul lor, eliberează propriul lor tip de pirogen (pirogen endogen), iar acesta, la rândul său, inițiază răspunsul febril și o multitudine de alte reacții biologice.

Efectele biologice ale endotoxinelor

Diversitatea mare de efecte biologice atribuite pirogenilor bacterieni a suscitat un interes considerabil. \3, \4 Se așteaptă ca reacțiile gazdei la pirogeni să se încadreze în următoarele categorii: 1) producerea de febră, 2) șoc și 3) modificări ale funcțiilor fiziologice.

Febră este un efect bine cunoscut, de unde și termenul de „pirogen”. La aproximativ o oră după injectarea de pirogeni la iepuri (sau la om), are loc o creștere a temperaturii corpului. Atunci când pirogenii bacterieni sunt injectați în cantități suficiente, poate în cantități de micrograme, febra produsă este însoțită de frisoane, dureri de corp, o creștere a tensiunii arteriale și, eventual, o stare de șoc și moarte. De la cantități injectate mai mici, organismul prezintă o permeabilitate capilară crescută și o mare varietate de alte modificări circulatorii. Exemple ale acestor modificări sunt evidențiate de o reducere urmată de o creștere a numărului de celule albe, hemoragii tumorale și modificări ale presiunilor venoase.

În cazuri speciale, pirogenii pot demonstra fenomenul Shwartzman. Aceasta este o reacție hemoragică severă cu necroză localizată. Aceasta poate fi demonstrată la un iepure care este injectat mai întâi subcutanat cu un pirogen bacterian, iar iepurele este apoi injectat intravenos 24 de ore mai târziu cu același pirogen. Locul ultimei injecții devine albastru în centru și roșu la periferie.

Toleranța la pirogeni este o altă reacție importantă care se dezvoltă atunci când animalelor li se administrează injecții repetate cu un pirogen. Se dezvoltă o sensibilitate redusă la același pirogen și la alți pirogeni care anulează răspunsul febril și necesită ca animalul tolerant să fie retras de la testele ulterioare cu pirogeni. „Sensibilitate” înseamnă că animalul reacționează la o cantitate minimă de material pirogen. Deși iepurele este cel mai des utilizat animal de testare, omul este considerat a fi cel mai sensibil la pirogeni.

Toxine bacteriene

Există două tipuri generale de toxine bacteriene. \5. Exotoxinele sunt produse în timpul fazei de creștere a anumitor tipuri de bacterii și sunt eliberate în mediu sau în țesuturi. Exotoxinele sunt de natură proteică și reacțiile lor sunt specifice. De exemplu, Clostridium botulinum produce o exotoxină de o putere neobișnuită care afectează numai țesutul neurologic. Alte exemple bine cunoscute de exotoxine sunt toxina tetanică, toxina Shiga și toxina difterică.

Endotoxinele sunt un alt tip de toxină care poate fi extrasă dintr-o mare varietate de bacterii gram-negative. Termenul „endotoxină” este de obicei interschimbabil cu cel de „pirogen”, deși nu toți pirogenii sunt endotoxine, iar testarea pirogenilor nu poate fi utilizată în întregime doar pentru detectarea și caracterizarea endotoxinelor microbiene. Pentru a produce un efect letal la animalul de experiență sunt necesare doze mai mari de endotoxină decât cele necesare pentru exotoxine. Efectele produse de endotoxine asupra gazdei sunt de natură sistemică, cum ar fi febra și reacțiile generale ale organismului, mai degrabă decât efecte strict neurologice, așa cum se întâmplă în cazul majorității exotoxinelor. Endotoxinele se găsesc mai ales la bacteriile gram-negative și sunt obținute ca urmare a morții și autolizei celulelor. Endotoxinele sunt extrase din structura celulară (peretele celular) și asociate cu aceasta. Exemple bune de bacterii producătoare de pirogeni sunt S. typhosa, E. coli și Ps. aeruginosa.

Proprietăți suplimentare ale pirogenilor

În enumerarea proprietăților suplimentare, se poate spune că pirogenii: (1) se știe că, din punct de vedere biochimic, constau dintr-o substanță lipidică-polizaharidică-peptidică; (2) sunt stabile termic la temperatura de fierbere a apei; (3) au o toxicitate acută relativ scăzută pentru om; (4) prezintă un răspuns imunitar de ordin scăzut; și (5) pot fi produși de bacteriile gram-negative persistente care ar putea avea o rată de mortalitate de 50%. \6\

Medicii sunt instruiți să caute imediat cauza bacteriemiilor persistente. Sursele posibile ar putea fi feblețea la locul cateterului, echipamentul de perfuzie sau soluția parenterală. Este interesant de remarcat faptul că managementul pacienților în șoc pirogen include administrarea de lichide parenterale (sperăm că nepirogenice).

Fără pirogeni

Procedurile bactericide, cum ar fi încălzirea, filtrarea sau tehnicile de adsorbție, nu elimină pirogenii din soluțiile parenterale. În primul rând, toate ingredientele trebuie să fie păstrate fără pirogeni. Pentru această asigurare, producătorul efectuează teste complete de depistare a pirogenilor pe toate ingredientele medicamentelor parenterale și veghează la depozitarea lor corespunzătoare înainte de utilizare. În mod ideal, producătorul recunoaște etapele critice din cadrul operațiunilor de fabricație care ar putea permite dezvoltarea bacteriilor producătoare de pirogeni și monitorizează aceste zone în mod curent. De exemplu, apa din rezervoarele de păstrare ar fi testată pentru depistarea pirogenilor, iar producătorul ar insista asupra duratei minime de păstrare, astfel încât să se utilizeze numai apă fără pirogeni. Apa fără pirogeni, ca „apă pentru preparate injectabile” descrisă în USP, este inima industriei parenterale.

Sesizarea pirogenilor – USP

Actualul USP descrie în mod clar testul pentru pirogeni. USP XIX consideră că o soluție este pirogenă atunci când se injectează 10 m1/kg într-un iepure și se înregistrează o creștere a temperaturii de 0,6 C sau mai mult pentru orice iepure sau o creștere totală de peste 1,4 C pentru trei iepuri dintr-un grup de testare de trei iepuri. Pentru a stăpâni metoda oficială a iepurilor, este nevoie de timp, cheltuieli, pregătire și experiență considerabile. Există puține scurtături. Consecința neefectuării testelor de depistare a pirogenilor ar putea fi și mai costisitoare în ceea ce privește reacțiile pacienților și retragerea medicamentelor de pe piață.

Testul pirogenilor – Lisat de amibocite de limulus

Multe laboratoare efectuează teste de depistare a pirogenilor prin intermediul metodei de testare a lisatului de amibocite de limulus (LAL). \Metoda LAL este utilă în special pentru depistarea produselor care nu sunt practice de testat prin metoda iepurelui. Produsele cel mai bine testate pentru endotoxine prin tehnicile LAL sunt: produsele radiofarmaceutice, anestezicele și multe produse biologice. În esență, metoda LAL face să reacționeze hemolimfa (sângele) de la un crab cu potcoavă (limulus polyphemus) cu o endotoxină pentru a forma un gel. Cantitatea de endotoxină care se gelifică se determină prin tehnici de diluție care compară formarea gelului dintr-o probă de test cu cea a unui pirogen de referință sau prin metode spectrofotometrice care compară opacitatea formării gelului dintr-o probă de test cu cea a unui pirogen de referință. Testul LAL este considerat a fi specific pentru prezența endotoxinelor și este de cel puțin o sută de ori mai sensibil decât testul la iepure. \8\, \9\ Chiar și cantități de picograme de endotoxine pot fi evidențiate prin metoda LAL. Deși LAL este o metodă relativ nouă de testare a pirogenilor, a fost demonstrată o mare varietate de derivați polizaharidici care dau rezultate pozitive la testul limulus și care prezintă, de asemenea, activitate febrilă. De asemenea, este un fapt că unele substanțe interferează cu testul LAL chiar și atunci când sunt prezenți pirogeni.

Câteva firme folosesc testul LAL pentru depistarea pirogenilor din materiile prime și urmează testarea pirogenilor pe produsul final prin intermediul testului USP pentru iepuri. Testul LAL pentru depistarea pirogenilor din medicamente necesită o modificare a NDA pe produs individual. Reactivii pentru testul LAL sunt licențiați de către Biroul pentru produse biologice. Pentru dispozitive, o firmă trebuie să obțină aprobarea protocolului său de către directorul Biroului pentru dispozitive medicale, înainte de a putea înlocui testul LAL cu testul cu iepure. \Viitorul testului LAL pare promițător, în sensul că se ia în considerare includerea acestuia în USP, dar nu este o metodă oficială în acest moment.

Ceea ce este sigur este că pirogenii rămân o sursă potențială de pericol în cazul utilizării terapiei parenterale. Excluderea totală a pirogenilor necesită supravegherea noastră continuă în legătură cu fabricarea medicamentelor parenterale. \a)\Parenteral (para = dincolo de; enteron = intestin) Nu prin tractul alimentar, ci pe o altă cale, cum ar fi subcutanată, intramusculară, intravenoasă, intraspinală etc.

b)\b)\Pirogen – un agent de origine bacteriană care produce febră; endotoxină. Dicționarul medical ilustrat Dorland’s. 25th E.W.B. Saunders, Philadelphia.

1. Singer, Charles Joseph; Underwood, Edgar Ashworth. O scurtă istorie a medicinei. Ed. a 2-a., 1962. Oxford Univ. Press, NY și Oxford.
2. Hindman, S. H. et al. „Pyrogenic Reactions During Haemodialyzing Caused by Endotoxin”. Lancet 2 (7938): 732-4, 18 octombrie 1975.
3. Kadis, Solomon; Weinbaum, George; Ajl, Samuel J.; Microbial Toxins Vol. IV & V. 1971 Academic Press, NY & Londra.
4. Davis, Bernard E., et al. Endotoxine: Manual de microbiologie, pp 615-7. A patra tipărire. Hoeber Medical Division. Harper & Row Publishers, NY.
5. Stainer, Roger Y.; Doudoroff, Michael; Adelberg, Edward A. The Microbial World, Prentice Hall, Inc., 3rd Ed, 1970.
6. li>Krupp, Marcus A. & Chatton, Milton J.; Current Medical Diagnosis and Treatment. p. 775, Lange Medical Publications, 1975, Los Altos, CA
7. Rastogi, S., S., S.. C.; Hochstein, H. D.; Seligman, E. B. Jr.; „Determinarea statistică a conținutului de endotoxină în vaccinul cu virusul gripal prin testul cu lisat de amoebocit de limulus”. J. Clin Microbiol 6(2): 144-8, Aug. 1977.
8. Nandan, R.; Nakashima, C. Y., Brown, D. R.; „Detection of Endotoxins in Human Blood and Plasma”. Un test îmbunătățit de pirogenare in-vitro. Clin Chem 23(11): 2080-4 nov. 1977.
9. Wachtel, R. E.; Tskji, K.; „Compararea lisatelor de amoebocite Limulus și corelația cu testul USP Pyrogen”. Appl. Environ. Microbiology 33(6) 1265-9, iunie 1977.
10. Docket No. 77N-0282 as found in FR Doc. 77-31926 Dosar 11-3-77 (Vol. 42, Nr. 213 — vineri, 4 noiembrie 1977) și așa cum se găsește în FR Doc. 78-623 Dosar 1-12-78 (Vol. 43, Nr. 9 — Vineri, 3 ianuarie 1978)

.