J. BERNARDY,1 J. KREJČÍ,2 K. NECHVÁTALOVÁ,2 M. FALDYNA1,2
Fakulta veterinárního lékařství Veterinární a farmaceutické univerzity Brno1
Výzkumný ústav veterinárního lékařství, v. v. i., Brno2
Veterinářství 2008; 58:511-513.
SOUHRN
Bernardy J., Krejčí J., Nechvátalová K., Faldyna M. Dvě století intradermální vakcinace. Historie intradermálních vakcinací – historický přehled způsobů aplikace.
Autoři podávají rámcový přehled o vývoji vakcín ve veterinární a humánní medicíně od 17. století až do současnosti. Dokumentují první experimenty intravenózních injekcí, první snahy o dermální aplikaci účinné látky a zmiňují bezjehelnou techniku aplikace vakcín, která vyvolává účinnou imunitní odpověď pomocí aktivace dendritických buněk a ve srovnání s intramuskulární aplikací při nižší spotřebě antigenu.
SUMMARY
Bernardy J., Krejčí J., Nechvátalová K., Faldyna M. Two centuries of intradermal vaccination. History of intradermal vaccinations – a historic survey of application routes.
The authors give a general survey on vaccines development in both veterinary and human medicine from the 17th century until today. The very first experiments of intravenous injections have been commemorated, first endeavours on dermal application of effective substance, as well as needleless technique which causes effective immune response by means of dendritic cells activation and in comparison with intramuscular administration at a lower antigen consumption.
Úvod
Lékaři spolu s veterinárními lékaři pokládají injekční stříkačku za atribut své profese. Historie injekční stříkačky jako standardního lékařského nástroje přitom začíná až v 19. století – je to relativně mladý vynález, mnohem mladší objev, než např. vakcinace.
První pokusy s intravenózní injekcí však byly provedeny již roku 1656, Christopherem Wrenem, astronomem, matematikem a architektem v Oxfordu v Anglii, a skupinou vědců okolo fyzika Roberta Boyleho. Tyto pokusy reagovaly na objevy o krevním oběhu Williama Harveye, publikované v roce 1628. Wren je první osobou, která použila intravenózní injekci v Británii. Experimentoval s injekčním podáním morfia a dalších látek psům. Wrenova stříkačka bylo primitivní zařízení, sestávající z husího brku připojenému k malé nádobce, používané ke klystýrům. Wrenovy první pokusy zaznamenává Macht, kdy Wren použil provinilého sluhy cizího velvyslance. Pokus byl ale neúspěšný, jak Macht poznamenává:
„… oběť buď skutečně, nebo lstivě upadla do mdlob a pokus musel být ukončen“ – kdo by ale neupadl lstivě nebo skutečně do mdlob, při pohledu na experimentátora s husím brkem, nasazeným na močovém měchýři?
Intravenózní aplikace infúze
První kniha o intravenózní aplikaci infúze byla publikována Majorem v Německu v r. 1664 (Chirurgia Infusoria) a Elsholtzem 1667 (Clysmatica Nova).
De Graaf vyvinul v 17. století přístroj, který úzce připomínal současné injekce. Byl převážně používán pro anatomické účely k plnění cév a jeho stříkačka měla kovový válec s pístem a přímo upevněnou jehlou na konci.
V roce 1807 lékařský slovník The Edinburgh Medical and Surgical Dictionary definuje injekční stříkačku jako – dobře známý nástroj, sloužící k nalévání nebo nasátí objemu tekutiny a poté k vypuzení pod tlakem; stříkačka se používá k přenesení a vstříknutí do dutin a cév. Používala se stále především ke zpevnění obsahu cév pro anatomická studia.
Intradermální aplikace účinné substance
Na počátku 19. stol. se objevuje další snaha vpravit účinné látky do těla prostřednictvím kůže. Používalo se blistrování kůže, pálení a potírání, sejmutí svrchní části kůže v dané oblasti a přiložení placky s účinnou látkou.
Lafargue v roce 1836 rozvinul tuto myšlenku a vakcinační lancetou, smočenou v roztoku morfinu, propichoval kůži a vnášel účinnou látku do těla.
První injekční stříkačku s jehlou dost tenkou, aby pronikla kůží, vyvinuli souběžně v roce 1853 francouzský lékař Charles Gabriel Pravaz (1791 – 1853) a Alexander Wood (1817 – 1884), skotský lékař. Odstranili tak mnoho technických obtíží, kterým do té doby čelili lékaři při pokusech s infuzemi a aplikací léčivých látek. Doktor Wood, sekretář Královské lékařské společnosti v Edinburgu, popsal své experimenty s dutou jehlou v krátkém článku: A New Method of treating Neuralgia by the Direct Application of Opiates to the Painful Points, zveřejněném v The Edinburgh Medical and Surgical Review, ve kterém zmiňuje, že touto technikou může být provedena nejen aplikace opiátů, ale i jiných látek. V přibližně stejné době vyrobil v Lyonu podobnou injekční stříkačku doktor Pravaz. Jeho stříkačka byla kalibrována pro podání přesného množství látky a začala být lékaři hojně používána. Zahájila dlouhou řadu vynálezů různých kalibrovaných injekčních stříkaček ze skla, kovu a plastu.
Vakcinační jehla a jednorázová stříkačka, zachránce milionů životů
Benjamin A. Rubin vynalezl Pronged Vaccinating and Testing Needle neboli vakcinační jehlu. Tím vylepšil do té doby výhradně používanou poměrně silnou jehlu.1
Arthur E. Smith získal osm amerických patentů na a jednorázovou injekční stříkačku v letech 1949 – 50 (U. S. Patent nos. 2524363, 2524362, 2497562, 2490553, 2490552, 2490551, 2478845, 2478844). Podle nich byla vyvinuta první hromadně vyráběná jednorázová injekční stříkačka s jehlou a byla uvedena na trh v roce 1954 společností Becton, Dickinson and Company. Byla vyrobena ze skla a byla vyvinuta pro aplikaci nové polio-vakcíny Dr. Jonase Salka jednomu milionu amerických dětí.
V roce 1955 se objevila první plastová injekční stříkačka, nazvaná Monoject, vyrobená firmou Roehr Products.
V roce 1956 patentoval Colin Murdoch, lékárník z Nového Zélandu, jednorázovou umělohmotnou stříkačku, která nahrazovala skleněnou. Patentoval 46 objevů jako tiché poplašné zařízení, automatickou stříkačku k vakcinaci zvířat, dětskou bezpečnostní zátku na chemikálie, tranquilizační pušku a mnoho dalších, které popisuje v knize Colin Murdoch – Biography.
V roce 1961 zaregistrovala společnost Becton a Dickinson plastovou jednorázovou stříkačku, nazvanou Plastipack (Becton, Dickinson and Company).
V roce 1974 získal afro-americký vynálezce Phil Brooks další americký patent na jednorázovou stříkačku. Vývojem jednorázové plastové stříkačky se vývoj nezastavil.
Mnozí se stále pokouší vylepšovat způsoby perkutánní aplikace léčiv.
Mikrojehla
Mark Prausnitz, profesor chemického inženýrství z Georgia Institute of Technology spolu s elektroinženýrem Mark Allen vyvinuli mikrojehlu jako bezbolestný nástroj složený ze 400 silikonových mikroskopických dutých jehel, každá o tloušťce lidského vlasu. Jsou tak tenké, že při průniku kůží se mohou vyhnout nervovým buňkám a nezpůsobit tak bolest.
Společnost PowderJect Pharmaceuticals z Remont v USA, California, vyrobila zařízení, nazvané Hypospray, které používá plynu (hélia) ke tlakovému sprayování suchých prachových částic proti povrchu kůže, které jsou kůží absorbovány.
První bezjehelné vakcinace
Aplikace do kůže byla použita jako první metoda imunizace v klasické Jennerově vakcinaci (Edward Jenner, 1749 – 1823, anglický venkovský lékař, Gloucestershire) proti pravým neštovicím pomocí antigenu kravských neštovic. Edward Jenner použil tuto metodu imunizace již v roce 1796, tedy více než sto let před objevením virů. Vakcinace byla nazvána podle použitého zdroje antigenu (vacca – kráva, lat.). Metoda byla natolik účinná, že jinak konzervativní britská vláda nařídila Jennerovu metodu používat jako jedinou preventivní metodu proti pravým neštovicím. Díky prevenci nákaza v průběhu 200 let vymizela a WHO jí v roce 1980 označila za eradikovanou. Termín vakcinace byl pak použit Pasteurem pro imunizaci obecně.
Ke konci 18. a v polovině 19. století se používala k vakcinaci lanceta, jako mnohem běžnější lékařský nástroj. Jenner popisuje první aplikaci kravských neštovic, provedenou na vlastním synovi, starém jeden a půl roku, jako incizi.2.
Bezjehelná technika dnes
Bezjehelnou technikou aplikace vakcín a dalších přípravků se zabývá několik společností. Samotný přístroj, vhodný k tlakové aplikaci, vyrábí výhradně pro humánní účely společnost Bioject, založená v roce 1985, nazvaná Bioject Medical Technologies, v Oregonu, USA, která spolupracuje s humánními výrobci biopreparátů a léčiv Path, Serono S. A., Trimeris, Amen, Ferring.
Další výrobou samotného přístroje se zabývá francouzská rodinná firma Akra, Pau, Francie pod názvem Dermojet a spolupracuje i s veterinárními výrobci biopreparátů.
Intradermální aplikací ve veterinární medicíně se zabýval jak francouzský výrobce Merial (přístroj Pigjet), tak nizozemský Intervet (přístroj I.d.a.l.), švýcarská společnost Novartis (Fulton) i americký Pfizer a další.
Výrobci bezjehelných automatů navrhují široké použití intradermální technologie pro léčbu interdigitální perzistující bolesti, virové keratitidy, akutní a chronické otitidy, rhino-tonzilitidy, hypertrofické nebo hemorrhagické rhinitidy, polyneuritidy, perianálních infekcí, degenerativního revmatizmu, artrózy, distorze ploténky, dislokace menisku, traumat, kožních infekcí alergického původu (hypodermatitid, intertrigo), chronických enteritid, gastroenteritid a parvovirózy, alopecie u psů, synoviálního edému u koní, dále pro lokální anestézie a vakcinace proti Aujeszkyho chorobě, aktinobacilové pleuropneumonii prasat a reprodukčnímu a respiračnímu syndromu prasat, myxomatóze a moru králíků.3-7
Dále je i. d. aplikace popisována při použití vakcíny u lidí proti vzteklině, influenze, dále jako imunizace proti alergické rýmě a včelímu bodnutí.
Podstata intradermální aplikace vakcín
Intradermální aplikace je intenzivně zkoumaná oblast vakcinologie, neboť ze stejného množství antigenu je možno připravit mnohem více dávek na i. d. aplikaci než na i. m. aplikaci a to při zachování účinnosti, která ale vždy závisí na připravenosti imunitního systému vakcinovaného organismu.5,8
Zahájení imunitní odpovědi po i.d. aplikaci je umožněno přítomností velkého počtu kožních dendritických buněk (známých pod názvem Langerhansovy buňky).9 Tyto buňky jsou považovány za jedny z nejlepších antigen prezentujících buněk, schopných efektivně aktivovat lymfocyty,10 a tím indukovat nejenom systémovou, ale pravděpodobně i slizniční imunitní odpověď. Aplikace do kůže, tedy do místa přímo dokonale vybaveného na zpracování antigenu, je mnohem výhodnější, než klasická aplikace do hlouběji uložených tkání pod kůží s. c. a/nebo i. m.
Další nezanedbatelnou výhodou i. d. aplikace je zamezení přenosu patogenů při vakcinaci, zvláště při běžné praxi v chovech prasat, kdy je jehla měněna po aplikaci celé skupině zvířat v kotci, rovněž výhodou i. d. aplikace je snížení stresujících faktorů, provázející injekční aplikaci. Usnadnění a zrychlení provedení rutinních úkonů pro vakcinující personál je další významnou výhodou i. d. aplikace.
Práce vznikla za finanční podpory projektů Ministerstva zemědělství České republiky 1B44024 a 000271620.
Literatura:
1. Coleman, V. The history of the syringe. Nurs Mirror Midwives J 1974;139:57.
2. Le Fanu, W. R. A bio-bibliography of Edward Jenner 1749-1823. London; Harvey and Blythe: 1951.
3. Artursson, K., Lindersson, M., Varela, N., Scheynius, A., Alm, G. V. Interferon-alpha production and tissue localization of interferon-alpha/beta producing cells after intradermal administration of Aujeszky's disease virus-infected cells in pigs. Scand J Immunol 1995;4:121-129.
4. Baptista, E. M., Gregg, D., Golde, W. T. Characterization and functional analysis of skin-derived dendritic cells from swine without a requirement for in vitro propagation. Vet Immunol Immunopathol 2002;88:131-148.
5. Belshe, R. B, Newman, F. K., Cannon, J. et al. Serum antibody responses after intradermal vaccination against influenza. N Engl J Med 2004;351:2286-2294.
6. Cooper, C., Morley, D. C., Weeks, M. C., Beale, A. J. Administration of measles vaccine by Dermojet. Lancet 1966;1:1076-1077.
7. Mikulska-Skupien, E., Szweda, W., Procajlo, Z. Evaluation of specific humoral immune response in pigs vaccinated intradermally with deleted Aujeszky's disease vaccine and challenged with virulent strain of Herpesvirus suis type 1. Pol J Vet Sci 2005;8:11-16.
8. Tantawichien, T., Jaijaroensup, W., Khawplod, P., Sitprija, V. Failure of multiple-site intradermal postexposure rabies vaccination in patients with human immunodeficiency virus with low CD4+ T lymphocyte counts. Clin Infect Dis 2001;33:122-124.
9. Lappin, M. B., Kimber, I., Norval, M. The role of dendritic cells in cutaneous immunity. Review. Arch Dermatol Res 1996;283:109-121.
10. Steinman, R. M., Pope, M. Exploiting dendritic cells to improve vaccine efficacy. J Clin Invest 2002;109:1519-1526.
Adresa autora:
MVDr. Jan Bernardy
Klinika chorob prasat
FVL VFU Brno
Palackého 1 – 3
612 42 Brno
bernardyj@vfu.cz
