SZ nr 15–16/2001z 22 lutego 2001 r.
Szczepionki i szczepienia: Czy istnieje ryzyko zakażenia białkiem prionowym BSE?
Janusz Ślusarczyk, Wiesław Magdzik
Zachorowania na encefalopatię gąbczastą bydła (BSE), chorobę Creutzfeldta-Jacoba (CJD) oraz wariant choroby Creutzfeldta-Jacoba (vCJD) u ludzi
W marcu 1996 r. świat obiegła wiadomość, że w Wielkiej Brytanii od lutego 1994 r. zanotowano zachorowania dziesięciu osób na chorobę prionową, nazwaną wariantem choroby Creutzfeldta-Jacoba (vCJD – od angielskiej nazwy variant lub new variant of Creutzfeldt-Jacob disease). Taką wiadomość przekazano w Wielkiej Brytanii na specjalnie zorganizowanej konferencji prasowej. Istnieje podejrzenie, uzyskujące coraz większe prawdopodobieństwo, że wariant choroby Creutzfeldta-Jacoba to wynik zakażenia człowieka białkiem prionowym od krów chorych na encefalopatię gąbczastą bydła, zwaną w skrócie BSE (od nazwy angielskiej: bovine spongiform encephalopathy), pierwotnie nazywaną chorobą głupich lub szalonych krów.
Ta choroba bydła ma stosunkowo krótką historię. Pierwsze przypadki zanotowano w 1986 roku w Wielkiej Brytanii. Analiza przyczyn i okoliczności ich wystąpienia zwróciła uwagę na zmianę w sposobie żywienia bydła, jaka nastąpiła w latach 1981-1982. Zaczęto wówczas dodawać do paszy mączkę kostno-mięśniową otrzymaną z padliny różnych zwierząt, w tym także owiec padłych z powodu scrapie – prionowej choroby tych zwierząt, znanej już od dawna. Przyczyną podjęcia decyzji o zmianie sposobu karmienia zwierząt roślinożernych była chęć zwiększenia mleczności krów przez wzbogacenie paszy białkiem zwierzęcym.
W 1988 r. wydano w Wielkiej Brytanii zakaz dodawania mączki kostno-mięśniowej do paszy, a w 1989 r. zakaz spożywania poubojowych odpadów przez ludzi.
Liczba zachorowań bydła na BSE w Wielkiej Brytanii wzrastała, osiągając w latach 1992-1993 poziom około 150 tys. zachorowań od początku epidemii. W następnych latach zanotowano zmniejszanie się liczby zachorowań. Natomiast już od 1995 r., w wyniku importu bydła bądź paszy z Wielkiej Brytanii, zachorowania na BSE zanotowano łącznie w 11 krajach na świecie, w tym w 8 krajach europejskich.
Choroba Creutzfeldta-Jacoba (klasyczna – CJD) została opisana w latach dwudziestych dwudziestego wieku. Występuje w różnych krajach na całym świecie, na ogół z częstotliwością do 1 zachorowania na 1 milion mieszkańców w ciągu roku. Jest chorobą prionową ludzi, nie mającą nic wspólnego z zachorowaniami bydła. Natomiast zachorowania prionowe podejrzane o szerzenie się od bydła, odmienne od zachorowań na chorobę Creutzfeldta-Jacoba zarówno pod względem klinicznym, jak i epidemiologicznym, nazwano nowym wariantem choroby Creutzfeldta-Jacoba. Te zbliżone nazwy dwóch różnych chorób prionowych są przyczyną licznych nieporozumień nie tylko w prasie codziennej, ale nawet w niektórych informacjach fachowych.
Do marca 1986 roku, jak wspomniałem, zanotowano 10 zachorowań i zgonów na nowy wariant choroby Creutzfeldta-Jacoba (vCJD), do czerwca 1996 roku zanotowano już 17 zachorowań; 11 osób zmarło w Wielkiej Brytanii i 1 osoba we Francji. Do 28 grudnia 2000 roku zachorowały na vCJD na świecie 92 osoby, z tego 88 w Wielkiej Brytanii, 3 we Francji, 1 w Irlandii. Według obliczeń szacunkowych, przy założeniu okresu wylęgania do 10 lat, liczba zachorowań na vCJD może osiągnąć 200 osób, a przy założeniu okresu wylęgania do 25 lat – nawet 80 tys.
Możliwość zakażenia białkiem BSE substancji pobranych od bydła
Materiały pobierane zarówno od żywego, jak i martwego bydła odgrywają dużą rolę w wielu dziedzinach życia, przede wszystkim jako środki spożywcze, lecz niektóre z nich stosowane są w innych celach, np. w przemyśle farmaceutycznym. Decyzja podjęta pochopnie w Wielkiej Brytanii w 1981 r. spowodowała trudną sytuację na całym świecie. Całkowita, natychmiastowa rezygnacja z wykorzystywania surowców pochodzących od bydła byłaby dziś niemożliwa. Spowodowałaby zbyt daleko idące zaburzenia. Analiza technologii produkcji w różnych dziedzinach dostarcza informacji o obecności lub podejrzeniu obecności substancji pochodzenia bydlęcego w różnych produktach. Dlatego w 1997 r. Światowa Organizacja Zdrowia spowodowała opracowanie oceny możliwości transmisji encefalopatii gąbczastej wśród ludzi i zwierząt przez określenie stopnia zakaźności poszczególnych tkanek, narządów i płynów ustrojowych zwierząt dotkniętych BSE.
Tkanki, narządy i płyny ustrojowe zwierząt podzielono na 4 kategorie. Do pierwszej zakwalifikowano tkanki i narządy o wysokiej zakaźności: mózg, rdzeń kręgowy i gałkę oczną. Do drugiej – tkanki i narządy o średniej zakaźności, np. węzły chłonne, jelito grube, odbytnicę, oponę twardą, łożysko, do trzeciej – tkanki o niskiej zakaźności, m.in. nerwy obwodowe i szpik kostny. Do kategorii czwartej zaliczono tkanki, narządy i płyny ustrojowe o nie wykrytej zakaźności, m.in. krew, surowicę, mleko, kości.
Nadzór nad bezpieczeństwem szczepionek
Zaznaczyć należy, że szczepionki, jako preparaty medyczne podawane niemal wszystkim zdrowym ludziom na świecie, a najczęściej dzieciom, znajdują się pod szczególnym nadzorem i dokładną kontrolą, zarówno podczas produkcji i po jej zakończeniu, jak i w miarę potrzeby podczas przechowywania, transportu i stosowania.
Każda szczepionka, zanim znajdzie się na polskim rynku, przechodzi skomplikowany proces rejestracji koordynowany przez Biuro Rejestracji Środków Farmaceutycznych i Materiałów Medycznych przy Instytucie Leków w Warszawie. W trakcie procesu rejestracji analizowane są: jej skład, skuteczność i bezpieczeństwo oraz zgodność z polskimi wymogami. Każda zakupiona i sprowadzona, a także wyprodukowana w Polsce seria szczepionki dopuszczana jest do obrotu i stosowania po zaopiniowaniu i ewentualnym przebadaniu w ramach Kontroli Państwowej Surowic i Szczepionek, zlokalizowanej w Państwowym Zakładzie Higieny. Odpowiedzialny za tę kontrolę jest Zakład Badania Surowic i Szczepionek przy współpracy z Zakładami Bakteriologii, Wirusologii i Epidemiologii PZH. Po zakończeniu procesu rejestracji odpowiedni certyfikat jest wydawany producentowi szczepionki przez Ministerstwo Zdrowia.
Ostatnio ukazały się w prasie artykuły sugerujące, że w niektórych szczepionkach znajdować się może białko prionowe, gdyż w trakcie produkcji stosowane są produkty pochodzące od bydła. Artykuły te na ogół podchodzą do problemu w sposób emocjonalny, dlatego postanowiłem przekazać obiektywne informacje w sposób, jak się wydaje, wyważony.
Produkty pochodzenia bydlęcego, zwłaszcza białko, są wykorzystywane w procesie namnażania drobnoustrojów w hodowlach tkankowych i komórkowych, co stanowi materiał wyjściowy do produkcji wielu biopreparatów. W procesie produkcji substancje te mogą w niewielkich ilościach dostać się do półproduktów, z których następnie wytwarzane są szczepionki. Od lat obowiązującą i stosowaną zasadą jest eliminowanie ze szczepionek wszelkich takich substancji. Celem jest między innymi zmniejszenie częstości niepożądanych odczynów poszczepiennych. Szczególnie rygorystycznie postępuje się tu z substancjami pochodzenia biologicznego, w tym także pochodzenia bydlęcego, a zwłaszcza z białkami. Dlatego w końcowym preparacie całkowicie się ich nie stwierdza lub stwierdza się ich śladową zawartość. Zawartość substancji dodatkowych w biopreparatach jest określona przez Farmakopeę Europejską, normy ustalane w Światowej Organizacji Zdrowia oraz normy zakładowe producentów. Zgodność składu szczepionki (biopreparatu) z tymi trzema wymogami – ustalona na podstawie odpowiednich badań laboratoryjnych, w tym również na zwierzętach doświadczalnych – stanowi podstawę do wydania zezwolenia przez PZH na obrót i stosowanie szczepionki w Polsce.
"Bezpieczeństwo prionowe" stosowanych w Polsce szczepionek
Państwowy Zakład Higieny, Centralne Laboratorium Surowic i Szczepionek oraz komisja ds. materiałów biologicznych Instytutu Leków dokonały szczególnie dokładnej analizy pod tym względem szczepionek produkowanych przez firmy importujące do Polski przeważającą większość stosowanych tu preparatów. Oprócz szczegółowej analizy dokumentacji produkcyjnej szczepionek, PZH wystąpił do tych producentów o przedłożenie odpowiednich informacji dotyczących stosowania materiałów pochodzenia bydlęcego w procesie produkcji szczepionek.
Z otrzymanych i przeanalizowanych informacji wynika, że firmy te w produkcji niektórych szczepionek najczęściej stosowały następujące substancje pochodzenia bydlęcego: surowicę, hydrolizat kazeiny, hydrolizat żelatyny.
Źródła substancji pochodzenia bydlęcego stosowane w produkcji szczepionek
Wszystkie firmy zadeklarowały, że produkty te pochodziły ze zwierząt z hodowli wolnych od zakażeń BSE w krajach, w którym nie występowały zachorowania bydła na BSE, np. w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej, w Kanadzie, Australii, Nowej Zelandii lub w krajach europejskich, które w okresie pozyskiwania owych substancji były wolne od BSE. Wymieniane są tu Belgia, Holandia sprzed 1997 r., tj. przed wystąpieniem tam pierwszych przypadków BSE i Niemcy w okresie, gdy kraj ten był wolny od rodzimych zakażeń BSE. Stwierdzono tam wśród bydła importowanego 1 zachorowanie w 1992 r. i 3 w 1994 r. Według opinii służby weterynaryjnej, w tym czasie zakażenie to nie szerzyło się wśród bydła pochodzenia niemieckiego.
Z materiału pobranego przed pojawieniem się pierwszych przypadków BSE w tych krajach przygotowane zostały w 1985, 1991 i 1994 r. serie żelatyny, z których w okresie późniejszym otrzymywano aminokwasy. Nie miały one w szczególności nic wspólnego z materiałami pochodzącymi z Wielkiej Brytanii. Aminokwasy przygotowane w 1997 r. zostały uzyskane syntetycznie lub przygotowane w procesie fermentacyjnym. W 1998 r. aminokwasy uzyskano z hodowli bydła wolnych od BSE w Japonii, na Tajwanie i w USA.
"Bezpieczeństwo prionowe" surowicy bydlęcej
Surowica bydlęca, jak wspomniałem, została zakwalifikowana do kategorii czwartej, tj. produktów o nie wykrytej zakaźności prionowej.
Krew i surowica tak ludzka, jak i zwierzęca była szczególnie dokładnie analizowana pod względem możliwości skażenia białkiem prionowym. W grudniu 1997 r. odbyło się zorganizowane przez Światową Organizację Zdrowia posiedzenie konsultantów krwiodawstwa w tej sprawie. Stwierdzono wówczas, że brakuje dowodów możliwości transmisji vCJD z człowieka na człowieka drogą transfuzji krwi lub preparatów krwiopochodnych. Zachorowania nie występują u osób, którym krew jest przetaczana często, np. wśród chorych na hemofilię. Dla zwiększenia bezpieczeństwa wyeliminowano spośród dawców krwi osoby chore lub podejrzane o choroby prionowe lub podejrzane o możliwość zakażenia białkiem prionowym. Jak dotychczas, pomimo intensywnego nadzoru epidemiologicznego nie stwierdzono transmisji vCJD przez przetaczanie krwi. Również intensywnie badano ten problem u zwierząt, uzyskując wyniki negatywne. Dopiero w ostatnim okresie ukazała się wstępna informacja o przeniesieniu czynnika BSE na drodze transfuzji u owcy.
Ponadto, zgodnie z informacją podaną przez producenta, do produkcji szczepionek stosowana jest głównie cielęca surowica płodowa (foetal calf serum), rzadziej cielęca (calf serum). Według dotychczasowych obserwacji, zakażeń prionowych BSE nie stwierdza się u bydła w okresie pierwszych 30 miesięcy życia. W związku z tym surowica płodowa nie powinna być nośnikiem BSE.
Biorąc pod uwagę wszystkie wyżej przytoczone informacje, można uznać, że stosowana do produkcji niektórych szczepionek płodowa surowica wołowa nie mogła spowodować zakażenia szczepionek białkiem prionowym.
"Bezpieczeństwo prionowe" kazeiny
Również stosowany hydrolizat kazeiny nie mógł być nośnikiem tego zakażenia z uwagi na to, że w mleku nie wykryto zakażenia prionowego, a stosowany do produkcji szczepionek hydrolizat pochodził z mleka krów z hodowli wolnych od BSE, nie karmionych mączką kostno-mięśniową. Ostatnio uzyskiwano go z hodowli wolnych od BSE w USA, Kanadzie, Australii i Nowej Zelandii.
"Bezpieczeństwo prionowe" hydrolizatu żelatyny i otrzymanych z niej aminokwasów
Z dostarczonych informacji wynika, że hydrolizat żelatyny, z którego uzyskiwano aminokwasy używane w produkcji szczepionek, otrzymywany był ze skór lub kości wieprzowych i kości bydlęcych, najczęściej w stosunku 10 – żelatyna bydlęca do 90 – żelatyna wieprzowa. Stosowany do chwili obecnej hydrolizat żelatyny nie budzi wątpliwości co do tego, że nie był zakażony prionami. Uzyskiwany był z kości zwierząt pochodzących z krajów i z hodowli wolnych od BSE, nie skarmianych mączką kostno-mięśniową.
Ponadto, podczas procesu technologicznego otrzymywania żelatyny, stosowane były agresywne metody, które w większości prowadziły do niemal całkowitej inaktywacji zakaźności BSE. W ten sposób aminokwasy otrzymane z żelatyny – według producentów – pociągają ze sobą znikome ryzyko zakażenia prionami. Najbardziej wrażliwym pod tym względem wskaźnikiem jest bydło skarmiane pokarmem dla ludzi zawierającym bydlęcą żelatynę, które pomimo braku bariery gatunkowej nie choruje na BSE.
Kości, podobnie jak krew, surowica i mleko zakwalifikowane są pod względem możliwości zakażenia prionami do kategorii czwartej, obejmującej tkanki, narządy i płyny ustrojowe o nie wykrytej zakaźności. Kości znajdują się w bliskim sąsiedztwie tkanek i narządów zakwalifikowanych do wyższej zakaźności: kości czaszki i kręgosłupa w sąsiedztwie mózgu i rdzenia kręgowego zakwalifikowano do kategorii pierwszej, o wysokiej zakaźności, a kości długie w sąsiedztwie szpiku – do kategorii trzeciej, o niskiej zakaźności. Całkowite oddzielenie tkanki kostnej od tkanki centralnego układu nerwowego lub od szpiku jest w trakcie procesu produkcyjnego trudne i mało realne.
Dotychczas nie ma wątpliwości, że żelatyna wyprodukowana z kości bydlęcych, stosowana do produkcji szczepionek, nie zawierała białka prionowego. W związku jednak z rozszerzaniem się zakażeń białkiem prionowym, a zwłaszcza BSE, powinno być możliwe szybkie jej wycofanie z produkcji szczepionek i zastąpienie innym produktem pochodzenia syntetycznego lub roślinnego, lub też pochodzącego z białka zwierząt nie zapadających na BSE.
"Bezpieczeństwo prionowe" innych substancji pochodzenia bydlęcego, stosowanych w produkcji szczepionek
Z podobnych przyczyn należy wyeliminować inne substancje pochodzenia bydlęcego, stosowane w produkcji szczepionek. Przykładem takim może być łój bydlęcy, stosowany do otrzymywania glicerolu. Jest on uważany za nieistotny w transmisji BSE. Jego źródłem było dotychczas bydło europejskie, z wyjątkiem bydła z Wielkiej Brytanii i Irlandii. Ostatnio glicerol był otrzymywany z produktów innych niż pochodzenia zwierzęcego.
Również hematyna, hemoglobina oraz mięso stosowane w pożywkach były w przeszłości pochodzenia bydlęcego, ale zostały zastąpione hematyną, hemoglobiną i mięsem wieprzowym lub uzyskanym z hodowli bydła wolnych od BSE w USA i Kanadzie. Należy również wspomnieć, że wiele innych powszechnie stosowanych produktów przemysłu farmaceutycznego zawiera materiały pochodzenia bydlęcego, jak choćby kapsułki wytwarzane w oparciu o żelatynę.
Zadanie nadzoru nad szczepionkami w zakresie "bezpieczeństwa prionowego"
W obecnej sytuacji problem wymaga nadzoru producentów i kontrolerów szczepionek zarówno w procesie produkcji, jak i obrotu w krajach, gdzie są stosowane, aby nie dopuścić do skażenia szczepionek BSE. Produkty pochodzące od bydła należy zastąpić produktami uzyskanymi od gatunków zwierząt nie zakażonych białkiem prionowym, zwłaszcza BSE, otrzymywanymi syntetycznie lub w procesie fermentacji materiału roślinnego.
Postępowanie w tym zakresie musi być ostrożne, racjonalne; trzeba wyeliminować tu emocje i pochopne działania. Producenci informują, że stosują się do zasad określonych w Przewodniku dla Zminimalizowania Ryzyka Transmisji Czynników Encefalopatii Gąbczastej Zwierząt przez Produkty Medyczne (Note for Guidance on Minimising the Risk for Transmiting Animal Spongiform Encephalopathy Agents via Medicinal Products), które były zainicjowane w 1991 r., uaktualnione we wrześniu 2000 r. i w takiej formie weszły w życie z dniem 31 października 2000 r., jak również spełniają wymagania Declaration concerning BSE. Powinny ich dopingować wymogi precyzowane przez poszczególne kraje. Wskazane jest wspólne omówienie zasad postępowania w celu zapewnienia "bezpieczeństwa prionowego" szczepionek.
Osiągnięcia uzyskane przez szczepienia
Drogą szczepień w wieku dwudziestym osiągnięto radykalną poprawę sytuacji epidemiologicznej chorób zakaźnych. Wykorzeniono na świecie ospę prawdziwą, a w niedługim czasie powinno dojść do wykorzenienia poliomyelitis – choroby będącej w przeszłości główną przyczyną inwalidztwa, zwłaszcza wśród dzieci i młodzieży, oraz do wykorzenienia odry. Uzyskano eliminację błonicy, tężca noworodków, a także uogólnionych postaci gruźlicy u dzieci i młodzieży oraz znaczną poprawę sytuacji epidemiologicznej zachorowań na tężec w innych grupach wieku, krztusiec, wirusowe zapalenie wątroby typu B. W okresie międzywojennym choroby zakaźne w Polsce były główną przyczyną zgonów, powodując 20-25% zejść śmiertelnych. Obecnie stanowią przyczynę 0,7-0,8% zgonów.
Perspektywa działania w najbliższej przyszłości dla zwiększenia "bezpieczeństwa prionowego" szczepionek
Działając pochopnie, na podstawie domniemywań, a nie rzeczywistych faktów, łatwo doprowadzić do niepotrzebnego przekreślenia dotychczasowych osiągnięć przez nieadekwatne do zagrożenia posunięcia i niepotrzebne wstrzymanie lub zahamowanie wykonawstwa szczepień. W podobnej sytuacji znalazły się obecnie niemal wszystkie kraje na świecie. Nie zawieszono z tego powodu szczepień w żadnym kraju. Należy podkreślić, że te same, pochodzące z importu szczepionki stosowane w Polsce, są również stosowane w innych krajach.
Dlatego – nie czując się zwolnieni z analizowania informacji z zakresu rozprzestrzeniania się zakażenia prionami i śledzenia faktów z tym związanych – jesteśmy zobowiązani do podejmowania nawet dalekosiężnych decyzji, lecz adekwatnych do istniejących zagrożeń.
Można stwierdzić, że dotychczas nie doszło do wystąpienia zachorowań na vCJD, w których nośnikiem zakażenia mogła być szczepionka, mimo stosowania szczepionek w milionach dawek w skali świata. Zwiększona uwaga zwrócona na ten problem będzie zapewne przyczyną całkowitego wyeliminowania z produkcji szczepionek ryzykownych substancji, produktów i procedur.
Główny Inspektor Sanitarny zorganizował posiedzenie z udziałem przedstawicieli producentów szczepionek znajdujących się w obrocie i stosowaniu w Polsce oraz osób odpowiedzialnych za bezpieczeństwo tych szczepionek z Instytutu Leków, Biura Rejestracji Środków Farmaceutycznych i Materiałów Medycznych oraz z Kontroli Państwowej Surowic i Szczepionek w Państwowym Zakładzie Higieny. Ustalono dalszy tryb prac, które zostaną podjęte w celu wyeliminowania w przyszłości obaw dotyczących "niebezpieczeństw prionowych" ze strony szczepionek.
Prof. dr hab. n. med. Janusz Ślusarczyk, Kierownik Zakładu Badania Surowic i Szczepionek PZH
prof. dr hab. n. med. WiesŁaw Magdzik, Krajowy Konsultant w dziedzinie Higieny i Epidemiologii, Kierownik Zakładu Epidemiologii PZH