Streszczenie
Przenoszenie czynników zakaźnych przez krew i jej składniki stanowi istotne zagrożenie zdrowia publicznego, szczególnie w kontekście transfuzji krwi. Pomimo rygorystycznej kwalifikacji dawców oraz badań przesiewowych, ryzyko transmisji patogenów nie może zostać całkowicie wyeliminowane. W celu jego dalszej redukcji opracowano metody inaktywacji patogenów obecnych w składnikach krwi. W niniejszym artykule przedstawiono aktualnie stosowane techniki inaktywacji czynników zakaźnych, ze szczególnym uwzględnieniem leukoredukcji oraz metod fotochemicznych wykorzystujących błękit metylenowy, ryboflawinę i psoraleny.
Wstęp
Transfuzja krwi i jej składników jest niezbędnym elementem współczesnej medycyny. Jednakże wiąże się z ryzykiem transmisji czynników zakaźnych, takich jak HIV, HBV, HCV, HTLV, a także patogenów emerging, m.in. wirusa Zachodniego Nilu (WNV) czy wirusa Zika. Zagrożenie stanowią również bakterie i pasożyty.
Metody inaktywacji biologicznych czynników chorobotwórczych stanowią istotne uzupełnienie badań przesiewowych. Ich kluczową zaletą jest nieswoiste działanie – obejmują nie tylko znane patogeny, ale także te, które dotychczas nie były uznawane za istotne w transfuzjologii lub nie zostały jeszcze zidentyfikowane.
1. Leukoredukcja
Leukoredukcja polega na usunięciu leukocytów ze składników krwi (koncentratu krwinek czerwonych, koncentratu płytek krwi oraz osocza). Zmniejsza to ryzyko przenoszenia niektórych zakażeń, w tym wirusa cytomegalii (CMV), który lokalizuje się w leukocytach.
Zakażenia bakteryjne po transfuzji występują rzadko, jednak ze względu na ciężki przebieg i wysoką śmiertelność stanowią poważne zagrożenie. Dodatkowym zabezpieczeniem jest pozostawienie świeżo pobranej krwi przez minimum 2 godziny w temperaturze pokojowej, co umożliwia fagocytozę bakterii przez leukocyty.
Leukoredukcja zmniejsza również:
- ryzyko alloimmunizacji antygenami HLA,
- częstość reakcji poprzetoczeniowych,
- ryzyko transmisji niektórych pasożytów (np. Trypanosoma cruzi).
1.1 Proces leukoredukcji
Leukocyty usuwa się za pomocą specjalnych filtrów:
- filtrów „in-line” wbudowanych w zestawy do pobierania,
- niezależnych systemów filtracyjnych.
Filtracja powinna zostać przeprowadzona w ciągu 48 godzin od pobrania krwi.
Zalety:
- redukcja ryzyka zakażenia CMV,
- zmniejszenie alloimmunizacji HLA,
- ograniczenie ryzyka niektórych zakażeń pasożytniczych.
Wady:
- zwiększone koszty procedury.
2. Metody fotochemicznej inaktywacji patogenów
2.1 Inaktywacja z użyciem błękitu metylenowego
Błękit metylenowy (MB, methylthioninium chloride) jest jednym z najdłużej stosowanych fotosensybilizatorów w procesach fotodynamicznej inaktywacji patogenów (PDI). W obecności światła widzialnego i tlenu generuje reaktywne formy tlenu (ROS), które uszkadzają kwasy nukleinowe, białka oraz lipidy drobnoustrojów.
Zastosowanie:
- osocze
Skuteczność:
Największą skuteczność wykazuje wobec wirusów otoczkowych, takich jak:
- HIV-1
- HCV (modele BVDV)
- HSV
- SARS-CoV-2
Zalety:
- stosunkowo prosta technologia,
- wieloletnie doświadczenie kliniczne.
Wady:
- ograniczona skuteczność wobec wirusów bezotoczkowych,
- możliwy wpływ na aktywność niektórych czynników krzepnięcia,
- konieczność kontrolowanego naświetlania.
2.2 Inaktywacja z użyciem ryboflawiny
Ryboflawina (witamina B₂) działa jako fotouczulacz aktywowany światłem UV. Po ekspozycji na promieniowanie generuje ROS, które uszkadzają DNA/RNA patogenów, uniemożliwiając ich replikację.
Technologia ta stosowana jest m.in. w systemie
Mirasol Pathogen Reduction Technology (producent: Terumo BCT).
Zastosowanie:
- osocze
- koncentrat krwinek płytkowych
Skuteczność:
Obejmuje szerokie spektrum patogenów:
- wirusy otoczkowe (HIV, HCV, WNV, CMV, HBV),
- wirusy bezotoczkowe (parwowirus B19, HAV),
- bakterie,
- pierwotniaki.
Dodatkowo metoda inaktywuje limfocyty T odpowiedzialne za TA-GvHD.
Zalety:
- szerokie spektrum działania,
- niska toksyczność produktów fotodegradacji,
- brak indukcji oporności.
Wady:
- możliwy wpływ na funkcję płytek krwi,
- wzrost kosztów jednostki składnika,
- brak fizycznego usunięcia patogenu (jedynie jego inaktywacja).
2.3 Inaktywacja z użyciem psoralenu
Psoraleny to związki aktywowane promieniowaniem UVA. W transfuzjologii stosuje się syntetyczną pochodną – amotosalen (S-59). Po aktywacji światłem UVA (320–400 nm) tworzy on wiązania krzyżowe w DNA/RNA patogenów, uniemożliwiając ich replikację.
Technologia ta wykorzystywana jest w systemie
INTERCEPT Blood System (producent: Cerus Corporation).
Zastosowanie:
- koncentrat krwinek płytkowych
- osocze
Skuteczność:
- wirusy otoczkowe i bezotoczkowe (HIV, HBV, HCV, WNV),
- bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne,
- pierwotniaki,
- limfocyty T (profilaktyka TA-GvHD).
Zalety:
- bardzo szerokie spektrum działania,
- wysoka skuteczność kliniczna.
Wady:
- wysoki koszt wdrożenia,
- wpływ na parametry funkcjonalne składników krwi,
- brak neutralizacji toksyn bakteryjnych,
- konieczność specjalistycznego sprzętu.
Podsumowanie
Metody inaktywacji patogenów w krwi i jej składnikach stanowią kluczowy element poprawy bezpieczeństwa transfuzji. Leukoredukcja redukuje ryzyko transmisji patogenów leukotropowych i alloimmunizacji, natomiast techniki fotochemiczne (błękit metylenowy, ryboflawina, psoraleny) zapewniają szerokospektralne działanie wobec wirusów, bakterii i pasożytów.
Rozwój technologii inaktywacji, w tym nowych metod fizycznych i chemicznych, może w przyszłości doprowadzić do dalszego ograniczenia ryzyka zakażeń przenoszonych drogą transfuzji, co ma kluczowe znaczenie dla zdrowia publicznego.
mgr. Izabela Katroń-Kamińska
Bibliografia
- Allain JP, Owusu-Ofori S, Assennato SM, Marschner S, Goodrich RP. Inactivation of viruses in blood products: current methods and future directions. Transfus Med Rev. 2020;34(3):123–134. doi:10.1016/j.tmrv.2020.02.002
- Stramer SL, Dodd RY. Transfusion-transmissible emerging infectious diseases: 30 years of challenges and progress. Curr Opin Hematol. 2016;23(6):496–504. doi:10.1097/MOH.0000000000000291
- Van der Poel CL, Lelie PN. The role of nucleic acid testing in blood transfusion safety. Blood Transfus. 2019;17(5):368–374. doi:10.2450/2019.0193-19
- Legrand N, Laperche S, Candotti D. Safety of blood products: pathogen inactivation and its clinical applications. Transfus Med Hemother. 2020;47:1–10.
- Mohr H, Lambrecht B, Selz A, et al. Virus inactivation of plasma by methylene blue/light treatment. Transfusion. 1993;33(8): 701–704.
- Wagner SJ. Virus inactivation in blood components by photoactive phenothiazine dyes. Vox Sang. 2002;83(Suppl 1): 19–23.
- Wong TW, Huang Z, Chen Y. Methylene blue-mediated photodynamic inactivation of enterovirus 71. J Antimicrob Chemother. 2010;65(4): 728–733.
- Cieplik F, Deng D, Crielaard W, et al. Antimicrobial photodynamic therapy – mechanisms and clinical applications. Photochem Photobiol Sci. 2018;17(3): 347–362. doi:10.1039/C7PP00327E
- Marschner S, Goodrich R. Pathogen reduction technology treatment of blood components: mechanisms and clinical effectiveness. Transfus Med Hemother. 2011;38(1): 8–18.
- Solheim BG. Pathogen reduction of blood components. Transfus Apher Sci. 2008;39(1): 75–82. doi:10.1016/j.transci.2008.05.012
- Lin L, Hanson CV, Alter HJ, et al. Inactivation of viruses in platelet concentrates by photochemical treatment with amotosalen and long-wavelength ultraviolet light. Transfusion. 2005;45(4):580–590.
- Benjamin RJ, McDonald CP. The international experience of pathogen reduction technology in blood components. Transfus Med Rev. 2017;31(2): 61–69. doi:10.1016/j.tmrv.2016.12.002
13.Brojer E, Grabarczyk P, editors. Czynniki zakaźne istotne w transfuzjologii. Warsaw Fundacja Pro Pharmacia Futura; 2015. ISBN 978-83-930152-6-9.
