Urządzenia do bezigłowego szczepienia przeciw PRRSV (1/2)

W produkcji świń niezwykle ważny jest wzrost skuteczności szczepionek, ich bezpieczeństwo i doskonalenie systemów aplikacji w celu minimalizacji stresu zwierząt. Ten artykuł stanowi uaktualnienie pracy przeglądowej na temat technologii szczepień bezigłowych , która ukazała się w Journal of Swine Health and Production i ich wykorzystania w zwalczaniu chorób świń. Obecnie w immunizacji świń dominuje podawanie szczepionek przy użyciu strzykawek z igłą. Chociaż urządzenia takie są tanie i łatwe w użyciu, to strzykawki bezigłowe posiadają wiele cech pożądanych w immunizacji: eliminacja przypadków złamania igły, większa dokładność podawania preparatu, mniejsza objętość preparatu, lepsze rozproszenie antygenu, eliminacja przypadków zakłucia igłą personelu, eliminacja konieczności utylizacji zużytych igieł i zmniejszenie bólu i stresu (Tabela 1). Eliminacja złamanych igieł i zakłuć ma duże znaczenie w programach zapewnienia jakości w przemyśle mięsnym w (PQA) USA. Strzykawki bezigłowe (NFID) wytwarzają strumień wysokiego ciśnienia, który umożliwia penetrację naskórka, skóry, a także do pewnego stopnia tkanki podskórnej (Ryc. 1, panel A). Strzykawki bezigłowe niekiedy wymagają jedynie 1/2 do 1/10 domięśniowej dawki antygenu ponieważ jest on lepiej rozproszony i ma kontakt z komórkami prezentującymi antygen obecnymi w skórze (Ryc. 2). Liczba przypadków zakłucia personelu igłą strzykawki jest nieznana, jednak badania ankietowe 794 lekarzy wykazały, że stanowią one najważniejszą kategorię zranień (580, 73%). Trzydzieści sześć procent zakłuć igłą wywoływało ból, opuchliznę, krwiaki, zakażenie, owrzodzenia i zapalenie tkanki łącznej. U ludzi szczepionych przy użyciu NFID stwierdzano mniejszy ból i stres w porównaniu do szczepienia przy użyciu tradycyjnych strzykawek z igłą. Niektórzy pacjenci informowali jednak o uczuciu bólu po szczepieniu.

Tabela 1. Zalety i wady strzykawek bezigłowych

Ryc. 1. Immunizacja przez skórę. A) Strumień płynu dostarcza antygen do mięśnia, tkanki podskórnej lub skóry, zależnie od parametrów iniekcji. B) Immunizacja naskórkowa, proszkowa, dostarcza sproszkowany antygen do zewnętrznych warstw skóry (naskórek i zewnętrzna warstwa skóry), gdzie jest rozpoznawany przez komórki Langerhansa. C) Miejscowa aplikacja szczepionki do naskórka, gdzie antygen jest rozpoznawany przez komórki Langerhansa, może być wykonywana kilkoma metodami. Ca) Immunizacja DNA może być wykonana przez mieszki włosowe. Cb) Odklejenie plastra usuwa warstwę rogową i ułatwia wchłanianie szczepionki. Cc) Termiczna lub falowa ablacja warstwy rogowej tworzy mikropory, które ułatwiają dostarczenie antygenu. Cd) Nośniki koloidowe jak mikroemulsje i transfektomy zwiększają absorpcję szczepionki. Ce) Ultradźwięki o niskiej częstotliwości stanowią adjuwant dla miejscowo stosowanych szczepionek i ułatwiają ich dostarczenie. Cf) Adiuwanty stosowane miejscowo, takie jak toksyna cholery, mogą indukować silną odpowiedź odpornościową. Cg) Elektroporacja warstwy rogowej ułatwia dostarczenie szczepionek DNA do naskórka. Ch) Krótkie mikroigły, które penetrują naskórek skutecznie wprowadzają szczepionkę. Przedruk za zezwoleniem Macmillan Publishers Ltd.

Ryc. 2. Komórki dendrytyczne w naskórku, skórze właściwej i tkance podskórnej świni. Komórki dendrytryczne zabarwione na brązowo.  (Photo courtesy of Drs. Charles Nfon and William Golde, Plum Island Animal Diseases Center, Agricultrual Reseach Service, USDA)

Ryc. 3. Doświadczenie mające na celu ocenę transmisji zakażenia PRRSV w wyniku użycia strzykawki bezigłowej.

Strzykawki bezigłowe mają pewne wady, takie jak wysoki koszt początkowy urządzenia, konieczność uzupełniania zasobnika gazu (dla urządzeń wykorzystujących sprężony CO2), konieczność szkolenia w zakresie aplikacji szczepionki jak i konserwacji urządzenia, brak możliwości całkowitego zastąpienia strzykawek igłowych w ochronie zdrowia świń (Tabela 1). Koszty stosowania NFID są różne i zależą od samego urządzenia oraz systemu konserwacji. Stosowanie NFID wymaga dokładności. Urządzenia są tak skalibrowane aby aplikacja szczepionki miała miejsce przy prostopadłym do skóry ustawieniu aparatu. Iniekcje wykonane pod innym kątem nie zapewnią optymalnej depozycji preparatu. Ze względu na obecność ruchomych części w urządzeniu, oraz zbiornika gazu, bardzo ważna jest regularna konserwacja. Niestety obecnie nie istnieją uniwersalne urządzenia NFID. Różny wiek świń, dawka i lepkość preparatu wymagają stosowania różnych objętości dawki, ciśnienia oraz różnych urządzeń. Innym powodem, dla którego stosowanie NFID jest korzystne jest zmniejszenie możliwości transmisji patogenów między zwierzętami. Szczepienie świni zakażonej PRRSV przy użyciu NFID, a następnie świń wrażliwych może prowadzić do zakażenia 25% z nich, w porównaniu do 100% przy użyciu tradycyjnej strzykawki z igłą. (Ryc. 3). Mimo, że stosowanie NFID ogranicza transmisję zakażeń, operator musi pamiętać, że jest to możliwe i stosować dezynfekcję urządzenia.

Niezbyt szerokie rozprzestrzenienie urządzeń bezigłowych w ochronie zdrowia świń jest spowodowane wysoką ceną i kosztami konserwacji, skomplikowaną budową, niepewnością operatora czy zwierzę zostało zaszczepione (np. brak reakcji świni i śladu w miejscu szczepienia) i koniecznością szkoleń. Podsumowując należy stwierdzić, że chociaż strzykawki bezigłowe mają wiele zalet w aplikacji szczepionek i leków u świń, to wymagają dobrego wyszkolenia personelu i regularnego serwisowania urządzenia.