Апирогенность — свойство веществ¶
Апирогенность — это свойство вещества или материала, заключающееся в отсутствии способности вызывать повышение температуры тела (лихорадку) при парентеральном введении в организм. Апирогенные вещества не содержат в своём составе пирогенов — веществ, индуцирующих лихорадочную реакцию. Данное свойство является обязательным требованием к лекарственным средствам, вводимым инъекционно (внутривенно, внутримышечно, внутрисуставно), а также к материалам, контактирующим с кровью и ликвором.
¶Пирогены и механизм лихорадки
Для понимания апирогенности необходимо описать противоположное явление — пирогенность. Пирогены делятся на экзогенные и эндогенные. К экзогенным относятся бактериальные липополисахариды (липид А — основной токсический компонент грамотрицательных бактерий), компоненты клеточных стенок грамположительных бактерий, вирусные частицы, грибковые полисахариды. Эндогенные пирогены — интерлейкины (IL-1, IL-6), фактор некроза опухоли, интерфероны — синтезируются макрофагами и моноцитами в ответ на действие экзогенных пирогенов.
Механизм развития лихорадки связан с воздействием пирогенов на гипоталамус. Эндогенные пирогены стимулируют синтез простагландина E2 в области преоптической зоны гипоталамуса, что смещает точку терморегуляции вверх. Результатом является сужение периферических сосудов, дрожь, активация метаболизма — температура тела поднимается до нового, более высокого уровня. Апирогенные вещества этот каскад не запускают.
¶История вопроса
Понятие пирогенности ввёл в научный оборот французский физиолог Шарль Рише, удостоенный Нобелевской премии за работы по анафилаксии. В 1888 году он ввёл термин «пироген» для обозначения веществ, вызывающих лихорадку. В 1912 году французский бактериолог Люсен Ноже показал, что при повторном введении пирогенного препарата у животных развивается толерантность — состояние, при котором тот же препарат перестаёт вызывать лихорадку. Это явление получило название «пирогенной толерантности» Ноже и было одним из первых описаний эндотоксической толерантности.
Практическое значение контроль приобрёл в XX веке с развитием парентерального производства лекарств. В 1943 году было установлено, что лихорадка после внутривенного введения антибиотиков вызывается не самим антибиотиком, а бактериальными пирогенами в растворителе. Это привело к разработке методов контроля на пирогены для инъекционных препаратов.
¶Контроль на пирогены
В фармацевтической промышленности апирогенность проверяют двумя основными методами.
¶Кроличий пирогенный тест
Классический метод, описанный в фармакопеях (в том числе в Государственной фармакопее РФ). Здоровым кроликам внутривенно вводят испытуемый раствор и измеряют температуру тела ректальным термометром через определённые интервалы. Препарат считается апирогенным, если суммарный температурный подъём у каждой из испытуемых животных не превышает установленного порога (обычно 0,5 °C). Метод имеет ограничения: чувствительность к липополисахаридам грамотрицательных бактерий у кроликов в 100–1000 раз выше, чем у человека, а реакция на пирогены грамположительных микроорганизмов может не проявиться вовсе.
¶Бактериальный липополисахаридный тест (LAL-тест)
Разработан в 1960-х годах на основе гемолимфы атлантического краба Limulus polyphemus, содержащей амебоциты. Фермент процимоген фактора свёртывания гемолимфы краба (коагулоген) в присутствии даже следовых количеств липополисахарида превращается в активную протеазу, запускающую каскад реакций, ведущий к образованию желеобразного сгустка. Количественный вариант теста (хромогенный LAL) позволяет определить концентрацию эндотоксина в образце. В России и странах ЕАЭС методика регламентирована соответствующими фармакопейными статьями. Альтернатива — рекомбинантный тест на основе рекомбинантного фактора свёртывания краба (rFC), исключающий использование компонентов животного происхождения.
¶Требования к апирогенности
Согласно фармакопейным требованиям, апирогенность должна подтверждаться для всех инъекционных лекарственных форм, а также для воды для инъекций, растворителей, шприцев, систем для переливания и диализа. Порог допустимой концентрации эндотоксина обычно устанавливают в диапазоне 0,05–5 ЕД/мл (или ЕД/мг) в зависимости от пути введения и объёма препарата. Наиболее строгие требования предъявляются к препаратам, вводимым в спинномозговой канал и кровоток.
¶Апирогенные материалы в медицине
Свойством апирогенности обладают некоторые полимеры и материалы, используемые в имплантатах и расходных материалах: полипропилен, политетрафторэтилен, силикон, полиэтилен высокой молекулярной массы, нержавеющие стали, керамика. Апирогенность достигается тщательной очисткой от остатков катализаторов, мономеров и загрязнений, а также контролем производственной среды. Для стерилизации инъекционных растворов применяют автоклавирование, фильтрацию через мембранные фильтры с размером пор 0,22 мкм, радиационное облучение.
¶Применение термина
Помимо фармации, термин используется в биомедицинской инженерии при оценке биосовместимости имплантатов (ГОСТ Р ИСО 10993), в гематологии при производстве компонентов крови, в диагностике — при оценке качества растворов для внутривенного введения. В ветеринарии контроль на пирогены обязателен для вакцин и антибиотиков парентерального применения.
¶Источники
- Государственная фармакопея РФ, XIV издание, общие статьи
- Дерюгина Л. В., Смирнова О. В. «Пирогены и пирогенные реакции»
- Ноже Л. «Бактериальные пирогены», 1912
- ВОЗ. Recommendations on the non-clinical evaluation of pyrogens, Technical Report Series
- Биомедицинские материалы: ГОСТ Р ИСО 10993 (серия стандартов)