Profilaktyka zakażeń układu oddechowego

Alicja Pawińska

Zapalenie płuc należy do najczęściej spotykanych w praktyce lekarskiej chorób zakaźnych. Do nawracających zapaleń płuc dochodzi u osób z niedoborami immunologicznymi, z defektem granulocytów obojętnochłonnych, z defektem czynności rzęsek. Określenie czynnika patogennego w przypadku pozaszpitalnego zapalenia płuc jest coraz trudniejsze, wskutek wzrastającej liczby potencjalnych czynników chorobotwórczych. Coraz trudniejsze jest również leczenie zakażeń – ze względu na rosnącą oporność patogenów dróg oddechowych na antybiotyki.

Fot. Thinkstock

Drogi oddechowe stale są narażone na działanie szkodliwych czynników, które znajdują się we wdychanym powietrzu (czynniki toksyczne, alergeny, bakterie, wirusy). Naturalne mechanizmy obronne, związane z budową anatomiczną i fizjologią funkcjonowania dróg oddechowych, zabezpieczają je w prawie 90% przed uszkadzającym działaniem czynników zewnętrznych; zaledwie w kilku procentach ochraniają je mechanizmy immunologiczne. Pierwszym filtrem eliminującym większe cząsteczki są górne drogi oddechowe. Tu są zatrzymywane cząsteczki o średnicy 5–10 mm. Pomaga w tym kręta budowa dróg oddechowych. Zwężenie górnych dróg oddechowych we wlocie i rozszerzenie w dalszym odcinku powoduje spowolnienie prądu powietrza i ułatwia osadzenie cząsteczek.

Olbrzymia większość osadzonych cząsteczek jest usuwana drogą transportu śluzowo-rzęskowego. Górne drogi oddechowe są wyścielone nabłonkiem wielorzędowym cylindrycznym, na który w 50% składają się komórki zaopatrzone w rzęski. Najwięcej urzęsionych komórek ma nabłonek na odcinku tchawicy. Odsetek tych komórek zmniejsza się w kierunku obwodu drzewa oskrzelowego. Nabłonek orzęsiony (migawkowy) sięga aż ostatnich oskrzelików. Skoordynowany ruch rzęsek powoduje przesuwanie śluzu wraz z osadzonymi na nim cząsteczkami w kierunku gardła, gdzie jest połykany lub odkrztuszany. Odruchy kaszlu i kichania są naturalnymi mechanizmami obronnymi.

Praca rzęsek może być zaburzona przez niedotlenienie, palenie papierosów, infekcje wirusowe i bakteryjne. Palenie papierosów z jednej strony zwiększa wydzielanie śluzu, a z drugiej – powoduje ubytek komórek zaopatrzonych w rzęski, co prowadzi do upośledzenia transportu śluzu.

Naturalnym mechanizmem obronnym jest obecność bogatej flory bakteryjnej w jamie ustnej. Jej ochronna rola wynika ze zjawiska „efektu ekologicznego”, szczególnie jeśli liczba wnikających drobnoustrojów patogennych jest niewielka. Flora bakteryjna zasiedlająca błonę śluzową gardła nie pozwala namnażać się drobnoustrojom oportunistycznym (potencjalnie patogennym), które mogą przedostać się do gardła wraz z wdychanym powietrzem. Sytuacje, w których dochodzi do zaburzeń w funkcjonowaniu tej bariery (zabiegi na jamie ustnej, antybiotykoterapia), sprzyjają wystąpieniu zakażenia. Dochodzi wówczas do kolonizacji górnych dróg oddechowych florą oportunistyczną, a przy załamaniu odporności – kolonizacja staje się zakażeniem.

Niższe odcinki dróg oddechowych (tchawica, oskrzela i płuca) są jałowe. W wydzielinie drzewa oskrzelowego znajdują się różne związki o charakterze przeciwdrobnoustrojowym:

lizozym – działa synergistycznie z immunoglobuliną IgA i z dopełniaczem w rozpuszczaniu bakterii,
laktoferyna – działa bakteriostatycznie poprzez kompetycyjne wiązanie żelaza, niezbędnego do funkcji życiowych bakterii,
interferon – indukuje syntezę białka przeciwwirusowego, które wiąże się z polimerazą RNA, przez co zapobiega transkrypcji wirusowego mRNA,
inhibitory proteaz (głównie (a-antytrypsyna) – hamują działanie enzymów proteolitycznych uwalnianych przez makrofagi i granulocyty w miejscu reakcji zapalnej – ochraniając tkanki gospodarza przed destrukcyjnym działaniem własnych enzymów,
immunoglobuliny – głównie IgA, która blokuje przyleganie bakterii do komórek nabłonka, oraz w niewielkiej ilości IgG,

W pęcherzykach płucnych, ostatnim miejscu, do którego docierają najmniejsze cząsteczki (<5 mm), znajdują się makrofagi i granulocyty. Większość z nich stanowią makrofagi (>80%), granulocyty zaś – niewiele ponad 2%. Około 10% komórek (uzyskanych drogą płukania pęcherzykowo-oskrzelowego) stanowią limfocyty. Są one znacznie mniej aktywne niż limfocyty obecne we krwi. Zjawisko to jest tłumaczone immunosupresyjnym działaniem czynnika powierzchniowego – surfaktantu wyściełającego pęcherzyki płucne.

Badania epidemiologiczne zwracają uwagę na czynniki ryzyka sprzyjające chorobom dróg oddechowych, jak wiek, immunosupresja, czynne lub bierne palenie papierosów, niski status socjoekonomiczny, zanieczyszczenie powietrza (zapylenie, kwaśne deszcze), alergie. Nasz układ obronny nie jest przystosowany do ochrony przed zanieczyszczeniami. Makrofagi pęcherzyków płucnych w odpowiedzi na obecność cząsteczek zanieczyszczeń (np. kwarcu) próbują je sfagocytować. Prowadzi to do ich dysfunkcji (dławienia). Zanim makrofagi ulegną zniszczeniu, uwalniają mediatory procesów zapalnych (m.in. interleukinę IL-2), które w tej sytuacji nie mają żadnego znaczenia obronnego, ale ich działanie (przy długotrwałej ekspozycji na zanieczyszczenia) może prowadzić do zwłóknienia płuc.

Alergie często mylone są z zakażeniem górnych dróg oddechowych, jakkolwiek predysponują do tych zakażeń. Występowaniu zakażeń dróg oddechowych towarzyszy wyraźna sezonowość. Najwięcej występuje w okresie jesienno-zimowym. Zagęszczenia (duże zbiorowiska ludzi) również sprzyjają częstszym zakażeniom, stąd w miastach dzieci chorują częściej niż w środowisku wiejskim.

Pierwotna etiologia zakażenia dróg oddechowych jest najczęściej wirusowa (80–100%). Wirusy odpowiedzialne są zarówno za ostre zakażenia dróg oddechowych, jak też za ciężkie powikłania tych zakażeń. RSV (respiratory syncytial virus) jest odpowiedzialny w ok. 90% przypadków za wirusowe infekcje układu oddechowego u niemowląt. Wirusy grypy, paragrypy i enterowirusy odpowiadają za zakażenia z równą częstością we wszystkich grupach wiekowych. Adenowirusy szczególnie często wywołują zakażenia u dzieci poniżej 2. roku życia. Epidemie wirusowe występują głównie zimą i wczesną wiosną.

Wirusy upośledzają miejscową i ogólną odporność oraz drożność dróg oddechowych poprzez:

wzrost produkcji śluzu (lepsza przyczepność bakterii),
upośledzenie funkcji rzęsek (uszkodzenie),
zaburzenie miejscowej odporności (upośledzenie wydzielania IgA),
zaburzenie aktywności bakteriobójczej makrofagów.

Przy zakażeniu wirusowym często występuje nadreaktywność oskrzeli, prowadząca do obturacji oskrzeli.

Bakteryjnymi czynnikami etiologicznymi zakażeń górnych dróg oddechowych są najczęściej: Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Streptococcus pyogenes.

Tradycyjnymi winowajcami odpowiedzialnymi za zapalenie płuc są: S. pneumoniae i H. influenzae (powodują 25–40% wszystkich zachorowań). Kolejne 15–30% przypadków zapalenia płuc, określone jako atypowe, jest powodowane przez bakterie z rodzaju Mycoplasma, Legionella i Chlamydia. Pewien odsetek zakażeń mogą stanowić przypadki, w których zapalenie płuc ma faktycznie tło niezakaźne (np. zapalenie naczyń, zawał serca, odczyny polekowe). Objawy tych chorób mogą przypominać zapalenie płuc. Co najmniej 17% wszystkich nabytych w warunkach domowych zapaleń płuc ma etiologię wirusową. Jakkolwiek wirusowe zapalenia płuc zwykle mają łagodniejszy przebieg od zakażeń bakteryjnych, a klinicznie pacjenci nie wyglądają na tak ciężko chorych, to wirusowe zapalenie płuc może prowadzić do śmierci pacjenta.

Streptococcus pneumoniae należy do najczęstszych, bakteryjnych czynników etiologicznych zakażeń dróg oddechowych, niezależnie od wieku i regionu świata.

Najbardziej narażone na zakażenie są dzieci poniżej 2. r.ż. oraz osoby powyżej 65. r.ż. W tych grupach wiekowych zakażenia pneumokokowe częściej przybierają postać ciężkiego zapalenia płuc, posocznicy, zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych. Częstość zakażeń S. pneumoniae jest szczególnie wysoka w ww. grupach wiekowych, u osób z chorobami układu krążenia, płuc, cukrzycą i immunosupresją. U osób dorosłych 68–87% posocznic pneumokokowych jest związane z zapaleniem płuc, natomiast u małych dzieci pierwotna lokalizacja ogniska infekcji pozostaje często nieustalona. S. pneumoniae odpowiada za 25–35% pozaszpitalnych zapaleń płuc wymagających hospitalizacji. Ocenia się, że w Stanach Zjednoczonych zakażenia pneumokokowe odpowiedzialne są za 40 tys. zgonów rocznie. Rosnąca populacja osób narażonych na zakażenia oraz malejąca wrażliwość S. pneumoniae na antybiotyki skłania naukowców do poszukiwania nowych, skuteczniejszych metod zapobiegania infekcjom.

Dostępne obecnie szczepionki antypneumokokowe zawierają 23 antygeny z otoczek polisacharydowych S. pneumoniae (serotypy 1, 2, 3, 4, 5, 6B, 7F, 8, 9N, 10A, 11A, 12F, 14, 15B, 17F, 18C, 19A, 19F, 20, 22F, 23F oraz 33F). 23 typy antygenów, zawarte w szczepionce, stanowią 85–90% serotypów odpowiedzialnych za inwazyjne zakażenia pneumokokowe u dzieci i dorosłych. Polisacharydowe antygeny otoczkowe pneumokoków indukują powstanie swoistych przeciwciał, które nasilają opsoinizację, fagocytozę i ułatwiają zabijanie bakterii przez komórki fagocytujące. Wytwarzanie swoistych przeciwciał przeciwko podanym antygenom rozpoczyna się u około 80% zdrowych osób dorosłych po 2–3 tygodniach od szczepienia. U pacjentów z zaburzeniami układu immunologicznego odpowiedź na antygeny jest niższa lub nie występuje wcale. Szczepionka ta nie jest również skuteczna u dzieci poniżej 2. roku życia. Polisacharydy otoczek bakteryjnych indukują powstawanie przeciwciał głównie poprzez produkcję przeciwciał niezależnych od limfocytów T (pamięć immunologiczna). Zatem wzrost poziomu przeciwciał w odpowiedzi na większość typów otoczek jest niewielki lub nieobecny u dzieci poniżej 2. roku życia, u których układ odpornościowy jest jeszcze niedojrzały. Zależna od wieku odpowiedź immunologiczna jest różna w stosunku do poszczególnych serotypów, a odpowiedź na niektóre antygeny pneumokoków odpowiedzialnych za zakażenia u dzieci (np. 6A i 14) jest niższa w wieku od 2 do 5 lat. Ochronny poziom przeciwciał, u osób zdrowych, może utrzymywać się od 5 do 10 lat po szczepieniu. Mniejszy wzrost miana przeciwciał i szybszy jego spadek obserwowany jest u osób z niedoborami odporności i jest proporcjonalny do stopnia immunosupresji.

Badania nad skutecznością prewencyjną szczepionki antypneumokokowej wykazały ogólną skuteczność w zapobieganiu zakażeniom inwazyjnym spowodowanym serotypami zawartymi w szczepionce wśród osób powyżej 6 roku życia. Szczepionkę tą można podawać równocześnie ze szczepionką przeciwko grypie (osobne wstrzyknięcie w drugie ramię), co nie powoduje zwiększenia częstości występowania działań niepożądanych ani nie zmniejsza wytwarzania przeciwciał przeciwko żadnej z tych chorób. Stosowanie szczepień przeciw S. pneumoniae jest szczególnie zalecane u osób z nawracającymi zakażeniami dróg oddechowych o tej etiologii, a także w następujących grupach ryzyka:

u osób ł65 roku życia,
u pacjentów w wieku od 2 do 64 lat chorujących na choroby przewlekłe (układu krążenia, choroby płuc, cukrzyca, choroby wątroby),
u pacjentów w wieku od 2 do 64 lat z czynnościowym lub anatomicznym brakiem śledziony,
u pacjentów z upośledzoną odpornością (choroby nowotworowe, zakażenie wirusem HIV, po przeszczepie, z przewlekłą niewydolnością nerek).

Jakkolwiek szczepienia pacjentów z upośledzoną odpornością nie są tak skuteczne, jak w przypadku osób z prawidłową czynnością układu immunologicznego, to jednak potencjalne korzyści związane z podaniem szczepionki i bezpieczeństwo jej stosowania uzasadniają jej podanie. Ponowne podanie szczepionki (doszczepianie) jest sprawą kontrowersyjną, gdyż przy kolejnym szczepieniu wzrost poziomu przeciwciał jest znacznie niższy niż po pierwszym szczepieniu. Generalnie, nie zaleca się doszczepiania osób z prawidłową odpornością, natomiast zalecane jest ponowne podanie szczepionki osobom szczególnie narażonym na zakażenie pneumokokowe i osobom, u których prawdopodobny jest szybki spadek poziomu przeciwciał, nie wcześniej jednak niż po upływie 5 lat od podania pierwszej dawki.

Istnieje potrzeba stworzenia szczepionki antypneumokokowej, która zapewniałaby uodpornienie na długi okres i byłaby skuteczna u dzieci w wieku poniżej 2 lat. Prowadzone są prace nad stworzeniem skoniugowanej szczepionki polisacharydowo-białkowej. Taki preparat wykazywałby wyższą immunogenność, co potencjalnie mogłoby zwiększyć skuteczność szczepionki, zwłaszcza u najmłodszych dzieci. Wykazano, iż stosowanie szczepionki nie wpłynęło na zmniejszenie częstości występowania nosicielstwa

S. pneumoniae, które jest szczególnie wysokie u dzieci w wieku przedszkolnym. Niemniej jednak, wstępne dane wykazują, iż szczepionka skoniugowana może zmniejszyć częstość nosicielstwa serotypów pneumokokowych zawartych w szczepionce. Zredukowanie nosicielstwa S. pneumoniae mogłoby potencjalnie wzmocnić całkowity efekt stosowania szczepionki, zmniejszając przenoszenie się bakterii w populacji i w konsekwencji doprowadziłoby do obniżenia częstości zachorowań.

Szczepionką skoniugowaną białkowo-polisacharydową jest szczepionka przeciwko Haemophilus influenzae typ B. Drobnoustrój ten jest jedną z najczęstszych przyczyn zakażeń bakteryjnych u dzieci poniżej 5 lat. Oprócz zakażeń dróg oddechowych odpowiada on również za ropne zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych, zapalenie nagłośni, ropne zapalenie stawów, zapalenie tkanki łącznej, bakteriemie. Haemophilus influenzae występuje w formie otoczkowej lub bezotoczkowej. Zakażenia u dzieci najczęściej są wywoływane przez otoczkowy typ B (Hib). Jest on odpowiedzialny za 95% zakażeń inwazyjnych. Za zjadliwość drobnoustrojów odpowiedzialna jest głównie polisacharydowa otoczka, która chroni je przed fagocytozą. Podobnie jak w przypadku

S. pneumoniae, szczepionka zawierająca wyłącznie polisacharydy otoczki nie mogłaby ochronić najbardziej narażonych pacjentów przed zakażeniem. Wielocukry otoczki nie są rozpoznawane ani przez makrofagi, ani też przez komórki T. U najmłodszych dzieci, u których niedojrzały układ immunologiczny nie zapewnia wytwarzania ochronnego poziomu przeciwciał po kontakcie ze szczepionką polisacharydową, konieczne było zastosowanie silniejszego stymulatora. Stało się to możliwe poprzez skoniugowanie polisacharydu z T – zależnym antygenem białkowym.

W dostępnych obecnie szczepionkach antygen polisacharydowy (PRP) skoniugowany został z następującymi białkami: toksoidem tężca (PRP-T), toksoidem błonicy (PRP-D), z antygenami zewnętrznej błony komórkowej N. meningitidis (PRP-OMP), toksoidem zmutowanego szczepu

C. diphtheriae (CRM 197). Wszystkie dostępne w naszym kraju typy szczepionek są wysoce immunogenne, zarówno u osób dorosłych, jak też u dzieci. Odpowiedź immunologiczna u niemowląt jest słabsza niż u dzieci w drugim roku życia. Doszczepianie stymuluje wytwarzanie znacznie niższego poziomu przeciwciał niż przy pierwszym szczepieniu. Okazało się natomiast, iż podawanie kilku różnych szczepionek skuteczniej stymuluje wytwarzanie przeciwciał.

Skuteczność szczepień przeciwko Hib oceniono bardzo wysoko. W krajach skandynawskich prawie całkowicie wyeliminowano Hib jako przyczynę zapaleń opon mózgowo-rdzeniowych u dzieci, a jego miejsce zajął

S. pneumoniae. Nie obserwowano przy tym wzrostu zakażeń wywoływanych przez szczepy bezotoczkowe. Szczepienia przeciwko Hib są łączone z innymi szczepieniami, obowiązującymi w kalendarzu szczepień. Stosowanie ich zalecane jest u wszystkich dzieci do 6. roku życia. W niektórych krajach zostały włączone do kalendarza szczepień. W Polsce, jak na razie, są to szczepienia zalecane, nieobowiązkowe.

W profilaktyce wirusowych zakażeń układu oddechowego dostępne są na naszym rynku szczepionki przeciwko odrze (szczepienia obowiązkowe), a także przeciwko grypie. Trwają prace nad szczepionką przeciw wirusowi RS i paragrypy.

Grypa jest ostrą chorobą zakaźną o charakterze epidemicznym. Często występujące ciężkie powikłania pogrypowe mogą być przyczyną śmierci. Wirusy grypy cechuje duża zmienność antygenowa, stąd, co roku, opracowywana jest szczepionka oparta na aktualnym składzie antygenowym. Szczepienia przeciwko grypie w kalendarzu szczepień umieszczone są jako zalecane, szczególnie w następujących grupach ryzyka:

u osób przewlekle chorych (astma, cukrzyca, niewydolność układu oddechowego, układu krążenia, nerek),
w stanach obniżonej odporności,
w podeszłym wieku.

Ze względów epidemiologicznych zaleca się szczepienia dzieci uczęszczających do żłobków, przedszkoli, szkół, zakładów wychowawczych, w których panują szczególnie sprzyjające warunki do rozprzestrzeniania się wirusa grypy. Obecnie dostępne są dwa rodzaje szczepionek antygrypowych: żywa – zawierająca atenuowany szczep wirusa i zabita – z pełnych komórek inaktywowanych formaliną lub tzw. podjednostkowa, zawierająca neuraminidazę i hemaglutyninę.

Optymalnymi miesiącami prowadzenia szczepień przeciwko grypie w Polsce są wrzesień, październik i listopad, gdyż występowanie epidemii najczęściej obserwowane jest w grudniu i styczniu. Ochronny poziom przeciwciał pojawia się po 10 dniach od podania szczepionki. U dzieci zalecane jest podanie dwóch dawek (w odstępie miesiąca) w celu uzyskania pełnej odporności. Dostępne na naszym rynku szczepionki charakteryzują się dużą immunogennością i bezpieczeństwem (znikomą odczynowością).

Zakażenia dróg oddechowych są najczęstszą postacią zakażeń pozaszpitalnych i drugą co do częstości (po zakażeniach układu moczowego) postacią zakażeń szpitalnych. Rośnie liczba osób z zaburzeniami odporności i z alergiami, a także oporność drobnoustrojów na antybiotyki. Stąd też zakażenia układu oddechowego stanowią poważny problem epidemiologiczny i kliniczny i wymuszają wprowadzanie intensywnych działań profilaktycznych. Stosowanie szczepień w profilaktyce zakażeń dróg oddechowych jest uzasadnione z klinicznego i ekonomicznego punktu widzenia. O zastosowaniu szczepionki zawsze decyduje lekarz, a podawanie jej powinno się odbywać w przychodni (nie w domu), aby możliwe było natychmiastowe zareagowanie w przypadku wystąpienia uczulenia na jeden ze składników szczepionki.