WIADOMOŚCI LEKARSKIE 2007, LX, 7 8 381 Marek Orkiszewski ZASTOSOWANIE LARW MUCHY LUCILIA SERICATA W LECZENIU TRUDNO GOJĄCYCH SIĘ RAN Z Zakładu Medycyny Zapobiegawczej i Zdrowia Środowiskowego Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu Korzystny wpływ larw stosowanych w zakażeniach ran znano od wieków, jednak dopiero w okresie wojny domowej w Ameryce doceniono ich znaczenie lecznicze dzięki lekarzowi, Zachariasowi, który jako pierwszy wprowadzał larwy do ran w celu ich oczyszczenia. W latach 30. ubiegłego wieku inny lekarz, Baer, z powodzeniem zastosował larwy w leczeniu zapalenia kości u czworga dzieci. Po wprowadzeniu sulfonamidów oraz przemysłowej produkcji penicyliny leczenie larwami ograniczone zostało w latach 40. do ran niepoddających się rutynowemu leczeniu. W latach 80. ubiegłego wieku po ulepszeniu metod sterylizacji jaj larw oraz po obniżeniu się skuteczności klinicznej antybiotyków w leczeniu ran powrócono do tej metody. Dzisiaj terapia larwami stała się w mniejszym stopniu terapią ostatniej nadziei, stosowana jest jako leczenie z wyboru w owrzodzeniach goleni, ropniach skóry, ranach odleżynowych oraz w zakażeniach ran pourazowych. Jej korzystny wpływ stwierdzono także w leczeniu stopy cukrzycowej oraz w niszczeniu tkanki nowotworowej. Łatwość zastosowania, bezpieczeństwo, prawie brak objawów ubocznych i niezwykła często skuteczność w oczyszczaniu ran czynią terapię larwami metodą pierwszego wyboru zarówno w leczeniu szpitalnym, jak i ambulatoryjnym. Doświadczenie kliniczne wskazuje ponadto, że leczenie larwami może znacząco obniżyć koszty leczenia przez skrócenie okresu hospitalizacji i zmniejszenie zużycia antybiotyków. [Wiad Lek 2007; 60(7 8): 381 385] Słowa kluczowe: larwy much, gojenie ran, myasis, Lucilia sericata. Korzystny wpływ żerujących w zakażonej ranie larw muchy Lucilia sericata obserwowano już w starożytności, jednak dopiero w 1928 r. amerykański ortopeda William Baer z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa z dobrym wynikiem zastosował zasadę pasożytnictwa fakultatywnego (myasis) w leczeniu zapalenia kości u czworga dzieci [1]. Kolejne próby stosowania tej metody zakończyły się niepowodzeniem z powodu zakażenia ran zarazkami tężca. Dopiero po wprowadzeniu sterylizacji larw i jaj, zapoczątkowana przez firmę Lederle przemysłowa hodowla larw umożliwiła ich zastosowanie na szeroką skalę [2]. Wśród 5750 leczonych w latach 30. ubiegłego wieku pacjentów nie obserwowano poważnych objawów ubocznych, a zadowalające wyniki uzyskano u 91,2% [3]. Pojawienie się w latach 40. ubiegłego wieku sulfonamidów i zapoczątkowanie produkcji penicyliny na skalę przemysłową wyparło larwy z lecznictwa, z wyjątkiem sytuacji skrajnych: zapalenia wyrostka sutkowatego lub rozległego zakażenia okolicy krocza [4,5]. Obserwowany obecny powrót do leczenia larwami wynika z nieskuteczności dotychczasowych metod oraz ze zmniejszającej się gwałtownie wrażliwości szczepów drobnoustrojów na antybiotyki. Największy wkład przypisuje się Shermanowi i wsp. [6], których badania w latach 80. spowodowały powrót do tej metody, ze wskazaniem na leczenie przewlekłych ran u najuboższych. Od 1996 r. w ciągu kilku następnych lat na terenie Wielkiej Brytanii w 1300 ośrodkach medycznych zużyto 40 000 opakowań larw [7]. Obecnie larwy much wykorzystuje się w lecznictwie otwartym i szpitalach zarówno w USA, jak i krajach europejskich. Korzystny wpływ larw polega na oczyszczeniu rany z martwej tkanki oraz usunięciu zarazków. Potwierdzone zostało niedawno również ich wspomagające działanie w rozwoju ziarniny, na co już wcześniej wskazywały obserwacje kliniczne. Larwy nie posiadając zębów trawią pozaustrojowo martwe tkanki i drobnoustroje, a następnie połykają je. Para wydłużonych szczęk-haczyków służy do poruszania się oraz kotwiczenia w ranie. Enzymy wydzielane przez larwę należą do grupy kolagenaz i enzymów działających jak trypsyna i chymotrypsyna [7,8,9,10,11,12,13,14]. Już wcześniej wskazywano na możliwość istnienia tolerancji własnej larw na bakterie w środowisku martwej tkanki, umożliwiającej ich przeżycie. Może ona wynikać z właściwości trawiennych larw w stosunku do drobnoustrojów. Robinson i wsp. [15,16] wykazali obecność licznych drobnoustrojów w początkowym odcinku przewodu pokarmowego larw, zanikającą w odcinkach końcowych. Najwyraźniejszy spadek ich liczby stwierdzono w tylnym odcinku przewodu pokarmowego larwy, tam gdzie aktywność enzymów proteolitycznych jest największa [15,16]. Po zastosowaniu larw odczyn w ranie zmienia się w kierunku zasadowym możliwe, że powstający amoniak i dwuwęglan amonu przyczyniają się do śmierci bakterii wspomagając ziarninowanie [17,18]. Nie wydaje się jednak, aby sam wzrost ph w ranie powodował zahamowanie wzrostu liczby bakterii, która podobnie jak w przypadku gronkowca złocistego wzrasta nawet przy ph 9. Badania Stewarta [19] wskazują na możliwości oddziaływania bakteriobójczego wapnia i węglanu wapnia produkowanego przez larwy.
382 M. Orkiszewski Wydzielina larw okazała się skuteczna wobec szczepów gronkowca złocistego, paciorkowca A i B, oraz pseudomonas i szczepów gronkowca opornego na metycylinę. Nie wykazano natomiast jej aktywności bakteriobójczej wobec szczepów Escherichia coli, Enterococcus ani Proteus, choć w samej ranie stwierdzono zahamowanie wzrostu niektórych z nich [20]. Zahamowanie wzrostu szczepów metycylinoopornych i pseudomonas wskazuje raczej na ich usuwanie w procesie trawienia w przewodzie pokarmowym larwy, wobec jak wykazano mniejszej skuteczności wydzieliny pozaustrojowej. Mechanizm wspomagania przez larwy procesu gojenia ran nie jest znany. Efekt ten przypisywano obecnej w wydzielinie larw alantoinie oraz mocznikowi, wskazując na dobre wyniki gojenia ran dzięki stosowaniu tych związków [21]. Prute [22] osiągnęła wspomaganie gojenia dzięki wywołanej przez larwy stymulacji fibroblastów, większej od uzyskiwanej dzięki nabłonkowemu czynnikowi wzrostu (epithelial growth factor EGF). Stosowane w przebiegu leczenia trudno gojących się ran leki i środki modyfikują aktywność larw w ranie: antybiotyki w dawkach terapeutycznych nie odnoszą skutku, natomiast stosowane dla wspomagania proteolitycznego oczyszczania ran hydrożele zmniejszają wzrost larw oraz ich przeżywalność [23,24]. Efekt ten przypisywano w części obecności glikolu propylowego, dodawanego do większości żeli dla zachowania ich wilgotności i sterylności. Aktywność larw ulega zmniejszeniu przez zwiększoną wilgotność (ilość wody w ranie), wskutek rozcieńczenia, co tłumaczy ograniczoną aktywność larw w obfitujących w wydzieliny ranach. Obserwowane obecnie zainteresowanie leczeniem larwami wynika z obserwacji ich znacznej skuteczności, postępującego spadku efektywności antybiotyków, a także uzyskiwaniu larw o minimalnym zanieczyszczeniu innymi drobnoustrojami. W 1996 r. powstało Międzynarodowe Towarzystwo Bioterapii, prowadzące badania nad rolą żywych organizmów w procesie gojenia. Istnieją podstawy, aby sądzić, że brytyjskie siły specjalne przechodzą specjalne szkolenie w zakresie leczenia larwami w warunkach pola walki. Wskazania do leczenia larwami obejmują różne rodzaje zakażonej lub martwiczej rany, takie jak owrzodzenia kończyn dolnych, rany odleżynowe, zakażone rany pooperacyjne oraz rany martwicze w przebiegu cukrzycy lub nowotworów. Obserwowano oczyszczenie ran odleżynowych w ciągu 1,5 tygodnia, w porównaniu z trwającym 4 tygodnie leczeniem tradycyjnym. Powiększające się tygodniowo o 21,8% przed terapią larwami rany odleżynowe, zmniejszały się o 20% po tygodniu od ich zastosowania [6]. W przeszłości nie polecano larw w leczeniu ran sąsiadujących z ważnymi strukturami organizmu, takimi jak np. duże naczynia. Dotychczasowe doświadczenia pozwalają na stopniowe zwiększanie zakresu tych zastosowań: opisano przypadek skutecznego zagojenia rozległej, ropiejącej rany szyi po laryngektomii wykonanej z powodu nowotworu. Larwy stosowane jako metoda ratująca życie stają się obecnie sposobem z wyboru w leczeniu martwiczych ran pourazowych. Doświadczenia własne w leczeniu rozległej rany powstałej wskutek amputacji urazowej kończyny dolnej i części miednicy u 11-letniego chłopca oraz podobnego urazu u 38-letniej osoby wskazują na skuteczność stosowania larw w usuwaniu martwicy w ranach jako metody z wyboru [25]. Użycie larw w leczeniu owrzodzeń nowotworowych umożliwia usuwanie martwej tkanki i związanego z nią przykrego zapachu. Czy i w jakim stopniu obecność larw wpływa na rozwój tkanki nowotworowej, jest natomiast obecnie przedmiotem obserwacji i badań [26]. Przeprowadzone w randomizowanym badaniu 12 pacjentów porównanie kosztów leczenia w przypadku owrzodzeń żylakowych za pomocą larw i żelu wskazuje na znaczne oszczędności oraz skuteczność stosowania larw: u wszystkich chorych rany oczyszczone zostały za pomocą larw w ciągu 3 dni, po zastosowaniu żelu zaś zaledwie u 2 pacjentów rany uległy oczyszczeniu dopiero po upływie miesiąca. Wprowadzenie larw ograniczyło liczbę wizyt, hospitalizacji, a także ilość zużytego materiału opatrunkowego. Oceniając koszt leczenia według kosztów materiałów potrzebnych w procesie całkowitego oczyszczenia rany, Wayman i wsp. [27] wykazali, że leczenie larwami jest prawie 5- -krotnie tańsze niż stosowanie żelu. Korzyści wynikające z zastosowania tej metody są znaczące [28]. W przypadku pacjenta dotyczą one szybkiego oczyszczenia rany, usunięcia zakażenia, skrócenia czasu gojenia, a często także uniknięcia amputacji; w odniesieniu do jakości życia wskazuje się na zmniejszenie bólu związanego z raną, eliminację nieprzyjemnego zapachu, ograniczenie liczby wizyt u lekarza oraz przypadków wymagających hospitalizacji; korzyści dla systemu służby zdrowia to znaczące oszczędności w kosztach leczenia, zmniejszone obłożenie łóżek szpitalnych przez zakażonych pacjentów oraz spadek zużycia antybiotyków. Decyzja o zastosowaniu leczenia larwami wymaga wstępnej oceny rozległości rany oraz ilości tkanki martwej. Wcześniej uważano, że z uwagi na możliwość wstecznego wchłaniania związków amoniaku wartością bezpieczną jest maksymalnie 10 larw/cm 2 [29]. Jak dotąd nie potwierdzono tych obaw i maksymalne zagęszczenie larw nie ma znaczenia w kontekście bezpieczeństwa pacjenta, podkreśla się jednak, że larwy jako zwierzęta stadne wykazują wzmożoną aktywność w warunkach konkurencji. W celu ułatwienia obliczeń opracowano podręczny kalkulator do oceny niezbędnej w leczeniu liczby larw, biorąc pod uwagę rozległość rany oraz rozmiary tkanki martwej. Na ogół stosuje się 1 5 opako-
Gojenie ran wań larw po 300 sztuk. Poza koniecznością przerwania stosowanych ewentualnie żeli proteolitycznych kilka dni przed włączeniem leczenia larwami, zasadniczo rana nie wymaga wcześniejszego przygotowania. Poleca się przemywanie jej mydłem i solą fizjologiczną w celu usunięcia pozostałych po stosowanych dotąd środkach elementów. Larwy dostarczane są w ampułkach po 100 300 sztuk. Wypłukuje się je niewielką ilością soli fizjologicznej na gazik, który przykłada się do rany pokrywanej nylonową siatką, przyklejaną do odpowiednio wyciętego opatrunku hydrokoloidowego, uniemożliwiającą wydostawanie się larw na zewnątrz. Następnie nakłada się pojedynczy opatrunek gazowy wilgotny, przykrywany opatrunkiem suchym. Opatrunki gazowe pokrywające siatkę zmienia się zależnie od nasiąkania wydzieliną jednorazowo lub kilkakrotnie w ciągu dnia (ryc. 1). Znacznie łatwiejsze jest położenie na ranie woreczków zawierających larwy. Ucieczka larw z rany 383 jest wówczas niemożliwa, a kontrola postępu gojenia łatwiejsza. Woreczki zawierające larwy i drobne ścinki a b Ryc. 1. Larwy położono luźno na ranę. Widoczna siatka nylonowa zabezpieczająca przed wyjściem larw poza opatrunek. Okolica rany zabezpieczona opatrunkiem hydrokoloidowym, służącym do uszczelnienia siatki. Ryc. 2. Woreczek z larwami na ranie (około 300 sztuk). Pokrywa się go wilgotnym (0,9% NaCl) opatrunkiem i pojedynczym opatrunkiem gazowym suchym. Ryc. 3. Stopa cukrzycowa. Rana z bardzo głęboką martwicą przed leczeniem (a) i po 4 tygodniach 5 opatrunkach z larwami (b). Chory poprzednio zakwalifikowany do amputacji.
384 M. Orkiszewski gąbki ułatwiają wchłanianie wydzieliny. Opakowania zawierają 50 600 sztuk larw. Sądząc z zaobserwowanej tu zwiększonej ruchliwości oraz przeżywalności larw, kawałki gąbki mogą oddziaływać na zasadzie fałszywego konkurenta w walce o pożywienie. Woreczki dobrane zależnie od wielkości rany i ilości tkanki martwej układa się na powierzchni rany (ryc. 2), przykrywając ją następnie zwykłym opatrunkiem gazowym, którego spodnią, najbliższą ranie warstwę zwilża się solą fizjologiczną. Brzegi rany pokrywa się osłonowo pastą cynkową. Opatrunek zmienia się w ciągu dnia w zależności od jego przesiąkania wydzieliną z rany. Można wówczas zmienić położenie woreczka z larwami stosownie do umiejscowienia martwicy. Opatrunek pozostawia się na ranie przez 4 doby (ryc. 3a, b), po ich upływie larwy osiągają rozmiar 2 8 mm, co stanowi dowód ich aktywności. W ranach z większą ilością tkanki martwej do pełnego oczyszczenia wymagane jest powtórne bądź 3-krotne zastosowanie larw. W rozległych ranach (np. w stopie cukrzycowej) do pełnego oczyszczenia rany konieczna jest 5- lub 6-krotna zmiana opatrunku (ryc. 3a, b). Wymazy pobrane z rany po leczeniu nie wykazują zwykle obecności drobnoustrojów. W dalszym cyklu rozwojowym larwy przekształcają się w czerwie, z których po około 10 dniach rozwija się dorosła postać muchy. Objawy uboczne po zastosowaniu opatrunku z larwami występują rzadko. Tylko wyjątkowo obserwuje się nasilenie bólu u osób z chorobą niedokrwienną kończyn. Wydaje się, że wynika on z alkalicznego środowiska w ranie, powstałego wskutek aktywności larw, gdyż po ich usunięciu uczucie bólu ustępuje. Ustąpienie bólu w trakcie leczenia obserwuje się zresztą częściej niż jego nasilenie. Teoretycznie możliwe jest dodatkowe zakażenie rany spowodowane obecnością larw, sterylizacja na etapie jaj pozwala jednak uzyskać larwy o znikomej wirulencji. W tym też kierunku zmierzają prowadzone obecnie badania nad uzyskiwaniem w pełni jałowej hodowli pozbawionej białek obcogatunkowych. W wyjątkowych przypadkach obserwowano także podwyższoną temperaturę, której przyczyny nie ustalono; być może działanie produktów trawienia bakterii w przewodzie pokarmowym larw ma charakter pirogenny. U około 1% pacjentów obserwowano krwawienie w postaci sączenia, nie było ono jednak nasilone i ustępowało po zastosowaniu ucisku. Sytuacja prawna leczenia larwami w krajach Unii Europejskiej została uregulowana w 2004 r., kiedy larwy uznano za nielicencjonowany produkt medyczny. Warunki wytwarzania/hodowli larw muszą jednak spełniać wszelkie wymagania nadzoru farmaceutycznego. W 2003 r. leczenie larwami zostało dopuszczone przez Food and Drug Administration; w Niemczech i Szwecji larwy hoduje się w laboratoriach przyszpitalnych i są one dostępne w sprzedaży internetowej. W 2001 r. w Wielkiej Brytanii opracowanie metody hodowli larw do celów leczniczych zyskało nagrodę jako tzw. Millenium Product w zakresie przedsiębiorczości i otrzymało prestiżową nagrodę Królowej. Piśmiennictwo [1] Baer WS. The treatment of chronic osteomyelitis with the maggot (larva of the blow fly). J Bone Joint Surg 1931; 13: 438 475. [2] Puckner WA. New and nonofficial remedies, surgical maggots-lederle. JAMA 1932; 98: 401. [3] Robinson W. Progress of maggot therapy in the United States and Canada in the treatment of suppurative diseases. Am J Surg 1935; 29: 67 71. [4] Horn KL, Cobb AH, Gates GA. Maggot therapy for subacute mastoiditis. Arch Otolaryngol 1976; 102: 377 379. [5] Teich S, Myers RA. Maggot therapy for severe skin infections. South Med J 1986; 79: 1153 1155. [6] Sherman RA, Wyle F, Vuple M, Levsen L, Castillo L. The utility of maggot therapy for treating pressure sores. J Am Paraplegia Soc 1993; 16: 269 270. [7] Thomas S, Jones M, Shutler S, Jones S. Using larvae in modern wound management. J Wound Care 1996; 5: 60 69. [8] Hobson RP. On an enzyme from blow-fly larvae (Lucilia sericata) which digests collagen in alkaline solution. Biochem J 1931; 25: 1458 1460. [9] Hobson RP. Studies on the nutrition of blowfly larvae. I. Structure and function of the alimentary tract. J Exp Biol 1931; 8: 109 123. [10] Ziffren SE, Heist HE, May SC, Womack NA. The secretion of collagenase by maggots and its implication. Ann Surg 1953; 138: 932 934. [11] Fraser A, Ring RA, Stewart RK. Intestinal proteinases in an insect, Calliphora vomitoria L. Nature 1961; 192: 999 1000. [12] Pendola S, Greenberg B. Substrate-specific analysis of proteolytic enzymes in the larval midgut of Calliphora vicina. Ann Entomoll Soc Am 1975; 68: 341 345. [13] Vistnes L. M, Lee R, Ksander GA. Proteolytic activity of blowfly larvae secretions in experimental burns. Surgery 1981; 90: 835 841. [14] Casu RE, Pearson RD, Jarmey JM, Cadogan LC, Riding GA, Tellam R. Excretory/secretory chymotrypsin from Lucilia cuprina: purification, enzymatic specificity and amino acid sequence deduced from mrna. Insect Mol Biol 1994; 3: 201 211. [15] Robinson W, Norwood VH. Destruction of pyogenic bacteria in the alimentary tract of surgical maggots implanted in infected wounds. J Lab Clin Med 1934; 7: 581 586. [16] Robinson W, Norwood VH. The role of surgical maggots in the disinfection of osteomyelitis and other infected wounds. J Bone Joint Surg 1933; 15: 409 416. [17] Robinson W, Baker FL. The enzyme urease and occurrence of ammonia in maggot infected wounds. J Parasitol 1939; 25: 149 155. [18] Robinson W. Ammonium bicarbonate secreted by surgical maggots stimulates healing in purulent wounds. Am J Surg 1940; 47: 111 115. [19] Stewart MA. The role of Lucilia sericata Meig. larvae in osteomyelitis wounds. Ann Tropical Med Parasitol 1934; 28: 445 460. [20] Thomas S, Andrews AM, Hay NP, Bourgoise S. The anti-microbial activity of maggot secretions: results of a preliminary study. J Tissue Viability 1999; 9: 127 132. [21] The healing properties of allantoin and urea discovered through the use of maggots in human wounds. Ann Rep Smithsonian institution, Washington, DC, US Government Printing Office, 1938. [22] Prete P. Growth effects of Phaenicia sericata larval extracts on fibroblasts: mechanism for wound healing by maggot therapy. Life Sci 1997; 60: 505 510. [23] Sherman RA, Wyle FA, Thrupp L. Effects of seven antibiotics on the growth and development of Phaenicia sericata (Diptera: Calliphoridae) larvae. J Med Entomol 1995; 32: 646 649. [24] Thomas S, Andrews AM. The effect of hydrogel dressings on maggot development. J Wound Care 1999; 8: 75 77. [25] Orkiszewski M, Madej J, Kilian T. The use of maggot therapy as an adjunct to surgical debridement: a paediatric case report. World Wide Wounds March, 2006. [26] Weil GC, Simon RJ, Sweadner WR. A biological, bacteriological and clinical study of larval or maggot therapy in the treatment of acute and chronic pyogenic infections. Am J Surg 1933; 19: 36 48. [27] Wayman J, Nirojogi V, Walker A, Sowinski A, Walker MA. The cost effectiveness of larval therapy in venous ulcers. J Tissue Viability 2000; 10: 91 94. [28] Thomas S. The use of larve. www.zoobiotic.org/intro-to-maggot [29] Robinson W. Suggestions to facilitate the use of surgical maggots in suppurative infections. Am J Surg 1934; 25: 525 527. Adres autora: Marek Orkiszewski, Zakład Medycyny Zapobiegawczej i Zdrowia Środowiskowego CM UMK, ul. Sandomierska 16, 85-830 Bydgoszcz, e-mail: marek.orkiszewski@gmail.com
Gojenie ran M. Orkiszewski MAGGOTS OF LUCILIA SERICATA IN TREATMENT OF INTRACTABLE WOUNDS Summary 385 Although beneficial effects of wound infestation with maggots had been known for many centuries, it was not until dr Zacharias recognized medical importance of maggots during the American Civil War. He intentionally introduced maggots into the wound for its debridement. Baer successfully used maggots in treatment of osteomyelitis in 4 children in the 1930. After many successes in the 1930 maggots therapy had become limited to intractable wounds after introducing sulphonamides and mass-production of Flemming s penicillin. Present use of maggots came in the 1980 when better methods of sterilization both eggs and maggot were developed and clinical efficiency of antibiotics used for wound treatment decreased dramatically. Today maggots, therapy became less treatment of last resort but of first choice in leg ulcers, carbuncules, pressure ulcers and infected traumatic wounds. Its beneficial effect was noted in diabetic foot and in destroying malignant tissue as well. Easiness in application, safety, near no side effects and often exceptional efficiency in wound debridement makes maggots therapy the first line therapeutic tool in both hospital and out-patient surgery. Clinical experience has demonstrated that maggot therapy may reduce costs of treatment considerably by shortening hospital stay and decrease usage of antibiotics. Key words: maggots, wound healing, myasis, Lucilia sericata.