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. 2020 Dec 16;56(3):299–306. doi: 10.1055/s-0040-1719086

Shoulder Injury after Vaccination: A Systematic Review

Paul J Cagle Jr 1,
PMCID: PMC8249056  PMID: 34239193

Abstract

Adverse reactions to vaccine injections are usually mild and incredibly rare in nature, but multiple cases of shoulder events including bursitis, generalized pain or decreased range of motion have been reported following routine vaccine administrations. These events are known as Shoulder Injury Related to Vaccine Administration or SIRVA.

A systematic review of literature was performed to identify all published accounts of SIRVA. Twenty-seven papers reporting one or more accounts of SIRVA were identified. The most common vaccination involved was the Influenza vaccine. The most common symptoms were pain that began in 48 hours or less and loss of shoulder range of motion. The most common treatment modalities were physical therapy, corticosteroid injections and anti-inflammatory medication; but in some patients, surgery was required. Regardless of intervention, the vast majority of outcomes demonstrated improved pain and functional except in the occasions of nerve injury.

The etiology of SIRVA injuries has multiple possibilities including needle length, mechanical injury from needle overpenetration and the possibility of an immune inflammatory response from the vaccine components, but a unique definitive test or quantifiably result does not yet exist.

Keywords: bursitis; impingement, shoulder; shoulder pain; influenza vaccines

Introduction

Shoulder pain is a common finding in the primary care setting, and the prevalence in United States has been reported from 6.7% to 26%. 1 2 After the establishment of the Vaccine Adverse Event Reporting System in 1990, accounts of prolonged shoulder symptoms after vaccinations have been documented. 3 4 The Injection-Related Work Group of the U.S. Department of Health and Human Services Health Resources and Services Administration Centers for Disease Control published the 2011 Institute of Medicine Report, which generated “Proposals for Updates to the Vaccine Injury Table.” This report suggests Shoulder Injury Related to Vaccination Administration (SIRVA) applies when the vaccine recipient had a shoulder without prior pain or dysfunction, and subsequently within 48 hours of vaccination had shoulder pain with limited range of motion. 5

SIRVA represents a complex series of reported injuries, onset of symptoms, treatments and outcomes, and SIRVA was added to the Vaccine Injury Compensation Table published by the Health Resources and Services Administration. 6 The structures reportedly involved have included the rotator cuff, labrum, capsule, bursa, deltoid muscle, and this included diagnoses of bursitis, rotator cuff tears, adhesive capsulitis, chondral injury, nerve injury and infection. 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 The most common mechanism proposed is overpenetration of the deltoid muscle leading to injury either from a mechanical injury and/or from an immune response to the vaccine and/or adjuvants, and these events have frequently been correlated with an incorrect injection technique. 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Thus, the primary outcome of this review was to identify unique features of SIRVA and the clinical results. The secondary outcome was to evaluated the etiology of the proposed injury mechanism with regard to the most commonly suggested reasons for a SIRVA (needle length, vaccination technique and autoimmune response). 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 We hypothesize that unique diagnostic findings will be identified and generalizable clinical results will be demonstrated, and we further hypothesize that a critical analysis of the factors associated with the proposed mechanism will provide guidance for avoiding additional shoulder injuries.

Methods

A systematic review of PubMed and Ovid MEDLINE was performed on February 1, 2020. The search terms “shoulder” and “vaccination” in were utilized in combination. Search results were completed according to the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses guidelines 34 (PRISMA), and a PRISMA checklist was employed for analysis of the search results. In addition, a search of all citations present in the articles was performed. Level I to V studies published in English were considered under the inclusion criteria, 35 and any clinical outcomes including but not limited to pain, reduced range of motion, infection, tendon injury and chondral injury diagnoses. Exclusion criteria included biomechanical studies, non-human related publications, non-English publications, review articles without new cases reported or tumor events following vaccination. 36

Results

Seventy-five unique studies were identified ( Fig. 1 ). After selecting for studies that included shoulder vaccination in humans, forty-four remained. Excluding papers that were not written in English left thirty-nine. Selecting out cadaveric, biomechanical, incomplete, or studies without clinical data excluded an additional twelve publications. The remaining twenty-seven studies were closely examined and reviewed.

Fig. 1.

Fig. 1

Demonstration of Systematic Review Progression.

A total of 56 reported accounts of shoulder pain, injury or infection were identified following a reported vaccination event. Data demonstrating vaccination type, time to onset of symptoms, time to presentation, and age are demonstrated in Table 1 . The age range was 21 months to 90 years old. The most common type of vaccination reported was Influenza representing 61% of the cases (34/56). The second most common vaccination reported was the Pneumococcal Polyvalent Vaccination (PPV) representing 14% (8/56). The exact onset of symptoms was not reported in five cases, but 3 of those cases presented within two weeks of vaccination. In the remaining 51 accounts, the onset of pain was reported to have occurred in two days (48 hours) or less in 84% of the cases (43/51). Time to clinical presentation was not reported in 38% (21/56) of cases. In papers including clinical presentation time, time at clinical presentation was three weeks or less for 63% (22/35). Clinical findings, treatments and reported outcomes are demonstrated in Table 2 . Clinical treatment methods were reported in all but two accounts. The two most common treatment modalities were physical therapy 41% (22/54) and CSI 33% (18/54). 12 cases (22%) were treated with surgery. Follow up clinical results were not available in 12 accounts (21%). In accounts reporting clinical outcomes, 30% (13/44) were reported to have persistent symptoms beyond the follow up period. Nine of the 12 were part of one case series in which the presentation time for treatment was not reported. 7 The remaining 70% (31/44) of reports were noted to have improved functions and/or symptoms.

Table 1. Reports of Vaccination Related Shoulder Injuries.

AUTHOR Onset Time Presentation Time N Vaccination Age
Barnes et al. < 24 hours 3 weeks 1 Influenza 22
Shaikh et al. < 1 week 1 month 1 Influenza 46
Messerschmitt et al. < 24 hours 3 weeks 1 Influenza 46
Floyd et al. < 24 hours 3 days 1 PPV 59
Kuether et al. < 24 hours 4 weeks 1 Influenza 48
Terreri et al. Unknown 1 week 1 BCG 21 months
Bodor et al. 2 days 5 months
2 months
2 PPV and Influenza 71 and 89
Cross et al. < 24 hours 3 days 2 PPV and dTpa 82 and 23
Saleh et al. < 24 hours 6 weeks
3 months
2 years
3 PPV and 2 Influenza 67, 30, 69
Hexter et al. < 24 hours Immediate 1 Influenza 50
Salmon et al. < 24 hours 2 days 1 Revaxis® 26
Okur et al. < 24 hours: 1/4
Unknown: 3/4
1-2 week: 3/4
2 months: 1/4
4 All Influenza 66, 59, 39, 36
Cook et al. < 24 hours 3 days 1 Influenza 76
Arias et al. < 24 hours: 3/8
< 1 week: 3/8
1-2 months: 2/8
Unknown 8 6/8 Influenza
1/8 PPV
1/8 Diptheria, Tetanus toxoid
22–89
Anasoff et al. < 24 hours: 12/13
4 days: 1/13
Unknown 13 8 Influenza, 2 Td, 2 Tdap, 1 HPV 22–83
Degreef I and Debeer P < 24 hours: 2/3
< 1 week: 1/3
2 months 2/3
6 months 1/3
3 Hep A, Influenza, Tetatus 36, 54, 73
McColgan BP and Borschke FA < 24 hours < 24 hours 1 PPV 73
Bathia NA and Stitik T < 24 hours 3 weeks 1 Influenza 34
Shafer B and Burroughs K < 24 hours 3 weeks 1 Influenza 25
Uchida et al. < 24 hours 3 weeks 1 HPV 45
DeRogatis et al. < 24 hours 1 week 1 PPV 90
Jotwani et al. < 24 hours 2 weeks 1 Influenza 61
Imran et al. < 24 hours Unknown 1 Influenza 73
Meirelles et al. < 24 hours 1 day 1 Influenza, Diphtheria, Tetanus 67
Erickson et al. Unknown 2 weeks 1 Influenza 51
Shahbaz et al. < 24 hours 1 hour 1 Influenza 34
Macomb et al. < 24 hours < 24 hours
4 days
2 PPV, Zoster 69, 84

Pneumococcal Polyvalent Vaccination (PPV); Bacillus Calmette-Guerin (BCG); Diphtheria, Tetanus, and Pertussis ( dTpa); Diphtheria, Tetanus and Poliomyelitis (Revaxis®).

Human Papillomavirus (HPV); Tetanus, Diphtheria and Pertussis (Tdap).

Table 2. Clinical Findings, Treatments, and Outcomes.

AUTHOR Findings Treatment Outcome
Barnes et al. Shoulder pain, loss of ROM PT Improvement in pain at 11 weeks
Resolution of symptoms 16 months
Shaikh et al. EMG – axonal denervation of deltoid and supraspinatus Oral Prednisolone Resolved pain but persistent “mild” weakness 8 months
Messerschmitt et al. Shoulder Pain, loss of ROM, cartilage lesion Surgery - hemiarthroplasty Resolution of pain and symptoms at 3 years
Floyd et al. Shoulder Pain, loss of ROM Surgery – arthroscopic debridement Resolution of pain and symptoms at 12 weeks
Kuether et al. Shoulder Pain, osteonecrosis of humeral head PT, Oral NSAIDs Resolution of pain and symptoms at 6 months
Terreri et al. Shoulder Pain, fever, osteitis Antibiotics Improved symptoms at 19 days after antibiotics
Bodor et al. Shoulder Pain, loss of ROM, tendinitis PT and CSI Resolution of pain and symptoms at 5 and 6 months
Cross et al. Shoulder Pain both, infection markers for one patient 1) Surgery – Debridement 2) PT and CSI Resolution of pain and symptoms 1 month after surgery and 3 months after PT and CSI
Saleh et al. All 3 Shoulder Pain and loss of ROM PT 3/3
CSI 2/3
Resolution of pain and symptoms 50 days for one patient, unknown for second, no results for 3 rd patient
Hexter et al. Shoulder Pain Surgical Debridement Resolution of pain and symptoms
Salmon et al. Shoulder Pain and effusion NSAIDs and CSI Resolution of pain and symptoms at 5 months
Okur et al. Shoulder Pain NSAIDs 3/4
No treatment 1/4
Resolution of pain and symptoms at 5 months 33 days, 5.5 months, 2 years and 2.5 years
Cook et al. Shoulder Pain CSI Resolution of pain and symptoms at 1 months
Arias et al. Shoulder Pain Unknown Unknown
Anasoff et al. Shoulder Pain: 13/13
Loss of ROM: 11/13
Weakness: 4/13
NSAIDS: 8/13
CSI: 8/13
PT: 6/13
Surgery: 4/13
Full Recovery 4/13
Residual Symptoms: 9/13
Symptoms for at least 6 months 13/13
Degreef I and Debeer P All 3 Shoulder Pain and loss of ROM CSI: 1/3
PT: 3/3
Resolution of pain and symptoms at 1 month 6 weeks and 3 months
McColgan BP and Borschke FA Shoulder Pain and Swelling c Improvement at 2 weeks postop
Bathia NA and Stitik T Shoulder pain Unknown Unknown
Shafer B and Burroughs K Shoulder Pain and loss of ROM Unknown Unknown
Uchida et al. Shoulder pain Surgery – arthroscopic debridement Resolution of pain and symptoms at 1 year postop
DeRogatis et al. Shoulder pain and infection Surgical Debridement Improvement at 2 weeks postop
Jotwani et al. Shoulder pain CSI Improvement but no time frame noted
Imran et al. Shoulder pain and weakness PT ROM limitations at 6 weeks follow up
Meirelles et al Shoulder pain and weakness PT Significant recovery at 1 year, return of sensation and function at 31 months
Erickson et al Shoulder pain PT and CSI
Surgical Debridement
Resolution of pain and symptoms at 1 year
Shahbaz et al. Shoulder Pain and loss of ROM PT and NSAIDs 8 month improvement with continued pain
Macomb et al. Shoulder Pain and loss of ROM NSAIDs, PT, CSI Resolution of pain and symptoms at 1 month

Abbreviations: ROM, Range of Motion; PT, Physical Therapy; EMG, Electromyography; NSAIDs, Nonsteroidal anti-inflammatory medications; CSI, Corticosteroid Injection.

Discussion

The collection of data regarding vaccine-related shoulder dysfunction is relatively new with only 56 published reports. According to the Vaccine Injury Table, 6 the onset of symptoms needs to occur within 48 hours of the vaccination. This review demonstrated that 84% of the published accounts, with time to onset reported, actually met the 48 hours or less criteria, and this suggests a portion of the published literature would not fall under the Vaccine Injury table description of a SIRVA. In addition, the onset reporting symptoms was variable. Several of the presentations were reported greater than three months from the vaccination event, with the longest reported presentation event occurring 2 years later. 14 16 21 22 29 Multiple studies also referenced pathologies such as rotator cuff tears, and many of the accounts were in people over the age of 60. Several studies have demonstrated MRI findings such as rotator cuff tears may be found in asymptomatic individuals with rates of 50% progression to symptomatic tears in an average of 2.8 years. 7 37 38 39 Thus delays in initial presentation compounded with the potential for other underlying conditions does not allow for trend to be demonstrated, but the majority of studies did conform to the less than 48 hour definition.

The most common physical exam findings were consistent with impingement and loss of range of motion. Despite this, there was not one unique physical examination finding for SIRVA. There was also no clear correlation between a type of vaccine and severity of symptom presentation or duration. There was variability in the time before treatment was initiated. These treatments included physical therapy, corticosteroid injections, anti-inflammatory medications and/or surgical interventions, and patients who began a physician directed treatment pathways within three weeks of pain demonstrated a trend towards good to excellent outcomes. This was with the exception of patients who sustained a nerve injury or patients who ultimately required surgery. In the nerve injury patients, persistent symptoms were noted, and the surgical cases had a more prolonged course. Though many of the cases treated surgically were also noted to make an excellent recovery. Overall this demonstrates that there was not one particular physical exam findings unique to SIRVA patients, but in patients who do not sustain an neurologic injury, near or full recovery is the most common outcome. In addition, patients who begin treatment within three weeks of symptoms onset had overall good reported outcomes.

Imaging analysis with MRI did demonstrate a trend. 8 10 12 13 21 24 26 32 Salmon et al. 8 describes a MRI performed two days after the vaccination demonstrating a glenohumeral effusion, subacromial bursitis, subdeltoid bursitis and subscapular bursitis. A subsequent MRI 5 months later demonstrated regression of the joint effusion and decreased bursitis. Kuether et al. 13 illustrated an initial MRI with minor effusions in the subacromial and subdeltoid bursa. Subsequent MRIs at 4 months and 12 months demonstrated decreasing bursitis. Barnes et al. 10 demonstrated an MRI 8 weeks after a vaccination with an effusion in the subacromial bursa. Uchida et al. 26 also demonstrated an MRI with subacromial bursitis after a vaccination. Atanasoff reviewed 13 cases when MRI findings were available, and 69% of MRIs demonstrated fluid collections in the bursa or rotator cuff tendinitis. Thus, early MRI findings after a SIRVA event correlated with inflammatory changes such as increased fluid, bursitis and tendinitis, but MRIs taken months later may not be an accurate method of assessment.

As a secondary outcome of this review, the mechanism associated with SIRVA was evaluated. This is suggested to involve an overpenetration of the deltoid muscle allowing for a mechanical injury from the needle and/or an immune response from the injected material. One possible cause is utilization of a long needle. The Centers for Disease Control and Prevention guidelines recommend a 1-inch needle for patients in all but two categories. 40 The first is for females over 200 pounds and males over 260 pounds. In those settings, a 1.5 inch needle is recommended. The second exception is for newborns, where 5/8 th inch needle is recommended. 38 Poland et al. 41 evaluated deltoid fat pad thickness with ultrasound and suggested a 1 inch needle for men but stratified the recommendation for women for 5/8ths inch needle for less than 60 kg, a 1 inch needle for 60-90 kg and a 1.5 inch needle for over 90 kg. A similar study was performed by Lippert et al. 42 using 250 imaging series but focused on overpenetration. This study suggested needle overpenetration would have been experienced by 11% of patients with a 5/8 th inch needle, 55% of patients with a 7/8 th inch needle and 61% of patients with a 1 inch needle. They suggested a weight-based scale that could possibly eliminate overpenetration rates with a 10% risk of under penetration. Cook et al. 43 discussed the importance of understanding body mass index (BMI) demonstrating that in all males and females with a BMI less than 35 a 25 mm long needle could be safely utilized, but in females with a BMI greater than 35, a 32 mm needle would be required for adequate penetration. Atanasoffa et al. 7 examined thirteen patients with persistent shoulder pain without a history of shoulder injury and supported the possible correlation of a SIRVA event and needle size. Overall these studies have demonstrated that a one size fits all approach is not appropriate, and this has been supported by other authors analyzes. 44 Thus, it is conceivable that overpenetration is possible with lower weight, lower BMI, longer needles or a combination of needle length and lower body weight/BMI, but an appropriate needle length should significantly decrease the risk of overpenetration.

Vaccination technique is also commonly discussed with many of SIRVA cases reporting the vaccination was placed “Too High” (less than 3 cm from the lateral edge of the acromion). 7 8 12 14 15 19 20 26 One account attempted to measure the bursa of two patients demonstrating it to extend 3.5 cm from the acromion in a female patient and 4 cm in a male patient. 14 Beals et al. 45 examined the bursa of 17 cadaveric shoulders. They noted the average distance from the anterolateral corner of the acromion to the posterior bursal curtain was 2.8 cm and that the bursa margins were always 2 cm or more from the from the anterolateral corner of the bursal acromial surface. Avoidance of the bursa can potentially be obtained by a more distal placement of the injection. The national injection technique recommendations suggest the injection should be placed 2-3 finger breadths (2 inches) below the acromion and recommends “to avoid causing an injury, do not inject too high (near the acromion process) or too low”, 46 but increasingly distal placement increases risk to the axillary nerve. Meirelles et al. 30 in fact illustrated a case of a 67 year old male who underwent a vaccination and experienced immediate pain and dysfunction. A nerve conduction study revealed axillary nerve compromise and return of function was not until 31 months. Imran et al. 29 described a case of a 73 year old male with acute pain following a vaccination. Physical examination and manual muscle testing demonstrated poor deltoid function, and the authors suggested a direct injury to the axillary nerve as the cause. This patient had follow up of 6 weeks demonstrating improvements in shoulder function but continued range of motion deficits. Thus shoulder vaccinations with overpenetration risks injury to the bursa with a superior location and risks injury to the axillary nerve with an inferior location.

Finally, penetration of the vaccination needle past the deltoid muscle also risks injection of the vaccine contents into the shoulder tissues. The capacity for an immune response from the injection material has been proposed by several authors. 7 8 12 13 Dumonde and Glynn 47 demonstrated the capacity to cause an intraarticular reaction using an animal model. 48 49 Jasin 50 also utilized a rabbit model to examine the mechanism of trapping of immune complexes in collagen tissues of joints and found the trapping depended on the presence of antibody in the extra-vascular space and the diffusion of antigen or soluble complexes into this space. Trollmo et al. 51 evaluated peripheral blood of six healthy adults before and 14 days after antigen exposure. They demonstrated the influenza virus antigen induces a strong systemic antibody response, but no significant systemic level difference was detected between subjects injected in the intra-articular space when compared with a subcutaneous injection.

Several accounts of suspected inflammatory reaction have been reported in the literature. Anasoff et al. 7 suggested that an injection into the subacromial space would have the potential to cause a reaction. Salmon et al. 8 report on an event following a vaccination where an MRI demonstrated a bony reaction. Kuether et al. 13 reported on a 48 year old woman who had demonstrated signs of osteonecrosis in the humeral head in MRI scan immediately, at 4 months and at 12 months after a vaccination. They state that a direct causal relationship cannot be confirmed but propose an immune response to the injection as a possible cause of the osteonecrosis. Messerschmitt et al. 12 discussed a 46 year old male with immediate shoulder pain following a vaccination. The patient was ultimately taken for surgery, and the biopsies obtained demonstrated inflammatory cells and granulation tissue.

Although the capacity to cause an immune response has been supported by animal data, a definitive clinical study demonstrating a quantitative link between a vaccine antigen and/or vaccine adjuvant and an immune mediate shoulder inflammation causing prolonged clinical symptomatology is still lacking. This is supported by the statements at the end of several of the SIRVA accounts. Kuether et al. 13 stated multiple times that a causal link could not be drawn. Messerschmitt et al. 12 suggested that they were uncertain if the chondrolytic changes predated the event. Uchida et at. 26 go further and stated that the consequences of improper injection technique are not currently known and the biopsy samples they obtained seven months after the vaccination cannot provide conclusive evidence. Furthermore, the diagnoses, duration and treatment following the cases reported in this review are heterogenous as were the types of vaccines which were reported. Thus, quantitative support for an immune response was not found in reported cases.

Conclusion

Overall this review demonstrated that in patients who do not sustain an neurologic injury, near or full recovery is the most common outcome. No unique physical exam feature was identified, but early MRI utilization may assist by demonstrating an increased fluid signal and bursitis. Because of the heterogenous treatments utilized, treatments such as physical therapy, CSIs, NSAIDs or surgery cannot be recommended cannot be individually recommended. Instead, a recommendation for treating the resulting pathology based on evidence based guidelines for the appropriate diagnoses would be appropriate. As patients who presented for treatment within three weeks of symptoms onset had overall good reported outcomes, a recommendation can be made that all patients who experience shoulder pain for greater than 14 days after a vaccination injection should seek immediate medical evaluation. In regards to needle length, a weight/BMI based scale should be utilized, and vaccination techniques must balance the need to avoid superior locations while minimizing axillary nerve risk. Finally it is still unclear as to whether or not shoulder injury related to vaccine administration “SIRVA” is a unique event. It would seem for SIRVA to remain a descriptive term these events would have to be unique to vaccinations and not simply an event that could happen with any over penetrated injected material. Thus more data is needed to separate out a mechanical injury from an immune response.

Footnotes

Conflito de Interesses O autor declara que não há conflito de interesses.

Referências

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Lesão de ombro após a vacinação: Uma revisão sistemática

Resumo

As reações adversas às injeções de vacina tendem a ser brandas e são incrivelmente raras. No entanto, vários casos de eventos em ombros, como bursite, dor generalizada ou diminuição da amplitude de movimento, foram relatados após vacinações de rotina. Esses eventos são conhecidos como lesões em ombro relacionadas à administração de vacina (SIRVA, do inglês shoulder injury related to vaccine administration ).

Uma revisão sistemática da literatura foi realizada para identificar todos os relatos publicados de SIRVA. Vinte e sete artigos que relataram um ou mais casos de SIRVA foram encontrados. A vacina mais comumente citada foi a vacina contra influenza. Os sintomas mais comuns foram dor com início em até 48 horas e perda da amplitude de movimento do ombro. As modalidades de tratamento mais comuns foram fisioterapia, injeções de corticosteroides e administração de medicamentos anti-inflamatórios; alguns pacientes, porém, precisaram de cirurgia. Independentemente da intervenção, a grande maioria dos casos apresentou melhora da dor e da função, à exceção dos pacientes com lesão nervosa.

A SIRVA tem múltiplas possíveis etiologias, inclusive comprimento da agulha, lesão mecânica por penetração excessiva da agulha e resposta inflamatória aos componentes da vacina; no entanto, ainda não há um exame definitivo ou resultado quantificável.

Palavras-chave: bursite, impacto no ombro, dor em ombro, vacinas contra influenza

Introdução

A dor no ombro é um achado comum no ambiente de atenção primária; sua prevalência nos Estados Unidos é de 6,7% a 26%. 1 2 Após o estabelecimento do Vaccine Adverse Event Reporting System (VAERS; Sistema de Notificação de Eventos Adversos de Vacinas dos Estados Unidos) em 1990, relatos de sintomas prolongados no ombro após vacinações foram documentados. 3 4 O Injection-Related Work Group (Grupo de Trabalho de Eventos Relacionados à Injeção) do Ministério da Saúde e Serviços Humanos e da Health Resources and Services Administration dos Centers for Disease Control dos Estados Unidos publicaram o Institute of Medicine Report de 2011, que gerou o documento Proposals for Updates to the Vaccine Injury Table (Propostas para Atualizações da Tabela de Lesões Vacinais). Este relatório sugere que a lesão em ombro relacionada à administração de vacinas (SIRVA, do inglês shoulder injury related to vaccine administration ) se aplica quando o indivíduo imunizado, previamente sem dor ou disfunção do ombro, apresenta, até 48 horas após a vacinação, dor no ombro com limitação da amplitude de movimento. 5

A SIRVA representa uma série complexa de lesões com início dos sintomas, tratamentos e desfechos relatados; foi adicionada à Vaccine Injury Compensation Table (Tabela de Compensação de Lesões Vacinais) publicada pela Health Resources and Services Administration . 6 As estruturas supostamente acometidas são o manguito rotador, labrum, cápsula, bursa e músculo deltoide, com diagnósticos de bursite, rupturas do manguito rotador, capsulite adesiva, lesão condral, lesão nervosa e infecção. 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 O mecanismo mais comumente proposto é a penetração excessiva do músculo deltoide, que causa uma lesão mecânica e/ou imunemediada em resposta vacina e/ou adjuvantes; esses eventos são frequentemente relacionados a erros na técnica de injeção. 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Assim, o desfecho primário desta revisão foi a identificação de características únicas de SIRVA e os resultados clínicos. O desfecho secundário foi a avaliação do mecanismo proposto de lesão em relação às etiologias mais comumente sugeridas para a SIRVA (comprimento da agulha, técnica de vacinação e resposta autoimune). 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 A hipótese é a identificação de achados diagnósticos únicos e a demonstração de desfechos clínicos passíveis de generalização, além de uma análise crítica dos fatores associados ao mecanismo proposto que dará orientações para evitar novas lesões em ombro.

Métodos

Uma revisão sistemática nos bancos de dados PubMed e Ovid MEDLINE foi realizada em 1 de fevereiro de 2020. Os termos de pesquisa “ombro” e “vacinação” foram utilizados em combinação. Os resultados da pesquisa foram obtidos de acordo com as orientações de Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses 34 (PRISMA) e uma lista de verificação PRISMA foi usada para análise desses resultados. Além disso, todas as citações presentes nos artigos foram verificadas. Estudos de nível I a V, publicados em inglês, foram considerados de acordo com os critérios de inclusão 35 e quaisquer desfechos clínicos, incluindo, mas não se limitando a, diagnósticos de dor, redução da amplitude de movimento, infecção, lesão tendínea e lesão condral. Os critérios de exclusão foram estudos biomecânicos, artigos não relacionados a seres humanos, publicações em idioma que não o inglês, artigos de revisão sem novos casos relatados ou eventos tumorais após a vacinação. 36

Resultados

Setenta e cinco estudos foram identificados ( Fig. 1 ). Após a seleção dos estudos sobre vacinação do ombro em humanos, restaram 44 artigos. Depois da exclusão daqueles não escritos em inglês, ficaram 39. A identificação de estudos cadavéricos, biomecânicos, incompletos ou sem dados clínicos excluiu outras 12 publicações. Os 27 artigos restantes foram analisados e revistos com cuidado.

Fig. 1.

Fig. 1

Demonstração do processo de realização da revisão sistemática.

No total, 56 relatos de dor, lesão ou infecção no ombro após a vacinação foram identificados. Os dados que mostram o tipo de vacinação, o tempo até o início dos sintomas, a duração do quadro clínico e a idade do paciente são mostrados na Tabela 1 . A faixa etária foi de 21 meses a 90 anos. A vacina mais comumente implicada foi influenza, representando 61% (34/56) dos casos. A segunda vacina mais relatada foi a vacina pneumocócica polivalente (PPV), com 14% (8/56) dos casos. O início exato dos sintomas não foi relatado em cinco casos, mas, em três deles, ocorreu em até 2 semanas após a vacinação. Nos 51 casos restantes, o início da dor ocorreu em 2 dias (48 horas) ou menos em 84% dos casos (43/51). A duração do quadro clínico não foi relatada em 38% (21/56) dos casos. Nos demais artigos, a duração do quadro clínico foi de 3 semanas ou menos em 63% (22/35) dos casos. Os achados clínicos, tratamentos e desfechos relatados são demonstrados na Tabela 2 . Os métodos de tratamento clínico foram relatados em todos os casos, exceto dois. As duas modalidades de tratamento mais comuns foram a fisioterapia, em 41% (22/54) dos casos, e a injeção de corticosteroide (CSI), em 33% (18/54). Doze (22%) casos foram submetidos ao tratamento cirúrgico. Os desfechos clínicos de acompanhamento não foram relatados em 12 (21%) casos. Dentre os relatos de desfechos clínicos, 30% (13/44) dos casos apresentavam persistência dos sintomas além do período de acompanhamento. Nove dos 12 casos faziam parte de uma série em que a duração do quadro clínico até o tratamento não foi relatada. 7 Os restantes 70% (31/44) dos relatos citaram melhora de funções e/ou sintomas.

Tabela 1. Relatos de Lesões em Ombro Relacionadas à Vacinação.

AUTOR Tempo de Aparecimento Duração do Quadro Clínico N Vacinação Idade
Barnes et al. < 24 horas 3 semanas 1 Influenza 22
Shaikh et al. < 1 semana 1 mês 1 Influenza 46
Messerschmitt et al. < 24 horas 3 semanas 1 Influenza 46
Floyd et al. < 24 horas 3 dias 1 PPV 59
Kuether et al. < 24 horas 4 semanas 1 Influenza 48
Terreri et al. Desconhecido 1 semana 1 BCG 21 meses
Bodor et al. 2 dias 5 meses
2 meses
2 PPV e Influenza 71 e 89
Cross et al. < 24 horas 3 dias 2 PPV e dTpa 82 e 23
Saleh et al. < 24 horas 6 semanas
3 meses
2 anos
3 PPV e 2 Influenza 67, 30, 69
Hexter et al. < 24 horas Imediata 1 Influenza 50
Salmon et al. < 24 horas 2 dias 1 Revaxis ® 26
Okur et al. < 24 horas: 1/4
Desconhecido: 3/4
1-2 semana: 3/4
2 meses: 1/4
4 Todas Influenza 66, 59, 39, 36
Cook et al. < 24 horas 3 dias 1 Influenza 76
Arias et al. < 24 horas: 3/8
< 1 semana: 3/8
1-2 meses: 2/8
Desconhecida 8 6/8 Influenza
1/8 PPV
1/8 Difteria, Toxoide tetânico
22–89
Anasoff et al. < 24 horas: 12/13
4 dias: 1/13
Desconhecida 13 8 Influenza, 2 Td, 2 Tdap, 1 HPV 22–83
Degreef I e Debeer P < 24 horas: 2/3
< 1 semana: 1/3
2 meses 2/3
6 meses 1/3
3 Hepatite A, Influenza, Tétano 36, 54, 73
McColgan BP e Borschke FA < 24 horas < 24 horas 1 PPV 73
Bathia NA e Stitik T < 24 horas 3 semanas 1 Influenza 34
Shafer B e Burroughs K < 24 horas 3 semanas 1 Influenza 25
Uchida et al. < 24 horas 3 semanas 1 HPV 45
DeRogatis et al. < 24 horas 1 semana 1 PPV 90
Jotwani et al. < 24 horas 2 semanas 1 Influenza 61
Imran et al. < 24 horas Desconhecida 1 Influenza 73
Meirelles et al. < 24 horas 1 dia 1 Influenza, Difteria, Tétano 67
Erickson et al. Desconhecido 2 semanas 1 Influenza 51
Shahbaz et al. < 24 horas 1 hour 1 Influenza 34
Macomb et al. < 24 horas < 24 horas
4 dias
2 PPV, Zoster 69, 84

PPV, Vacina pneumocócica polivalente; BCG, bacilo de Calmétte-Guerin; dTpa, difteria, tétano e pertussis ; Revaxis ® , difteria, tétano e poliomielite; HPV, papilomavírus humano; Tdap, tétano, difteria e pertussis .

Tabela 2. Achados Clínicos, Tratamentos e Desfechos.

AUTOR Achados Tratamento Desfecho
Barnes et al. Dor no ombro, perda de ADM FT Melhora da dor em 11 semanas
Resolução dos sintomas em 16 meses
Shaikh et al. EMG – desnervação axonal do deltoide e do supraespinhoso Prednisolona oral Resolução da dor, mas persistência de fraqueza “branda” em 8 meses
Messerschmitt et al. Dor no ombro, perda de ADM, lesão de cartilagem Cirurgia - hemiartroplastia Resolução da dor e dos sintomas em 3 anos
Floyd et al. Dor no ombro, perda de ADM Cirurgia – debridamento artroscópico Resolução da dor e dos sintomas em 12 semanas
Kuether et al. Dor no ombro, osteonecrose da cabeça do úmero FT, AINEs orais Resolução da dor e dos sintomas em 6 meses
Terreri et al. Dor no ombro, febre, osteíte Antibióticos Melhora dos sintomas 19 dias após antibióticos
Bodor et al. Dor no ombro, perda de ADM, tendinite FT e CSI Resolução da dor e dos sintomas em 5 e 6 meses
Cross et al. Dor no ombro em ambos, marcadores de infecção em um paciente 1) Cirurgia – Debridamento
2) FT e CSI
Resolução da dor e dos sintomas em 1 mês após a cirurgia e 3 meses após FT e CSI
Saleh et al. Todos os 3 apresentavam dor no ombro e perda de ADM FT 3/3
CSI 2/3
Resolução da dor e dos sintomas em 50 dias em um paciente, desconhecida no segundo e nula no terceiro paciente
Hexter et al. Dor no ombro Debridamento cirúrgico Resolução da dor e dos sintomas
Salmon et al. Dor e efusão no ombro AINEs e CSI Resolução da dor e dos sintomas em 5 meses
Okur et al. Dor no ombro AINEs ¾
Sem tratamento 1/4
Resolução da dor e dos sintomas em 5 meses, 33 dias, 5,5 meses, 2 anos e 2,5 anos
Cook et al. Dor no ombro CSI Resolução da dor e dos sintomas em 1 meses
Arias et al. Dor no ombro Desconhecido Desconhecido
Anasoff et al. Dor no ombro: 13/13
Perda de ADM: 11/13
Fraqueza: 4/13
AINEs: 8/13
CSI: 8/13
FT: 6/13
Cirurgia: 4/13
Recuperação completa 4/13
Sintomas residuais: 9/13
Sintomas por pelo menos 6 meses 13/13
Degreef I e Debeer P Todos os três apresentavam dor no ombro e perda de ADM CSI: 1/3
FT: 3/3
Resolução da dor e dos sintomas em 1 mês, 6 semanas e 3 meses
McColgan BP e Borschke FA Dor e aumento de volume no ombro Melhora 2 semanas após a cirurgia
Bathia NA e Stitik T Dor no ombro Desconhecido Desconhecido
Shafer B e Burroughs K Dor no ombro e perda de ADM Desconhecido Desconhecido
Uchida et al. Dor no ombro Cirurgia – debridamento artroscópico Resolução da dor e dos sintomas 1 ano após a cirurgia
DeRogatis et al. Dor e infecção no ombro Debridamento cirúrgico Melhora 2 semanas após a cirurgia
Jotwani et al. Dor no ombro CSI Melhora, mas sem relato do tempo transcorrido
Imran et al. Dor no ombro e fraqueza FT Limitações da ADM às 6 semanas de acompanhamento
Meirelles et al Dor no ombro e fraqueza FT Recuperação significativa em 1 ano, retorno da sensibilidade e função em 31 meses
Erickson et al Dor no ombro FT e CSI
Debridamento cirúrgico
Resolução da dor e dos sintomas em 1 ano
Shahbaz et al. Dor no ombro e perda de ADM FT e AINEs Melhora em 8 meses, mas persistência da dor
Macomb et al. Dor no ombro e perda de ADM AINEs, FT, CSI Resolução da dor e dos sintomas em 1 mês

Abreviaturas: ADM, Amplitude de movimento; FT, fisioterapia; EMG, eletromiografia; AINEs, Anti-inflamatórios não esteroidais; CSI, injeção de corticosteroide.

Discussão

A coleta de dados sobre a disfunção de ombro relacionada à vacinação é recente, com apenas 56 relatos publicados. De acordo com a Tabela de Lesões Vacinais, 6 os sintomas devem começar até 48 horas após a vacinação. Esta revisão demonstrou que 84% das publicações que relatam o tempo até o início da sintomatologia de fato atenderam aos critérios de 48 horas ou menos, sugerindo que parte da literatura não se enquadra na descrição de SIRVA da Tabela de Lesões Vacinais. Além disso, esse tempo até o início dos sintomas foi variável. Diversos casos foram relatados mais de três meses após a vacinação; o tempo mais longo relatado foi de 2 anos. 14 16 21 22 29 Vários estudos também citaram patologias como rupturas do manguito rotador e muitos casos ocorreram em pessoas com mais de 60 anos de idade. Diversos artigos mostraram que achados de ressonância magnética, como rupturas do manguito rotador, podem ser observados em indivíduos assintomáticos, com 50% de progressão a lacerações sintomáticas em um período médio de 2,8 anos. 7 37 38 39 Assim, tempos maiores para desenvolvimento de sintomas, combinados à possível presença de doenças subjacentes, não permitem a demonstração de uma tendência; no entanto, a maioria dos estudos está em conformidade com a definição de menos de 48 horas.

Os achados mais comuns ao exame físico foram condizentes com o impacto e perda de amplitude de movimento do ombro. Apesar disso, não houve um único achado no exame físico que caracterizasse a SIRVA. Também não houve correlação clara entre um tipo de vacina e a gravidade do quadro clínico ou a duração dos sintomas. O tempo antes do início do tratamento foi variável. Esses tratamentos incluíram fisioterapia, injeções de corticosteroides, medicamentos anti-inflamatórios e/ou intervenções cirúrgicas. Os pacientes que começaram o tratamento médico específico nas primeiras 3 semanas de dor tenderam a apresentar resultados bons a excelentes, à exceção dos pacientes com lesão nervosa ou necessitaram de cirurgia. Os pacientes com lesão nervosa apresentaram sintomas persistentes e a progressão dos casos cirúrgicos foi mais longa. No entanto, a recuperação também foi excelente em muitos dos casos submetidos ao tratamento cirúrgico. De modo geral, isso demonstra que não houve um achado de exame físico específico em pacientes com SIRVA, mas, em indivíduos sem lesão neurológica, a recuperação quase completa ou total é o resultado mais comum. Além disso, os pacientes que começaram o tratamento dentro de 3 semanas do início dos sintomas geralmente tiveram bons resultados.

A análise de imagens de ressonância magnética (RM) demonstrou uma tendência. 8 10 12 13 21 24 26 32 Salmon et al. 8 descreve uma RM realizada dois dias após a vacinação que revela derrame glenoumeral, bursite subacromial, bursite subdeltoide e bursite subescapular. Uma RM magnética subsequente, 5 meses depois, revelou a regressão do derrame articular e a diminuição da bursite. Kuether et al. 13 mostrou uma primeira RM com derrames menores na bursa subacromial e subdeltoide. As RMs subsequentes, obtidas aos 4 meses e 12 meses, demonstraram diminuição da bursite. Barnes et al. 10 observaram derrame na bolsa subacromial em uma RM obtida 8 semanas após a vacinação. Uchida et al. 26 também relataram bursite subacromial à RM após a vacinação. Atanasoff revisou 13 casos submetidos à RM e 69% deles apresentaram coleções de fluidos na bursa ou tendinite do manguito rotador. Portanto, os primeiros achados à RM após um evento de SIRVA são correlacionados a alterações inflamatórias, como aumento de fluido, bursite e tendinite, mas os exames realizados meses depois podem não ser um método preciso de avaliação.

Como desfecho secundário desta revisão, o mecanismo associado à SIRVA foi avaliado. Sugere-se que esse mecanismo esteja relacionado à penetração excessiva do músculo deltoide, em que a agulha provoca uma lesão mecânica e/ou há desenvolvimento de uma resposta imune ao material injetado. Uma possível causa é a utilização de uma agulha longa. As diretrizes dos Centers for Disease Control and Prevention recomendam uma agulha de 1 polegada (2,5 cm) em pacientes de todas as categorias, exceto duas. 40 A primeira categoria se refere a mulheres com mais de 200 libras (cerca de 91 kg) e homens com mais de 260 libras (118 kg), nos quais uma agulha de 1,5 polegadas (3,8 cm) é recomendada. A segunda categoria se refere a neonatos, nos quais se recomenda o uso de agulha de 5/8 polegada (1,6 cm). 38 Poland et al. 41 avaliaram a espessura da gordura deltoide por ultrassonografia e sugeriram agulhas de 1 polegada para homens, mas estratificaram a recomendação em mulheres como agulhas de 5/8 polegadas naquelas com menos de 60 kg, agulhas de 1 polegada naquelas com 60 a 90 kg e agulhas de 1,5 polegada naquelas com mais de 90 kg. Um estudo semelhante foi realizado por Lippert et al., 42 usando 250 séries de imagens, mas enfocando a penetração excessiva. Este estudo sugeriu que a penetração excessiva da agulha teria ocorrido em 11% dos pacientes com uma agulha de 5/8 polegadas, 55% dos pacientes com uma agulha de 7/8 polegadas e 61% dos pacientes com uma agulha de 1 polegada. Esses autores sugeriram uma escala de peso que poderia eliminar as taxas de penetração excessiva, mas com um risco de 10% de penetração insuficiente. Cook et al. 43 discutiram a importância de compreender o índice de massa corporal (IMC), demonstrando que, em todos os homens e mulheres com IMC inferior a 35, uma agulha de 25 mm de comprimento poderia ser utilizada com segurança; em mulheres com IMC superior a 35, no entanto, uma agulha de 32 mm seria necessária para penetração adequada. Atanasoff et al. 7 examinaram 13 pacientes com dor persistente no ombro sem histórico de lesão local e indicaram a possível correlação entre SIRVA e o tamanho da agulha. De modo geral, esses estudos demonstraram que o uso de um único tamanho de agulha não é adequado, o que foi apoiado por análises de outros autores. 44 Assim, é concebível que a penetração excessiva possa ocorrer em indivíduos com menor peso ou IMC, agulhas mais longas ou com combinação de maior comprimento da agulha e menor peso corporal/IMC. O comprimento apropriado da agulha, porém, deve diminuir significativamente o risco de penetração excessiva.

A técnica de vacinação também é comumente discutida. Muitos casos de SIRVA relatam a vacinação “muito alta” (menos de 3 cm da borda lateral do acrômio). 7 8 12 14 15 19 20 26 Em um artigo, a bursa de dois indivíduos foi medida, demonstrando sua extensão de 3,5 cm a partir do acrômio em uma paciente do sexo feminino e 4 cm em um paciente do sexo masculino. 14 Beals et al. 45 examinaram a bursa de 17 ombros de cadáveres. Os autores observaram que a distância média do canto anterolateral do acrômio à cortina bursal posterior era de 2,8 cm e que as margens da bursa estavam sempre a 2 cm ou mais do canto anterolateral da superfície acromial da bursa. A realização mais distal da injeção pode impedir a ocorrência de lesões na bursa. Nos Estados Unidos, as recomendações técnicas de injeção sugerem sua realização 2 a 3 dedos (2 polegadas ou 5 cm) abaixo do acrômio e declara que “para não causar lesão, a injeção não deve ser muito alta (perto do processo do acrômio) ou muito baixa”; 46 no entanto, o posicionamento excessivamente distal aumenta o risco de lesão no nervo axilar. Meirelles et al. 30 relataram o caso de um homem de 67 anos que foi vacinado e imediatamente referiu dor e disfunção. Um estudo de condução nervosa revelou comprometimento do nervo axilar e a função só foi normalizada aos 31 meses. Imran et al. 29 descreveram o caso de um homem de 73 anos com dor aguda após a vacinação. O exame físico e o exame muscular manual demonstraram deficiência funcional do deltoide e os autores sugeriram a lesão direta do nervo axilar como causa. Este paciente foi acompanhado por 6 semanas e apresentou melhora da função do ombro, mas déficits contínuos de amplitude de movimento. Assim, as vacinações no ombro com penetração excessiva são associadas ao risco de lesão da bursa em caso de localização superior e risco de lesão do nervo axilar em caso de localização inferior.

Por fim, a penetração da agulha além do músculo deltoide também gera o risco de injeção de vacina nos tecidos do ombro. A existência de uma resposta imune ao material injetado foi proposta por vários autores. 7 8 12 13 Dumonde e Glynn 47 demonstraram a capacidade de causar uma reação intra-articular em um modelo animal. 48 49 Jasin 50 também utilizou um modelo em coelhos para análise do mecanismo de aprisionamento de imunecomplexos em tecidos colagenosos das articulações e descobriu que isso dependia da presença de anticorpos no espaço extravascular e da difusão de antígenos ou complexos solúveis neste espaço. Trollmo et al. 51 avaliaram o sangue periférico de seis adultos saudáveis antes e 14 dias após a exposição ao antígeno. Esses autores demonstraram que o antígeno do vírus da influenza induz uma forte resposta sistêmica de anticorpos, mas não detectaram nenhuma diferença significativa no nível sistêmico observado após a injeção no espaço intra-articular em comparação à administração subcutânea.

A literatura traz diversos relatos de suspeita de reação inflamatória. Anasoff et al. 7 sugeriu que uma injeção no espaço subacromial poderia causar uma reação. Salmon et al. 8 descreveram um evento após a vacinação com demonstração de reação óssea à RM. Kuether et al. 13 relataram uma mulher de 48 anos com sinais de osteonecrose na cabeça do úmero à RM imediatamente, 4 meses e 12 meses após a vacinação. Os autores afirmaram que uma relação causal direta não podia ser confirmada, mas propuseram uma resposta imune à injeção como possível etiologia da osteonecrose. Messerschmitt et al. 12 discutiram o caso de um homem de 46 anos com dor no ombro imediatamente após a vacinação. O paciente foi levado para a cirurgia e as biópsias obtidas apresentavam células inflamatórias e tecido de granulação.

Embora a capacidade de causar uma resposta imune tenha sido indicada por dados obtidos em animais, ainda não há um estudo clínico definitivo que demonstre a associação quantitativa entre um antígeno e/ou adjuvante vacinal e uma inflamação imunemediada no ombro como causa de sintomatologia clínica prolongada. Isso é corroborado pelas declarações ao final de vários relatos de SIRVA. Kuether et al. 13 afirmaram diversas vezes que o estabelecimento de um vínculo causal não era possível. Messerschmitt et al. 12 sugeriram não terem certeza se as alterações condrolíticas eram anteriores ao evento. Uchida et at. 26 foram além e afirmaram que as consequências da técnica de injeção inadequada não são conhecidas e que as amostras de biópsia obtidas 7 meses após a vacinação não puderam fornecer evidências conclusivas. Além disso, os diagnósticos, a duração e o tratamento dos casos relatados nesta revisão são heterogêneos, assim como os tipos de vacinas administradas. Dessa forma, os casos relatados não deram suporte quantitativo para uma resposta imune.

Conclusão

De modo geral, esta revisão demonstrou que, em pacientes sem lesão neurológica, a recuperação total ou quase completa é o resultado mais comum. Nenhuma característica exclusiva observada durante o exame físico foi identificada, mas a utilização precoce de RM pode ajudar o diagnóstico, demonstrando aumento do sinal de fluido e bursite. Por causa da heterogeneidade dos tratamentos instituídos, fisioterapia, CSI, AINEs ou cirurgia não podem ser recomendados de forma individual. Ao invés disso, o tratamento da patologia resultante deve ser recomendado conforme diretrizes baseadas em evidências para cada diagnóstico. Como os pacientes tratados em até 3 semanas após o início dos sintomas tendem a apresentar bons resultados, é possível recomendar que todos os pacientes com dor no ombro por mais de 14 dias após a vacinação procurem atenção médica imediata. Em relação ao comprimento da agulha, uma escala baseada em peso/IMC deve ser utilizada e as técnicas de vacinação devem evitar localizações superiores ao mesmo tempo em que minimizam o risco de lesão do nervo axilar. Por fim, ainda não se sabe se a lesão no ombro relacionada à administração da vacina, ou SIRVA, é um evento único. Aparentemente, para que SIRVA continue a ser termo descritivo, esses eventos teriam que ser exclusivos às vacinações e não simplesmente algo que pode acontecer em qualquer injeção com penetração excessiva da agulha. Portanto, mais dados são necessários para distinguir uma lesão mecânica de uma resposta imune.


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