Ротавирусный гастроэнтерит - Rotaviral gastroenteritis

Ротавирусный гастроэнтерит
Ротавирус А из фекалий инфицированного ребенка
Специальность	Инфекционные болезни , педиатрия , интенсивная терапия.

Ротавирусный гастроэнтерит - наиболее частая причина тяжелой диареи у младенцев и детей младшего возраста. Это вызвано ротавирусом , в роду из вируса двухцепочечной РНК в семье Reoviridae . К пяти годам почти каждый ребенок в мире хотя бы раз был инфицирован ротавирусом. Однако с каждой инфекцией развивается иммунитет , и последующие инфекции становятся менее тяжелыми; взрослые страдают редко. Существует пять видов этого вируса, которые называются A, B, C, D и E. Ротавирус A, самый распространенный, вызывает более 90% инфекций у людей.

Вирус передается фекально-оральным путем . Он заражает и повреждает клетки , выстилающие тонкий кишечник, и вызывает гастроэнтерит (который часто называют «желудочным гриппом», несмотря на то, что он не имеет отношения к гриппу ). Хотя ротавирус был обнаружен в 1973 году и составляет до 50% госпитализаций по поводу тяжелой диареи у младенцев и детей, его значение до сих пор не широко известно в сообществе общественного здравоохранения , особенно в развивающихся странах . Помимо воздействия на здоровье человека, ротавирус также поражает животных и является патогеном домашнего скота.

Ротавирус - это обычно легко управляемое детское заболевание, но во всем мире почти 500 000 детей в возрасте до пяти лет все еще умирают от ротавирусной инфекции каждый год, и еще почти два миллиона серьезно заболевают. В Соединенных Штатах до начала программы вакцинации против ротавируса ротавирус вызывал около 2,7 миллиона случаев тяжелого гастроэнтерита у детей, почти 60 000 госпитализаций и около 37 смертей каждый год. Кампании общественного здравоохранения по борьбе с ротавирусом сосредоточены на обеспечении пероральной регидратационной терапии для инфицированных детей и вакцинации для предотвращения этого заболевания. Заболеваемость и тяжесть ротавирусных инфекций значительно снизились в странах, которые добавили ротавирусную вакцину в свою обычную политику иммунизации детей.

Признаки и симптомы

Ротавирусный гастроэнтерит - заболевание от легкой до тяжелой степени, характеризующееся рвотой , водянистой диареей и субфебрильной температурой . Когда ребенок заражается вирусом, до появления симптомов проходит инкубационный период продолжительностью около двух дней. Симптомы часто начинаются с рвоты, за которой следует от четырех до восьми дней обильной диареи. Обезвоживание чаще встречается при ротавирусной инфекции, чем при большинстве инфекций, вызванных бактериальными патогенами, и является наиболее частой причиной смерти, связанной с ротавирусной инфекцией.

Ротавирусная инфекция А может возникать в течение всей жизни: первая обычно вызывает симптомы , но последующие инфекции обычно легкие или бессимптомные , поскольку иммунная система обеспечивает некоторую защиту. Следовательно, частота симптоматических инфекций наиболее высока у детей в возрасте до двух лет и постепенно снижается к 45 годам. Инфекция у новорожденных детей, хотя и встречается часто, часто сопровождается легким или бессимптомным течением заболевания; наиболее серьезные симптомы, как правило, возникают у детей в возрасте от шести месяцев до двух лет, пожилых людей и лиц с ослабленными или отсутствующими функциями иммунной системы . Из-за иммунитета, приобретенного в детстве, большинство взрослых не восприимчивы к ротавирусу; Гастроэнтерит у взрослых обычно имеет другую причину, а не ротавирус, но бессимптомные инфекции у взрослых могут поддерживать передачу инфекции в обществе.

Вирусология

Упрощенная схема расположения структурных белков ротавируса

Передача инфекции

Ротавирус передается фекально-оральным путем , через контакт с зараженными руками, поверхностями и предметами и, возможно, через дыхательные пути. Фекалии инфицированного человека могут содержать более 10 триллионов инфекционных частиц на грамм; менее 100 из них необходимы для передачи инфекции другому человеку.

Ротавирусы стабильны в окружающей среде и были обнаружены в пробах эстуария на уровне 1–5 инфекционных частиц на галлон США. Санитарные меры, адекватные для уничтожения бактерий и паразитов, кажутся неэффективными в борьбе с ротавирусом, поскольку заболеваемость ротавирусной инфекцией в странах с высокими и низкими стандартами здравоохранения одинакова.

Типы

Существует пять видов ротавирусов, обозначаемых как A, B, C, D и E. Люди в основном заражаются видами A, B и C, чаще всего видами A. Все пять видов вызывают болезни у других животных. Внутри ротавируса А существуют разные штаммы, называемые серотипами . Как и в случае с вирусом гриппа , используется двойная система классификации, основанная на двух белках на поверхности вируса. Гликопротеина VP7 определяет серотип G и протеаза , чувствительные к белкам VP4 определяет Р серотип. Поскольку два гена, определяющие G-типы и P-типы, могут передаваться потомкам по отдельности, обнаруживаются различные комбинации.

Репликация

Ротавирусы реплицировать в основном в кишечнике , и заражают энтероцитов ворсинок в тонком кишечнике , что приводит к структурным и функциональным изменениям эпителия . Тройная белковая оболочка делает их устойчивыми к кислому pH желудка и пищеварительным ферментам в кишечнике.

Вирус проникает в клетки посредством рецепторно-опосредованного эндоцитоза и образует везикулу, известную как эндосома . Белки в третьем слое (VP7 и шип VP4) разрушают мембрану эндосомы, создавая разницу в концентрации кальция . Это вызывает расщепление тримеров VP7 на отдельные белковые субъединицы, оставляя белковые оболочки VP2 и VP6 вокруг вирусной дцРНК, образуя двухслойную частицу (DLP).

Одиннадцать цепей дцРНК остаются под защитой двух белковых оболочек, а вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза создает транскрипты мРНК двухцепочечного вирусного генома. Оставаясь в ядре, вирусная РНК уклоняется от врожденных иммунных ответов хозяина, называемых РНК-интерференцией , которые запускаются присутствием двухцепочечной РНК.

Во время инфекции ротавирус продуцирует мРНК как для биосинтеза белка, так и для репликации генов. Большинство ротавирусных белков накапливаются в вироплазме, где реплицируется РНК и собираются DLP. Вироплазма образуется вокруг ядра клетки уже через два часа после заражения вирусом и состоит из вирусных фабрик, которые, как считается, состоят из двух вирусных неструктурных белков: NSP5 и NSP2. Ингибирование NSP5 посредством РНК-интерференции приводит к резкому снижению репликации ротавируса. DLP мигрируют в эндоплазматический ретикулум, где они получают свой третий, внешний слой (образованный VP7 и VP4). В Потомство вирусы высвобождаются из клетки путем лизиса .

Патофизиология

Электронная микрофотография энтероцита, инфицированного ротавирусом (вверху), по сравнению с неинфицированной клеткой (внизу). Планка = ок. 500 нм

Диарея вызвана множественной активностью вируса. Нарушение всасывания происходит из-за разрушения клеток кишечника, называемых энтероцитами . Токсичен ротавирус белок NSP4 индуцирует возраст и кальций ион-зависимый хлорид секреция, разрушает SGLT1 переносчик -опосредованной реабсорбции воды, по- видимому , снижают активность щеточных пограничных мембран дисахаридаз , и , возможно , активируют кальций-зависимые ионами секреторных рефлексов на энтеральной нервную системе . Здоровые энтероциты секретируют лактазу в тонкий кишечник; непереносимость молока из-за лактазной недостаточности - симптом ротавирусной инфекции, которая может сохраняться в течение нескольких недель. Рецидив легкой диареи часто возникает после повторного включения молока в рацион ребенка из-за бактериальной ферментации дисахаридной лактозы в кишечнике.

Диагностика

Диагноз инфекции ротавирусом обычно следует за диагнозом гастроэнтерита как причины тяжелой диареи. Большинство детей, поступающих в больницу с гастроэнтеритом, проходят тестирование на ротавирус А. Специфический диагноз инфекции ротавирусом А ставится путем обнаружения вируса в стуле ребенка с помощью иммуноферментного анализа . Есть несколько лицензированных тесты - наборов на рынке , которые являются чувствительными, специфичными и выявлением всех серотип ротавируса A . Другие методы, такие как электронная микроскопия и ПЦР , используются в исследовательских лабораториях. Полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией ( ОТ-ПЦР ) может обнаруживать и идентифицировать все виды и серотипы ротавируса человека.

Профилактика

Поскольку улучшение санитарии не снижает распространенность ротавирусной болезни, а уровень госпитализаций остается высоким, несмотря на использование пероральных регидратирующих лекарств, основным вмешательством общественного здравоохранения является вакцинация. Две ротавирусные вакцины против инфекции ротавируса А безопасны и эффективны для детей: Rotarix от GlaxoSmithKline и RotaTeq от Merck . Оба препарата принимаются перорально и содержат ослабленный живой вирус.

Ротавирусные вакцины лицензированы более чем в 100 странах, но только 17 стран ввели плановую вакцинацию против ротавируса. После введения рутинной вакцинации против ротавируса в США в 2006 году бремя ротавирусного гастроэнтерита для здоровья «быстро и резко снизилось», несмотря на более низкие уровни охвата по сравнению с другими обычными прививками младенцев. Клинические испытания ротавирусной вакцины Rotarix в Южной Африке и Малави показали, что вакцина значительно снижает количество случаев тяжелой диареи, вызванной ротавирусом, и что инфекцию можно предотвратить с помощью вакцинации. 2019 Cochrane систематический обзор 55 клинических испытаний , которые включали 216,480 участников пришли к выводу , RV1 (РотаРикс), RV5 (RotaTeq) и Rotavac и эффективные вакцины. Дополнительные ротавирусные вакцины находятся в стадии разработки. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует , чтобы ротавирусная вакцину была включена во всех национальных программах иммунизации. Заболеваемость и тяжесть ротавирусных инфекций значительно снизились в странах, которые действовали в соответствии с этой рекомендацией.

Программа вакцины против ротавируса является результатом сотрудничества между PATH , (ВОЗ) и Центрами США по контролю и профилактике заболеваний и финансируется Альянсом ГАВИ . Программа направлена ​​на снижение детской заболеваемости и смертности от диарейных заболеваний путем создания вакцины против ротавируса, доступной для использования в развивающихся странах.

Уход

Лечение острой ротавирусной инфекции неспецифично и включает устранение симптомов и, что наиболее важно, поддержание гидратации . Если не лечить, дети могут умереть от серьезного обезвоживания. В зависимости от тяжести диареи лечение состоит из пероральной регидратации , во время которой ребенку дают пить дополнительную воду, содержащую небольшое количество соли и сахара. Некоторые инфекции достаточно серьезны, чтобы потребовать госпитализации, когда жидкости вводятся внутривенно или через назогастральный зонд , а электролиты и уровень сахара в крови ребенка контролируются. Антибиотики не рекомендуются.

Прогноз

Ротавирусные инфекции редко вызывают другие осложнения, и для хорошо воспитанного ребенка прогноз отличный.

Эпидемиология

Сезонное изменение инфекций ротавирусом А в одном регионе Англии: пик заболеваемости приходится на зимние месяцы.

Ротавирус А, на который приходится более 90% ротавирусных гастроэнтеритов у людей, является эндемическим заболеванием во всем мире. Ежегодно ротавирус вызывает миллионы случаев диареи в развивающихся странах, почти 2 миллиона случаев приводят к госпитализации и, по оценкам, 453 000 случаев смерти ребенка младше пяти лет. Это около 40 процентов всех госпитализаций по поводу диареи у детей в возрасте до пяти лет во всем мире.

Только в Соединенных Штатах - до начала программы вакцинации против ротавирусной инфекции - ежегодно регистрировалось более 2,7 миллиона случаев ротавирусного гастроэнтерита, 60 000 детей были госпитализированы и около 37 умерли в результате инфекции. Основная роль ротавируса в возникновении диареи не получила широкого признания в сообществе общественного здравоохранения, особенно в развивающихся странах. Почти каждый ребенок инфицирован ротавирусом к пяти годам. Это основная причина тяжелой диареи среди младенцев и детей, на которую приходится около 20% случаев, и на ее долю приходится 50% случаев, требующих госпитализации. Ротавирус вызывает 37% смертей, связанных с диареей, и 5% всех смертей среди детей младше пяти лет. Мальчики в два раза чаще попадают в больницу, чем девочки. Ротавирусные инфекции возникают в основном в прохладное сухое время года. Число случаев заражения пищевых продуктов неизвестно.

Вспышки ротавирусной диареи распространены среди госпитализированных младенцев, маленьких детей, посещающих детские сады, и пожилых людей в домах престарелых. Вспышка, вызванная загрязненной городской водой, произошла в Колорадо в 1981 году. В 2005 году самая крупная зарегистрированная эпидемия диареи произошла в Никарагуа. Эта необычно крупная и серьезная вспышка была связана с мутациями в геноме ротавируса А, что, возможно, помогло вирусу избежать преобладающего иммунитета в популяции. Аналогичная крупная вспышка произошла в Бразилии в 1977 году.

Ротавирус B, также называемый ротавирусом диареи взрослых или ADRV, вызвал серьезные эпидемии тяжелой диареи, поразившие тысячи людей всех возрастов в Китае. Эти эпидемии произошли в результате загрязнения сточными водами питьевой воды. Инфекции ротавирусом B также произошли в Индии в 1998 году; причинный штамм был назван CAL. В отличие от ADRV, штамм CAL является эндемичным. На сегодняшний день эпидемии, вызванные ротавирусом B, ограничиваются материковым Китаем , и исследования указывают на отсутствие иммунитета к этому виду в Соединенных Штатах.

История

Одна из оригинальных электронных микрофотографий Флюетта.

В 1943 году Джейкоб Лайт и Гораций Ходс доказали, что фильтруемый агент в фекалиях детей с инфекционной диареей также вызывает истощение (диарею домашнего скота) у крупного рогатого скота. Спустя три десятилетия выяснилось, что сохранившиеся образцы возбудителя являются ротавирусом. В последующие годы было показано, что вирус у мышей связан с вирусом, вызывающим чистки. В 1973 году Рут Бишоп и его коллеги описали родственные вирусы, обнаруженные у детей с гастроэнтеритом.

В 1974 году Томас Генри Флюетт предложил название ротавирус после того, как заметил, что при просмотре в электронный микроскоп частица ротавируса выглядит как колесо ( rota на латыни); это название было официально признано Международным комитетом по таксономии вирусов четыре года спустя. В 1976 году родственные вирусы были описаны у нескольких других видов животных. Эти вирусы, вызывающие острый гастроэнтерит, были признаны коллективным патогеном, поражающим людей и животных во всем мире. Ротавирусные серотип были впервые описаны в 1980 году, а в следующем году, ротавирус от человека был впервые выращен в культурах клеток , полученных из почек обезьян, путем добавления трипсина (фермент , найденный в двенадцатиперстной кишке из млекопитающих и в настоящее время известно, что важно для ротавируса реплицировать ) в питательную среду. Возможность выращивать ротавирус в культуре ускорила темпы исследований, и к середине 80-х годов ХХ века проводилась оценка первых вакцин-кандидатов.

В 1998 году вакцина против ротавируса была лицензирована для использования в США. Клинические испытания в Соединенных Штатах, Финляндии и Венесуэле показали, что он эффективен от 80 до 100% в предотвращении тяжелой диареи, вызванной ротавирусом А, и исследователи не обнаружили статистически значимых серьезных побочных эффектов . Однако производитель снял ее с рынка в 1999 году после того, как было обнаружено, что вакцина могла способствовать повышению риска инвагинации , типа кишечной непроходимости , у одного из каждых 12 000 вакцинированных младенцев. Этот опыт вызвал ожесточенные дискуссии об относительных рисках и преимуществах ротавирусной вакцины. В 2006 году было показано , что две новые вакцины против ротавирусной инфекции А безопасны и эффективны для детей, а в июне 2009 года Всемирная организация здравоохранения рекомендовала включить ротавирусную вакцинацию во все национальные программы иммунизации для обеспечения защиты от этого вируса.

Другие животные

Ротавирусы поражают молодь многих видов животных и являются основной причиной диареи у диких и разводимых животных во всем мире. В качестве патогена домашнего скота, особенно молодых телят и поросят, ротавирусы причиняют фермерам экономические убытки из-за затрат на лечение, связанных с высокими показателями заболеваемости и смертности. Эти ротавирусы являются потенциальным резервуаром для генетического обмена с ротавирусами человека. Имеются данные о том, что ротавирусы животных могут инфицировать людей либо путем прямой передачи вируса, либо путем внесения одного или нескольких сегментов РНК в реассортанты с человеческими штаммами.

Рекомендации

дальнейшее чтение

• Рамиг, РФ (октябрь 2004 г.). «Патогенез кишечной и системной ротавирусной инфекции» . Журнал вирусологии . 78 (19): 10213–20. DOI : 10,1128 / JVI.78.19.10213-10220.2004 . PMC  516399 . PMID  15367586 .

Внешние ссылки

• Веб-страница ВОЗ по ротавирусу
• CDC о ротавирусе