Ротавирусная инфекция – признаки, лечение и профилактика

Ротавирус – Школа доктора Комаровского – Интер

Передача ротавирусной инфекции

Ротавирусная инфекция передается фекально-оральным путем в контакте с загрязненными руками, поверхностями и предметами, и, возможно, дыхательные пути. Вирусная диарея очень заразна. В фекалиях инфицированного человека может содержаться более 10 трлн. инфекционных частиц на грамм. Чтобы передать инфекцию другому человеку, из них требуется менее 100.

Ротавирусы отличаются устойчивостью в окружающей среде и обнаруживались в пробах устья на уровне до 1-5 инфекционных частиц на 3,8 л воды, вирусы выживают в течение 9-19 дней. Санитарные меры, достаточные для уничтожения паразитов и бактерий, по-видимому, неэффективны в контроле ротавируса, а заболеваемость этой инфекцией в странах с высоким и низким уровнем здравоохранения одинакова.

Врачи подчеркивают, что ротавирусная инфекция является одной из основных причин острого гастроэнтерита у детей и может проявляться симптомами, такими как высокая температура, рвота, диарея и общая слабость. Важно отметить, что у детей младшего возраста обезвоживание может развиваться очень быстро, что требует немедленного медицинского вмешательства. Лечение в основном симптоматическое и включает в себя регидратацию, чтобы восполнить потерю жидкости и электролитов. Врачами также рекомендовано использование противовирусных препаратов в некоторых случаях. Профилактика инфекции включает в себя вакцинацию, соблюдение правил личной гигиены и тщательное мытье рук, что особенно актуально в детских коллективах. Врачи акцентируют внимание на важности раннего обращения за медицинской помощью при первых признаках заболевания.

Ротавирусная инфекция

Механизмы болезни

Диарея обусловлена многочисленными действиями вируса. Нарушение всасывания происходит из-за разрушения кишечных клеток, называемых энтероцитами. Токсичный ротавирусный белок NSP4 вызывает секрецию хлорида, зависимую от возраста и иона кальция, нарушает SGLT1 переносчик-опосредованную реабсорбцию воды, по-видимому, снижает активность мембранных дисахаридаз, щеточной каймы и, возможно, активизирует ион кальция-зависимые секреторные рефлексы кишечной нервной системы. Здоровые энтероциты выделяют лактазу в тонкой кишке; непереносимость молока из-за лактазной недостаточности является симптомом ротавирусной инфекции, которая может сохраняться в течение нескольких недель. Часто за повторным введением молока в рацион ребенка следует рецидив легкой диареи из-за бактериальной ферментации дисахаридной лактозы в кишечнике.

Диагностика и обнаружение

Диагностика инфекции ротавируса обычно следует за постановкой диагноза гастроэнтерит в качестве причины тяжелой диареи. Большинство детей, попавших в больницу с гастроэнтеритом, проверяются на ротавирус А. Специфическая диагностика инфекции ротавируса A производится посредством обнаружения вируса в кале ребенка с помощью иммуноферментного анализа. Есть несколько лицензированных наборов на рынке, которые чувствительны, специфичны и выявляют всех серотипы ротавируса А. Другие методы, например, электронная микроскопия и ПЦР, используются в научно-исследовательских лабораториях. Все виды и серотипы ротавируса человека можно обнаруживать и идентифицировать при помощи обратной транскрипции полимеразной цепной реакции (RT-PCR).

Ротавирусная инфекция вызывает множество обсуждений среди людей, особенно в сезон простуд и эпидемий. Многие отмечают, что основными признаками заболевания являются резкие боли в животе, рвота и диарея, что может привести к обезвоживанию. Важно помнить, что симптомы могут проявляться у детей особенно остро, и родители должны быть внимательны к состоянию своих детей. Лечение чаще всего включает поддерживающую терапию: регидратацию и прием сорбентов. Врач может рекомендовать противовирусные препараты в тяжелых случаях. Профилактика инфекции заключается в соблюдении гигиенических норм, таких как частое мытье рук, а также вакцинация, которая значительно снижает риск заболевания. Люди отмечают, что осведомленность о ротавирусе и его последствиях помогает предотвратить распространение инфекции и защитить здоровье семьи.

Ротавирусная инфекция: симптомы и лечение

Лечение ротавирусной инфекции

Лечение острой ротавирусной инфекции неспецифично и включает контроль симптомов и, что самое главное, обеспечение гидратации. При отсутствии лечения дети могут умереть от полученного тяжелого обезвоживания. В зависимости от тяжести диареи, лечение состоит из пероральной регидратации, в которой ребенок получает дополнительную воду для питья, которая содержит небольшое количество соли и сахара. В 2004 г. ВОЗ и ЮНИСЕФ рекомендовали использовать растворы для оральной регидратации низкой осмолярности и добавки цинка в качестве двуединого лечения острой диареи. Определенные инфекции бывают достаточно серьезными, чтобы оправдать госпитализацию, где жидкости вводятся внутривенно капельно или через назогастральный зонд, и контролируются электролиты и уровень сахара в крови у ребенка. Ротавирусная инфекция редко вызывает другие осложнения и при хорошем лечении прогноз у ребенка отличный.

Эпидемиология

Ротавирусная инфекция, на долю которой приходится более 90% случаев ротавирусного гастроэнтерита у человека, во всем мире является эндемическим заболеванием. Ежегодно в развивающихся странах она вызывает миллионы случаев поноса, почти 2 млн. привели к госпитализации и примерно 453 тыс. привели к смерти детей в возрасте до 5 лет, 85% из которых живут в развивающихся странах. В США до начала программы вакцинации в год происходило более 2,7 млн. случаев ротавирусного гастроэнтерита, 60 тыс. детей были госпитализированы, а около 37 умерли от последствий инфекции. Большую роль, которую ротавирус играет в диарее, не получила широкого признания в сообществе общественного здравоохранения, в особенности в развивающихся странах. Это ведущая единственная причина серьезной диареи у младенцев и детей, отвечая за 20% случаев, и на ее долю приходится 50% случаев госпитализации. Ротавирусная инфекция вызывает 37% смертность от диареи и 5% всех случаев смертельного исхода для детей в возрасте до 5 лет. Мальчики чаще в два раза, чем девочки, попадают в больницу. Ротавирусная инфекция происходит в основном во время прохладных, сухих сезонов. Количество случаев, связанных с загрязнением пищевых продуктов, неизвестно.

Ротавирус, по оценкам, во всем мире является причиной около 40% всех госпитализаций в связи с диареей среди детей в возрасте до 5 лет, приводя к почти 100 млн. случаев острой диареи ежегодно, что приводит к 350-600 тыс. случаев детской смерти.

Вспышки диареи ротавируса A распространены среди госпитализированных младенцев, маленьких детей, посещающих детские дошкольные учреждения, и пожилых людей в домах престарелых. Вспышка, вызванная загрязненным муниципальным водоснабжением, произошла в Колорадо в 1981 г. В 2005 г. зарегистрирована самая крупная эпидемия диареи в Никарагуа. Это необычно большая и тяжелая вспышка болезни была связана с мутациями в геноме ротавируса A, возможно, помогая вирус избежать распространенный иммунитет у населения. Похожая крупная вспышка произошла в 1977 г.в Бразилии.

Ротавирус B, также называемый ротавирусом диареи у взрослых или ADRV, вызвал крупные эпидемии тяжелой диареи у тысяч людей всех возрастов в Китае. Эти эпидемии стали результатом загрязнения питьевой воды. Инфекции ротавируса B также произошли в Индии в 1998 г. Причинный штамм был назван CAL. В отличие от штамма ADRV, штамм CAL является эндемическим заболеванием. На сегодняшний день эпидемии, вызванные ротавирусом B, были ограничены материковым Китаем, и исследования указывают на отсутствие иммунитета к этой разновидности в США.

Ротавирус C был связан с нечастыми и спорадическими случаями диареи у детей, и в семьях происходили небольшие вспышки.

Профилактика ротавирусной инфекции

Так как улучшение санитарных условий не уменьшает распространенность ротавирусной болезни и уровень госпитализации остается высоким, несмотря на применение пероральных регидратирующих средств, первичным вмешательством общественного здравоохранения является вакцинация. Для детей безопасны и эффективны 2 вакцины против ротавирусной инфекции: это Rotarix компанит GlaxoSmithKline и RotaTeq от Merck. Обе вакцины, в которых содержится ослабленный живой вирус, принимают внутрь. В 2009 г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендовала включить ротавирусную вакцину во все национальные программы иммунизации. Частота и тяжесть ротавирусной инфекции значительно снизась в странах, которые действовали по этой рекомендации. В Мексике, которая в 2006 г. была в числе первых стран в мире, где ввели ротавирусную вакцину, смертность от желудочно-кишечных болезней снизилась в течение сезона ротавируса 2009 г. более чем на 65% среди детей в возрасте 2 лет и младше. В Никарагуа, которая в 2006 г. стала первой страной из числа развивающихся, где ввели вакцину от ротавирусной инфекции, распространенность острой ротавирусной инфекции была сокращена на 40% и число визитов неотложной помощи в 2 раза. В США вакцинация против инфекции с 2006 г. привела к снижению числа госпитализации в связи с ротавирусом на целых 86%. Вакцины также могут предотвратить заболевание среди невакцинированных детей, ограничивая количество циркулирующих инфекций.

Ротавирусные вакцины лицензированы в более сотни стран, но только в 28 странах введена рутинная вакцинацияпротив ротавирусной инфекции. После введения плановой вакцинации против ротавирусов в США в 2006 г., бремя ротавирусного гастроэнтерита быстро и резко снизилось, несмотря на снижение уровней охвата по сравнению с другими видами рутинной вакцинации детей грудного возраста. Клинические испытания в ротавирусной вакцины Rotarix в Южной Африке и Малави показали, что вакцина значительно снижает тяжелые случаи диареи, обусловленной ротавирусной инфекцией, и что инфекция была предотвращена с помощью вакцинации. Испытания эффективности и безопасности Rotarix и RotaTeq в Африке и Азии обнаружили, что вакцины значительно снизили частоту тяжелой болезни у детей в развивающихся странах, где происходит большинство случаев смерти от ротавирусной инфекции. Обзор кокрановского сотрудничества 2012 г. 41 клинических испытания, которые включали 186263 участника, пришел к выводу, что Rotarix и RotaTeq эффективны. Дополнительные вакцины для борьбы с ротавирусом находятся в стадии разработки. В сентябре 2013 г. вакцина будет предложена всем младенцам в Великобритании в возрасте 2-3 месяцев, и как ожидается, сократит вдвое число случаев тяжелой инфекции и уменьшит количество детей, госпитализированных в больницу из-за инфекции, на 70%.

Международная неправительственная организация PATH, ВОЗ, Центры США по контролю и профилактике заболеваний и Альянс GAVI работают, чтобы привезти вакцины против ротавируса в развивающиеся страны, где с тяжелейшим бременем сталкиваются именно дети. В рамках Программы ротавирусной вакцины и Инициативы ускорения внедрения вакцины эти группы сотрудничают с научно-исследовательскими институтами и правительствами по снижению детской заболеваемости и смертности от диарейных заболеваний, создавая вакцины против ротавируса, доступные для применения в этих странах.

Инфекция у животных

Ротавирусами заражаются молодые особи многих видов животных, и они считаются главной причиной диареи у диких и выращенных животных по всему миру. Как возбудитель у скота, в частности у молодых поросят и телят, ротавирусы вызывают экономические потери для фермеров из-за расходов на лечение в связи с высоким уровнем распространенности болезни и смертности. Эти ротавирусы служат в качестве потенциального резервуара генетического обмена с ротавирусами человека. Существует доказательство того, что ротавирусы животных могут инфицировать людей посредством прямой передачи вируса или внесения одного или несколько сегментов РНК в реассортанты со штаммами человека.

Вирология

Существуют 8 видов ротавируса, называемых A, B, C, D, E, F, G и H. Люди прежде всего заражаются видами A, B и C, наиболее часто видом А. Виды А-Е вызывают недуг у других животных. У ротавируса А существуют различные штаммы, называемые серотипам. Как и вирус гриппа, система двойного классификации используется на основе двух белков на вирусной поверхности. G серотипы определяются гликопротеином VP7 и протеаза-чувствительный белок VP4 определяет Р серотипы. Поскольку 2 гена, определяюющих G-типы и Р-типы, могут быть отдельно переданы на потомства вирусов, находятся различные комбинации.

Структура

Ротавирусный геном образован 11 уникальными двойными молекулами спирали РНК, в общей сложности это 18555 нуклеотидов. Каждая спираль или сегмент представляет собой ген, пронумерованный от 1 до 11 с уменьшением размера. Каждым геном кодируется один белок, и только ген 9 кодирует два белка. РНК окружена трехслойным капсидом белка икосаэдра. У вирусных частиц до 76,5 нм в диаметре не имеют оболочку.

Белки

Есть 6 вирусных белков (VPS), образующих частицы вируса (вирион). Названия этих структурных белков – VP1, VP2, VP3, VP4, VP6 и VP7. Помимо VPS 6 неструктурных белков (NSP) производятся только в клетках, инфицированных ротавирусной инфекцией. Они называются NSP1, NSP2, NSP3, NSP4, NSP5 и NSP6.

Как минимум, 6 из 12 белков, кодируемых геномом ротавируса, связывают РНК. Роль, которую эти белки играют в ротавирусной репликации, не совсем ясна; их функции, как полагают, связаны с синтезом РНК и упаковкой в вирион, транспортировкой мРНК к месту репликации генома, трансляцией мРНК и регуляцией генной экспрессии.

Структурные белки

• VP1 содержится в ядре вирусной частицы и представляет собой фермент РНК-полимеразу. В инфицированной клетке этот энзим производит транскрипты мРНК для синтеза белков вируса и производит копии сегментов РНК генома ротавируса для новых полученных вирусных частиц.
• VP2 образует внутренний слой вириона и связывает РНК-геном.
• VP3 является частью внутренней сердцевины вириона и это фермент, называемый гуанилилтрансферазой. Это фермент кэпирования, который катализирует образование конца 5′ в пост-транскрипционной модификации мРНК. Кэп-группа стабилизирует мРНК вируса, защищая ее от нуклеиновой кислоты, разрушая ферменты (нуклеазы).
• VP4 содержится на поверхности вириона, который выступает как шип. Он связывается с молекулами на клеточной поверхности, называемых рецепторами, и приводит к проникновению в клетку вируса. VP4 должен изменяться протеолитическим ферментом трипсином, который находится в кишечнике, в VP5 * и VP8 * до того, как вирус становится заразным. Посредством VP4 определяется, насколько вирус вирулентен, а также P-тип вируса.
• VP6 формирует основную часть капсида. Он высоко антигенный и может быть использован для идентификации видов ротавируса. Этот белок использовался в ходе лабораторных испытаний в отношении инфекций ротавируса A.
• VP7 представляет собой гликопротеин, который образует наружную поверхность вириона. Он выполняет не только структурные функции, но и определяет G-тип штамма и, вместе с VP4, участвует в устойчивости к инфекции.

Неструктурные белки

• NSP1, продукт гена 5, представляет собой неструктурный РНК-связывающий белок.
• NSP2 – это РНК-связывающий белок, накапливающийся в цитоплазматических включениях (вироплазмы) и необходимый для репликации генома.
• NSP3 связан с вирусными мРНК в инфицированных клетках и отвечает за остановку синтеза клеточного белка.
• NSP4 является вирусным энтеротоксином, вызывающим понос, и был первым открытым вирусным энтеротоксином.
• NSP5 накапливается в вироплазме в инфицированных вирусом клетках и кодируется сегментом 11 генома ротавируса А.
• NSP6 является обязательным белком связывания нуклеиновой кислоты и кодируется геном 11 из рамки считывания открытой фазы.
• NSP6 является обязательным белком связывания нуклеиновой кислоты и кодируется геном 11 из рамки считывания открытой фазы.

Эта таблица основана на обезьяноподобном штамме ротавируса SA11. У некоторых штаммов РНК-белковые назначения кодирования отличаются.

Репликация

Репликация ротавирусов происходит в основном в кишечнике, где они заражают энтероциты ворсинок тонкой кишки, производя структурные и функциональные изменения эпителия. Благодаря тройным белковым слоям они обретают устойчивость к кислой рН-среде в желудке и кишечным пищеварительным ферментам.

Путем рецептор-опосредованного эндоцитоза вирус проникает в клетки, где образует везикулы, называемые эндосомами. Белки третьего слоя (VP7 и VP4 шип) разрушают мембрану эндосом, при этом создается разница в концентрации кальция. В результате происходит распад тримеров VP7 в отдельных субъединицах белка, оставляя покрытия белков VP2 и VP6 вокруг вирусной дсРНК, образуя двухслойную частицу (DLP).

Две белковые оболочки защищают 11 нитей дсРНК, а посредством вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы создаются транскрипты мРНК двухцепочечного генома вируса. РНК вируса, оставаясь в ядре, защищена от присущих хозяину иммунных реакций, называемых РНК-интерференцией, которые запускаются в присутствии двухцепочечной РНК.

Инфицируя организм, ротавирус производит мРНК, способствуя биосинтезу белка и репликации генов. Большая часть белков ротавирусов накапливается в вироплазме, где реплицируется РНК и собираются двухслойные частицы. Спустя 2 часа после инфекции вокруг клеточного ядра формируется вироплазм, состоящий из вирусных фабрик, предположительно, образованных 2 неструктурными белками вируса: NSP5 и NSP2. Посредством ингибирования NSP5 РНК-интерференцией происходит резкое снижение репликации ротавируса. Мигрируя в эндоплазматический ретикулум, двухслойные частицы обретают третий, наружный слой (из VP7 и VP4). Путем лизиса из клетки высвобождается потомство вируса.

История

В 1943 г. Джейкоб Лайт и Гораций Хоудс доказали, что фильтрующийся агент в фекалиях детей, зараженных инфекционной диареей, также вызвал понос у крупного рогатого скота. Спустя 30 лет по сохранившимся образцам было выявлено, что это ротавирус. В последующие годы ученые доказали, что вирус у мышей связан с вирусом, вызывающим понос. В 1973 г. Рут Бишоп с коллегами описал родственные вирусы, обнаруживаемые у детей с гастроэнтеритом.

В 1974 г. Томас Генри Флеветт предложил имя «ротавирус» после наблюдения, что при просмотре через электронный микроскоп, частиц выглядят как колесо («rota» на латыни). Спустя 4 года Международный комитет по таксономии вирусов официально признал это название. В 1976 г. у ряда других видов животных были описаны родственные вирусы. Было признано, что эти вирусы, вызывающие острый гастроэнтерит, являются коллективным возбудителем, опасным для людей и животных во всем мире. В 1980 г. были впервые описаны ротавирусные серотипы, а в следующем году человеческий ротавирус был впервые выращен в культурах клеток, полученных из почек обезьян с добавлением трипсина (фермент, который был обнаружен в двенадцатиперстной кишке млекопитающих и считающийся необходимым для репликации вируса) в культуральной среде. Ускорению темпов научных исследований способствовала способность к росту ротавируса в культуре, а к середине 1980-х началась оценка первых вакцин-кандидатов.

В 1998 г. вакцина против ротавирусной диареи была лицензирована для использования в США. В клинических испытаниях в США, Венесуэле и Финляндии было выявлено, что она на 80-100% эффективна для предотвращения тяжелой диареи, обусловленной ротавирусом А, и исследователями не были обнаружены статистически значимые серьезные нежелательные эффекты. Производитель, однако, снял ее с рынка в 1999 г., после того, как обнаружилось, что вакцина способствовала, возможно, повышенной угрозе инвагинации, типу кишечной непроходимости, у 1 из каждых 12 тыс. вакцинированных детей. Опыт спровоцировал бурные споры об относительных рисках и выгодах, связанных с ротавирусной вакциной. В 2006 г. две новые вакцины для борьбы с ротавирусной инфекцией показали себя как безопасные и эффективные у детей, и в июне 2009 г. ВОЗ было рекомендовано включать во все национальные программы иммунизации вакцинацию против этой инфекции, чтобы защититься от ротавируса.

В 2015 году Индия представила дешевую вакцину при поддержке Национального института здравоохранения США.