Ротаві́русна інфе́кція ( — ротавірусний ентерит) — інфекційна хвороба вірусного походження, яка перебігає з тяжкою діареєю. Є найчастішою причиною тяжкої діареї, нерідко смертельної, у немовлят і маленьких дітей.
Майже кожна дитина у світі до досягнення п'яти років заражається ротавірусом принаймні один раз. Однак з кожним зараженням імунітет зростає, і наступні зараження є менш тяжкими за перебігом; дорослі рідко хворіють на цю хворобу. Існує п'ять видів ротавірусу, які називають A, B, C, D та E. Найпоширенішим є ротавірус A — він є причиною понад 90 % випадків заражень людини.
Історичні відомості
У 1943 році Яків Лайт і Горацій Ходс довели, що фільтрівний агент у фекаліях дітей з інфекційною діареєю також спричинює її у великої рогатої худоби. Через три десятиліття на збережених зразках агента показано, що то був ротавірус. У наступні роки було доведено, що вірус у мишей пов'язаний з вірусом, який спричинює діарею. У 1973 році Рут Бішоп і її колеги описали зв'язок вірусів, які вони виявили у дітей, з гастроентеритом.
У 1974 році Томас Генрі Флюветт запропонував назву ротавірус після того, як побачив через електронний мікроскоп, що ротавірусна частинка нагадує колесо (); назва була офіційно визнана Міжнародним комітетом з таксономії вірусів через чотири роки. У 1976 році такі віруси були описані у декількох інших видів тварин. Ці віруси, які спричинюють гострий гастроентерит, були визнані патогеном, який уражає як людей, так і тварин у всьому світі. Серотипи ротавірусу були вперше описані в 1980 році, а в наступному році, ротавірус від людей був вперше вирощений в клітинних культурах, отриманих з нирки мавпи, шляхом додавання трипсину (фермент, виявлений в дванадцятипалій кишці ссавців, і, як тепер відомо, необхідний для реплікації ротавірусу) в культуральному середовищі.
Можливість вирощення ротавірусу в культурі прискорила темпи досліджень, і до середини 1980-х років перші кандидати у вакцини почали випробовування. У 1998 році ротавірусна вакцина була ліцензована для використання в США. Клінічні дослідження в США, Фінляндії та Венесуелі виявили, що вона від 80 до 100 % ефективна в запобіганні гострої діареї, спричиненої ротавірусом, і дослідники не виявили статистично значущих серйозних побічних ефектів. Однак виробник зняв її з ринку в 1999 році, після того, як було виявлено, що вакцина, можливо, сприяла підвищеному ризику інвагінації кишки, типу кишкової непрохідності, в одного з кожних 12 000 вакцинованих дітей. Цей досвід спровокував напружені дебати про відносні ризики і переваги ротавірусної вакцини. У 2006 році було продемонстровано, що дві нових вакцини проти ротавірусу А є безпечними і ефективними у дітей, і в червні 2009 року Всесвітня організація охорони здоров'я рекомендувала включити вакцинацію проти ротавірусної інфекції у всі національні програми імунізації для забезпечення захисту від цього вірусу. Вірус передається фекально-оральним механізмом передачі інфекції. Він заражає і пошкоджує ентероцити, які вистилають тонку кишку і спричинює гастроентерит (який часто називають «шлунковим грипом» попри те, що хвороба не має ніякого відношення до грипу). Хоча ротавірус був виявлений в 1973 році і спричинює до 50 % випадків госпіталізацій з тяжкою діареєю у немовлят і дітей, його значення ще не широко відомо у спільноті охорони суспільного здоров'я, особливо в країнах, які розвиваються На додаток до його впливу на здоров'я людини, ротавірусна інфекція також заражає тварин, і є патогеном для свійської худоби.
Актуальність
Ротавірус А, на частку якого припадає понад 90 % випадків ротавірусного гастроентериту у людини є ендемічним по всьому світу. Кожен рік ротавірус спричинює мільйони випадків діареї в країнах, які розвиваються, майже 2 млн з яких приводять до госпіталізації і приблизно 453 тисяч прогресують до смерті дітей віком менше п'яти років. Це близько 40 % усіх госпіталізацій, пов'язаних з діареєю у дітей у віці до п'яти років у всьому світі.
В одних тільки Сполучених Штатах Америки до початку програми вакцинації ротавірусу — щорічно фіксували понад 2,7 млн випадків ротавірусного гастроентериту, з них 60 000 дітей госпіталізували і 37 з них померли від тяжкого зневоднення. Велику роль ротавірусної інфекції у виникненні діареї не визнають багато працівників охорони громадського здоров'я, особливо в країнах, які розвиваються, хоча майже кожна дитина була заражена ротавірусом до досягнення п'ятирічного віку і ця інфекція є провідною причиною тяжкої діареї у немовлят і дітей (припадає близько 20 % випадків захворювань, і 50 % випадків, які потребували госпіталізації). Ротавірус спричинює 37 % випадків смерті внаслідок діареї і 5 % усіх смертей серед дітей віком до п'яти років. Хворі на ротавірусну інфекцію хлопчики в два рази частіше за дівчаток потрапляють у лікарню. Ротавірусна інфекція частіше розвивається під час холодних, сухих сезонів. А от кількість випадків ротавірусної інфекції, які виникли через забруднення харчових продуктів, невідома.
Спалахи діареї, яку спричинив ротавірус А, широко поширені серед госпіталізованих немовлят, дітей молодшого віку, які відвідують дитячі садки, і людей похилого віку в будинках пристарілих. У 2005 році зареєстрована найбільша за кількістю захворілих епідемія ротавірусного гастроентериту яка сталася в Нікарагуа. Цей надзвичайно великий і серйозний спалах був пов'язаний з мутаціями геному ротавірусу А, які можливо, допомогли вірусу подолати популяційний імунітет населення. Аналогічний великий спалах відбувся в Бразилії 1977 року.
Ротавірус B, який також має назву «ротавірус діареї дорослих» (ADRV), був причиною значних епідемій тяжкої діареї у тисячі людей різного віку в Китаї. Ці епідемії виникли через забруднення питної води стічними водами. Спалахи ротавірусної інфекції також відбувалися в Індії 1998 року; каузативний штам був названий CAL і, на відміну від ADRV, цей штам є ендемічним. Поки що епідемії, спричинені ротавірусом B, були обмежені материковим Китаєм, але обстеження вказують на відсутність імунітету до цього різновиду в інших країнах. Ротавірусна інфекція зазвичай є легко керованим дитячим захворюванням, але у всьому світі майже 500 000 дітей у віці до п'яти років досі щорічно вмирають від неї, а майже два мільйони тяжко хворіють на неї. У Сполучених Штатах, до початку програми вакцинації від ротавірусу, він щорічно спричиняв близько 2,7 млн випадків гострого гастроентериту в дітей, майже 60 000 госпіталізацій і близько 37 смертей Кампанії охорони громадського здоров'я по боротьбі з ротавірусом зосереджуються на наданні пероральної регідратаційної терапії для інфікованих дітей та вакцинації, щоб запобігти захворюванню. Частота і тяжкість ротавірусної інфекції значно знизились в країнах, які додали ротавірусну вакцину в свої звичайні протоколи дитячих щеплень.
Етіологія
Причиною ротавірусної інфекції є різні види дволанцюжково-РНК вмістного роду Ротавірус родини Reoviridae. Ротавіруси стійкі в навколишньому середовищі й були знайдені в зразках води з гирла річок на рівні 0,26-1,3 інфекційних частинок на літр. Санітарні заходи, достатні для усунення бактерій і паразитів, ймовірно є неефективними в контролі ротавірусу, оскільки поширеність ротавірусної інфекції у країнах з високими і низькими санітарними нормами схожа.
Розмноження вірусу Ротавіруси розмножуються в основному в кишці і заражають ентероцити ворсинок у тонкій кишці, приводячи до структурних і функціональних змін епітелію. Потрійна білкова оболонка робить їх стійкими до кислої PH шлунка і травних ферментів в кишці.
Вірус проникає в клітини шляхом рецептор-опосередкованого ендоцитозу і утворює пухирець, відомий як ендосома. Білки третьої оболонки (VP7 і шип VP4) порушують мембрану ендосом, створюючи різницю в концентрації кальцію. Це спричинює руйнування тримерів VP7 на прості білкові субодиниці, залишаючи оболонки білків VP2 та VP6 навколо дволанцюжкової РНК () вірусу, утворюючи дво-оболонкову частинку ().
Одинадцять ланцюжків дволанцюжкової РНК залишаються під захистом двох білкових оболонок, а вірусна РНК-залежна РНК-полімераза створює мРНК-записи дволанцюжкового вірусного геному. Залишаючись в ядрі, вірусна РНК ухиляється від вродженої імунної реакції, яка має назву РНК-інтерференції і зумовлюється наявністю дволанцюжкової РНК.
Під час інфекції, ротавірус виробляє мРНК і для біосинтезу білка, і для реплікації генів. Більшість ротавірусних білків накопичуються у віроплазмі, де реплікується РНК і збираються дво-оболонкові частинки. Віроплазма формується навколо клітинного ядра вже через дві години після зараження, і складається з вірусних фабрик, які, ймовірно, утворені двома вірусними неструктурними білками: NSP5 і NSP2. Інгібування NSP5 РНК-інтерференцією призводить до різкого зниження реплікації ротавірусу. Дво-оболонкові частинки мігрують до ендоплазматичного ретикулуму, де вони отримують свою третю, зовнішню оболонку (сформовану VP7 і VP4). Вірусне потомство виходить з клітини шляхом лізису.
Види роду Ротавірус Існує п'ять видів роду Ротавірус, які називають A, B, C, D та E. Люди переважно заражаються видами A, B і C, найчастіше видом А. Всі п'ять видів спричинюють захворювання у тварин. Відомі різні штами ротавірусу А, так звані серотипи. Як і для вірусу грипу, подвійна система класифікації використовується на основі двох білків на поверхні вірусу. Глікопротеїн VP7 визначає серотипи G, а протеазо-чутливий білок VP4 визначає серотипи P. Оскільки два гени, які визначають G-типи і P-типи, можуть окремо передаватись потомству вірусів, відомі різні комбінації.
Епідеміологічні особливості Ротавірус передається фекально-оральним механізмом передачі інфекції, через контакт із забрудненими руками, поверхнями і об'єктами, і, можливо, через виділення з поверхні епітелію ротоглотки з дихальним секретом. Фекалії інфікованої людини можуть містити більше 10 трильйонів інфекційних частинок на грам; і менше, ніж 100 з них, потрібні для передачі інфекції іншій людині.
Патогенез
Діарею спричиняють декілька видів вірусу. Мальабсорбція виникає через руйнування клітин тонкої кишки — ентероцитів. Токсичний білок ротавірусу NSP4 індукує секрецію і кальцєвих іон-залежних хлоридів, порушує реабсорбцію води за допомогою SGLT1-транспортера, швидше за все знижує активність дісахарідазу граничних клітин ворсинок і, можливо, активує кальцій-іон-залежні секреторні рефлекси ентеральної нервової системи. Здорові ентероцити секретують лактазу в тонкій кишці; непереносність молока внаслідок лактазної недостатності є симптомом ротавірусної інфекції, який може зберігатися протягом тижнів. Часто за поверненням молока в раціон дитини слідує повторення помірної діареї внаслідок бактеріальної ферментації дисахариду лактози в тонкій кишці.
Клінічні прояви Ротавірусний гастроентерит є захворюванням, яке характеризується блюванням, водянистою діареєю і субфебрильним підвищенням температури тіла. Після зараження дитини вірусом, інкубаційний період до появи симптомів триває близько двох днів. Хвороба часто починається з блювання, потім приєднується рясна діарея протягом чотирьох-восьми днів. Зневоднення є більш поширеним при ротавірусній інфекції, ніж у більшості тих, які спричинюють патогенні бактерії, і є найбільш частою причиною смерті при ротавірусній інфекції.