Rotawirusowe zapalenie żołądka i jelit
 | |
| Rotawirusowe zapalenie żołądka i jelit | |
|---|---|
| Rotawirus A z kału zakażonego dziecka | |
| Specjalność | Choroba zakaźna |
| Objawy | Biegunka , wymioty, gorączka, ból brzucha, oddawanie niewielkiej ilości moczu lub brak oddawania moczu, suchość w gardle i ustach, zawroty głowy, płacz bez łez, senność, złe odżywianie |
| Komplikacje | Odwodnienie |
| Powoduje | Rotawirus |
| Zapobieganie | Szczepionka rotawirusowa |
| Leczenie | Wymiana płynu |
| Częstotliwość | 35-60% biegunek u dzieci w wieku poniżej 5 lat (kraje bez szczepionek) |
| Zgony | 215 000 (2013) |
Rotawirusowe zapalenie żołądka i jelit jest główną przyczyną ciężkiej biegunki wśród niemowląt i małych dzieci na całym świecie. Wywołuje ją rotawirus , rodzaj dwuniciowego wirusa RNA z rodziny Reoviridae . Biegunka jest wodnista i często towarzyszy jej gorączka , wymioty i ból brzucha . W wieku pięciu lat prawie każde dziecko na świecie zostało przynajmniej raz zarażone rotawirusem. Jednak przy każdej infekcji odporność rozwija się, a kolejne infekcje są mniej dotkliwe; dorośli są rzadko dotknięci. Istnieje pięć gatunków tego wirusa, określanych jako A, B, C, D i E. Rotawirus A, najczęstszy, powoduje ponad 90% infekcji u ludzi. [ potrzebne źródło ]
Wirus jest przenoszony drogą fekalno-oralną . Infekuje i uszkadza komórki wyściełające jelito cienkie i powoduje zapalenie żołądka i jelit (często nazywane „grypą żołądkową”, mimo że nie ma związku z grypą ). Chociaż rotawirus został odkryty w 1973 roku i odpowiada za około 50% hospitalizacji z powodu ciężkiej biegunki u niemowląt i dzieci, jego znaczenie wciąż nie jest powszechnie znane w społeczności zdrowia publicznego , zwłaszcza w krajach rozwijających się . Oprócz wpływu na zdrowie człowieka, rotawirus zakaża również zwierzęta i jest patogenem zwierząt gospodarskich.
Rotawirus jest zwykle łatwą do opanowania chorobą wieku dziecięcego, ale na całym świecie prawie 500 000 dzieci poniżej piątego roku życia wciąż umiera każdego roku z powodu zakażenia rotawirusem, a prawie dwa miliony więcej zapada na ciężką chorobę. W Stanach Zjednoczonych, przed rozpoczęciem programu szczepień przeciw rotawirusom, rotawirus powodował rocznie około 2,7 miliona przypadków ciężkiego zapalenia żołądka i jelit u dzieci, prawie 60 000 hospitalizacji i około 37 zgonów. Kampanie zdrowia publicznego mające na celu zwalczanie rotawirusa koncentrują się na zapewnieniu doustnej terapii nawadniającej zakażonym dzieciom i szczepieniom aby zapobiec chorobie. Częstość występowania i nasilenie zakażeń rotawirusami znacznie spadły w krajach, które dodały szczepionkę przeciw rotawirusom do swoich rutynowych zasad szczepień ochronnych dzieci.
Symptomy i objawy
Rotawirusowe zapalenie żołądka i jelit jest łagodną do ciężkiej chorobą charakteryzującą się wymiotami , wodnistą biegunką i niską gorączką . Gdy dziecko zostanie zarażone wirusem, okres inkubacji trwa około dwóch dni, zanim pojawią się objawy. Objawy często zaczynają się od wymiotów, po których następuje obfita biegunka po co najmniej czterech dniach. Odwodnienie występuje częściej w zakażeniu rotawirusem niż w większości przypadków wywołanych przez patogeny bakteryjne i jest najczęstszą przyczyną śmierci związanej z zakażeniem rotawirusem.
Infekcje Rotawirusem A mogą pojawiać się przez całe życie: pierwsza zwykle daje objawy , ale kolejne infekcje są zwykle łagodne lub bezobjawowe , ponieważ układ odpornościowy zapewnia pewną ochronę. W związku z tym wskaźniki infekcji objawowych są najwyższe u dzieci w wieku poniżej dwóch lat i stopniowo zmniejszają się do 45 roku życia. Zakażenie u noworodków, choć powszechne, często wiąże się z łagodną lub bezobjawową chorobą; najcięższe objawy występują zwykle u dzieci w wieku od sześciu miesięcy do dwóch lat, osób starszych oraz osób z upośledzonymi lub nieobecnymi funkcjami układu odpornościowego . Ze względu na odporność nabytą w dzieciństwie większość dorosłych nie jest podatna na rotawirusy; zapalenie żołądka i jelit u dorosłych zwykle ma przyczynę inną niż rotawirus, ale bezobjawowe infekcje u dorosłych mogą podtrzymywać przenoszenie zakażenia w społeczności.
Wirusologia
Przenoszenie
Rotawirusy przenoszone są drogą fekalno-oralną , przez kontakt z zanieczyszczonymi rękami, powierzchniami i przedmiotami oraz ewentualnie drogą oddechową. Kał zarażonej osoby może zawierać ponad 10 bilionów zakaźnych cząstek na gram; mniej niż 100 z nich jest potrzebnych do przeniesienia infekcji na inną osobę.
Rotawirusy są stabilne w środowisku i wykryto je w próbkach ujść rzek na poziomie 1–5 cząstek zakaźnych na galon amerykański. Środki sanitarne adekwatne do eliminacji bakterii i pasożytów wydają się być nieskuteczne w zwalczaniu rotawirusa, gdyż częstość występowania zakażenia rotawirusem w krajach o wysokich i niskich standardach zdrowotnych jest podobna.
typy
Istnieje pięć gatunków rotawirusów, określanych jako A, B, C, D i E. Ludzie są najczęściej zakażeni przez gatunek A. Wszystkie pięć gatunków powoduje choroby u innych zwierząt. W obrębie rotawirusa A istnieją różne szczepy, zwane serotypami . Podobnie jak w przypadku wirusa grypy , stosowany jest system podwójnej klasyfikacji oparty na dwóch białkach na powierzchni wirusa. Glikoproteina VP7 definiuje serotypy G, a wrażliwe na proteazę białko VP4 definiuje serotypy P. Ponieważ dwa geny, które określają typy G i typy P, mogą być przekazywane osobno wirusom potomnym, znaleziono różne kombinacje.
Replikacja
Rotawirusy namnażają się głównie w jelitach i infekują enterocyty kosmków jelita cienkiego , prowadząc do zmian strukturalnych i czynnościowych nabłonka . Potrójne białkowe czynią je odpornymi na kwaśne pH żołądka i enzymy trawienne w jelitach. [ potrzebne źródło ]
Wirus wnika do komórek przez endocytozę za pośrednictwem receptora i tworzy pęcherzyk zwany endosomem . Białka w trzeciej warstwie (VP7 i kolec VP4) rozrywają błonę endosomu, powodując różnicę w wapnia . Powoduje to rozpad trimerów VP7 na pojedyncze podjednostki białkowe, pozostawiając płaszcze białkowe VP2 i VP6 wokół wirusowego dsRNA, tworząc cząstkę dwuwarstwową (DLP).
Jedenaście nici dsRNA pozostaje w ochronie dwóch otoczek białkowych, a wirusowa polimeraza RNA zależna od RNA tworzy transkrypty mRNA dwuniciowego genomu wirusa. Pozostając w rdzeniu, wirusowe RNA unika wrodzonej odpowiedzi immunologicznej gospodarza zwanej interferencją RNA , która jest wyzwalana przez obecność dwuniciowego RNA. [ potrzebne źródło ]
Podczas infekcji rotawirus wytwarza mRNA zarówno do biosyntezy białek , jak i replikacji genów. Większość białek rotawirusa gromadzi się w wiroplazmie, gdzie dochodzi do replikacji RNA i składania cząsteczek DLP. Wiroplazma tworzy się wokół jądra komórkowego już dwie godziny po zakażeniu wirusem i składa się z wirusowych fabryk, które, jak się uważa, są wytwarzane przez dwa wirusowe białka niestrukturalne: NSP5 i NSP2. Hamowanie NSP5 przez interferencję RNA powoduje gwałtowny spadek replikacji rotawirusa. DLP migrują do retikulum endoplazmatycznego , gdzie uzyskują trzecią, zewnętrzną warstwę (utworzoną przez VP7 i VP4). Potomstwo _ wirusy są uwalniane z komórki przez lizę .
Patofizjologia
Biegunka jest spowodowana wielorakimi działaniami wirusa. Złe wchłanianie występuje z powodu zniszczenia komórek jelitowych zwanych enterocytami . Toksyczne białko rotawirusa NSP4 indukuje zależne od wieku i jonów wapnia wydzielanie chlorków , zaburza reabsorpcję wody za pośrednictwem transportera SGLT1, najwyraźniej zmniejsza aktywność disacharydaz błony rąbka szczoteczkowego i prawdopodobnie aktywuje zależne od jonów wapnia odruchy wydzielnicze komórek jelitowy układ nerwowy . Zdrowe enterocyty wydzielają laktazę do jelita cienkiego; nietolerancja mleka spowodowana niedoborem laktazy jest objawem zakażenia rotawirusem, który może utrzymywać się tygodniami. Nawrót łagodnej biegunki często następuje po ponownym wprowadzeniu mleka do diety dziecka z powodu bakteryjnej fermentacji disacharydu laktozy w jelicie.
Diagnoza
Rozpoznanie zakażenia rotawirusem zwykle następuje po rozpoznaniu zapalenia żołądka i jelit jako przyczyny ciężkiej biegunki. Większość dzieci przyjętych do szpitala z zapaleniem żołądka i jelit jest badana w kierunku rotawirusa A. Specyficzne rozpoznanie zakażenia rotawirusem A stawia się poprzez wykrycie wirusa w kale dziecka za pomocą testu immunologicznego . Na rynku dostępnych jest kilka licencjonowanych zestawów testowych, które są czułe, swoiste i wykrywają wszystkie serotypy rotawirusa A. Inne metody, takie jak mikroskopia elektronowa i PCR , są stosowane w laboratoriach badawczych. Reakcja łańcuchowa polimerazy z odwrotną transkrypcją ( RT-PCR ) może wykryć i zidentyfikować wszystkie gatunki i serotypy ludzkiego rotawirusa.
Zapobieganie
Ponieważ poprawa warunków sanitarnych nie zmniejsza częstości występowania choroby rotawirusowej, a odsetek hospitalizacji pozostaje wysoki, pomimo stosowania doustnych leków nawadniających, podstawową interwencją w zakresie zdrowia publicznego są szczepienia. Dwie szczepionki rotawirusowe przeciwko zakażeniu Rotawirusem A są bezpieczne i skuteczne u dzieci: Rotarix firmy GlaxoSmithKline i RotaTeq firmy Merck . Oba są przyjmowane doustnie i zawierają atenuowany żywy wirus.
Szczepionki przeciw rotawirusom są zarejestrowane w ponad 100 krajach, ale tylko 17 krajów wprowadziło rutynowe szczepienia przeciwko rotawirusom. Po wprowadzeniu rutynowych szczepień przeciw rotawirusom w Stanach Zjednoczonych w 2006 r., obciążenie zdrowotne wywołane przez rotawirusowe zapalenie żołądka i jelit „szybko i radykalnie zmniejszyło się” pomimo niższego poziomu zasięgu w porównaniu z innymi rutynowymi szczepieniami niemowląt. Badania kliniczne szczepionki przeciwko rotawirusom Rotarix w Afryce Południowej i Malawi wykazały, że szczepionka znacznie zmniejszyła epizody ostrej biegunki spowodowanej przez rotawirusa, a infekcji można było zapobiec poprzez szczepienie. Cochrane'a 2019 systematyczny przegląd 55 badań klinicznych, w których wzięło udział 216 480 uczestników, wykazał, że szczepionki RV1 (Rotarix), RV5 (RotaTeq) i Rotavac są skuteczne. Opracowywane są dodatkowe szczepionki przeciw rotawirusom. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaleca włączenie szczepionki rotawirusowej do wszystkich krajowych programów szczepień ochronnych. Częstość występowania i ciężkość zakażeń rotawirusami znacznie spadła w krajach, które zastosowały się do tego zalecenia.
Rotavirus Vaccine Program jest wynikiem współpracy między PATH , (WHO) i amerykańskimi Centrami Kontroli i Prewencji Chorób i jest finansowany przez Sojusz GAVI . Program ma na celu zmniejszenie zachorowalności i śmiertelności dzieci z powodu biegunki poprzez udostępnienie szczepionki przeciwko rotawirusowi do użytku w krajach rozwijających się.
Leczenie
Leczenie ostrego zakażenia rotawirusem jest nieswoiste i obejmuje leczenie objawów oraz, co najważniejsze, utrzymanie nawodnienia organizmu . Nieleczone dzieci mogą umrzeć z powodu ciężkiego odwodnienia. W zależności od stopnia nasilenia biegunki leczenie polega na nawadnianiu doustnym , podczas którego dziecku podaje się dodatkowo wodę do picia zawierającą niewielkie ilości soli i cukru. Niektóre infekcje są na tyle poważne, że uzasadniają hospitalizację, gdzie płyny są podawane przez dożylną lub sondę nosowo-żołądkową , a elektrolity dziecka i poziom cukru we krwi są monitorowane. Antybiotyki nie są zalecane.
Rokowanie
Infekcje rotawirusowe rzadko powodują inne powikłania, a rokowanie u dobrze leczonego dziecka jest bardzo dobre.
Epidemiologia
Rotawirus A, który odpowiada za ponad 90% rotawirusowego zapalenia żołądka i jelit u ludzi, jest endemiczny na całym świecie. Każdego roku rotawirus powoduje miliony przypadków biegunki w krajach rozwijających się, z czego prawie 2 miliony powodują hospitalizację, a szacunkowo 453 000 powoduje śmierć dziecka poniżej piątego roku życia. To około 40 procent wszystkich przyjęć do szpitali związanych z biegunką u dzieci poniżej piątego roku życia na całym świecie.
W samych Stanach Zjednoczonych – przed rozpoczęciem programu szczepień przeciw rotawirusom – rocznie występowało ponad 2,7 miliona przypadków rotawirusowego zapalenia żołądka i jelit, hospitalizowano 60 000 dzieci, a około 37 zmarło w wyniku zakażenia. Główna rola rotawirusa w wywoływaniu biegunki nie jest powszechnie uznawana w środowisku zdrowia publicznego, zwłaszcza w krajach rozwijających się. Prawie każde dziecko zostało zarażone rotawirusem do piątego roku życia. Jest główną pojedynczą przyczyną ciężkich biegunek u niemowląt i dzieci, odpowiada za około 20% przypadków i odpowiada za 50% przypadków wymagających hospitalizacji. Rotawirus jest przyczyną 37% zgonów związanych z biegunką i 5% wszystkich zgonów dzieci poniżej piątego roku życia. Chłopcy dwa razy częściej niż dziewczęta trafiają do szpitala. Infekcje rotawirusowe występują głównie w chłodnych, suchych porach roku. Liczba związana z zanieczyszczeniem żywności jest nieznana.
Ogniska rotawirusów Biegunka jest częstym zjawiskiem wśród hospitalizowanych niemowląt, małych dzieci uczęszczających do żłobków i osób starszych przebywających w domach opieki. Wybuch epidemii spowodowanej zanieczyszczoną wodą miejską miał miejsce w Kolorado w 1981 r. W 2005 r. Największa odnotowana epidemia biegunki miała miejsce w Nikaragui. Ta niezwykle duża i poważna epidemia była związana z mutacjami w genomie rotawirusa A, prawdopodobnie pomagając wirusowi uciec przed dominującą w populacji odpornością. Podobna duża epidemia miała miejsce w Brazylii w 1977 roku.
Rotawirus B, zwany także rotawirusem biegunki dorosłych lub ADRV, spowodował poważne epidemie ciężkiej biegunki dotykającej tysiące ludzi w każdym wieku w Chinach. Epidemie te wystąpiły w wyniku zanieczyszczenia wody pitnej ściekami. Zakażenia rotawirusem B wystąpiły również w Indiach w 1998 roku; szczep sprawczy nazwano CAL. W przeciwieństwie do ADRV, szczep CAL jest endemiczny. Do tej pory epidemie wywołane przez rotawirusa B ograniczały się do Chin kontynentalnych , a badania wskazują na brak odporności na ten gatunek w Stanach Zjednoczonych.
Historia
W 1943 roku Jacob Light i Horace Hodes udowodnili, że filtrowalny czynnik znajdujący się w kale dzieci z zakaźną biegunką powodował również biegunkę u bydła. Trzy dekady później wykazano, że zachowane próbki czynnika to rotawirus. W międzyczasie wykazano, że wirus występujący u myszy jest spokrewniony z wirusem powodującym oparzenia. W 1973 Ruth Bishop i współpracownicy opisali pokrewne wirusy znalezione u dzieci z zapaleniem żołądka i jelit.
W 1974 roku Thomas Henry Flewett zasugerował nazwę rotawirus po zaobserwowaniu, że oglądana przez mikroskop elektronowy cząsteczka rotawirusa wygląda jak koło ( po łacinie rota ); nazwa została oficjalnie uznana przez Międzynarodowy Komitet Taksonomii Wirusów cztery lata później. W 1976 roku opisano pokrewne wirusy u kilku innych gatunków zwierząt. Wirusy te, wszystkie powodujące ostre zapalenie żołądka i jelit, zostały uznane za zbiorczy patogen atakujący ludzi i zwierzęta na całym świecie. Serotypy rotawirusa zostały po raz pierwszy opisane w 1980 r., a rok później po raz pierwszy wyhodowano rotawirusa ludzkiego w hodowlach komórkowych pochodzących z nerek małpy, dodając trypsynę (enzym występujący w dwunastnicy ssaków i obecnie wiadomo, że są niezbędne do replikacji rotawirusa) do pożywki hodowlanej. Możliwość hodowania rotawirusa w kulturze przyspieszyła tempo badań i do połowy lat 80. oceniano pierwsze potencjalne szczepionki.
W 1998 roku szczepionka przeciw rotawirusom została dopuszczona do użytku w Stanach Zjednoczonych. Badania kliniczne przeprowadzone w Stanach Zjednoczonych, Finlandii i Wenezueli wykazały, że jest on skuteczny w 80 do 100% w zapobieganiu ciężkiej biegunce wywołanej przez rotawirusa A, a naukowcy nie wykryli żadnych istotnych statystycznie poważnych skutków ubocznych . Producent jednak wycofał ją z rynku w 1999 r., po tym, jak odkryto, że szczepionka mogła przyczynić się do zwiększonego ryzyka wgłobienia , rodzaju niedrożności jelit u jednego na 12 000 zaszczepionych niemowląt. To doświadczenie wywołało intensywną debatę na temat względnego ryzyka i korzyści szczepionki rotawirusowej. W 2006 roku wykazano, że dwie nowe szczepionki przeciwko rotawirusem A są bezpieczne i skuteczne u dzieci, aw czerwcu 2009 roku Światowa Organizacja Zdrowia zaleciła włączenie szczepienia przeciwko rotawirusowi do wszystkich krajowych programów szczepień w celu zapewnienia ochrony przed tym wirusem.
Inne zwierzęta
Rotawirusy infekują młode wielu gatunków zwierząt i są główną przyczyną biegunek u dzikich i hodowanych zwierząt na całym świecie. Jako patogen zwierząt gospodarskich, zwłaszcza młodych cieląt i prosiąt, rotawirusy powodują straty ekonomiczne dla rolników z powodu kosztów leczenia związanych z wysokimi wskaźnikami zachorowalności i śmiertelności. Te rotawirusy są potencjalnym rezerwuarem wymiany genetycznej z ludzkimi rotawirusami. Istnieją dowody na to, że zwierzęce rotawirusy mogą zakażać ludzi, albo poprzez bezpośrednie przeniesienie wirusa, albo poprzez dodanie jednego lub kilku segmentów RNA do reasortantów ze szczepami ludzkimi.
Dalsza lektura
- Ramig, RF (październik 2004). „Patogeneza jelitowej i ogólnoustrojowej infekcji rotawirusowej” . Dziennik wirusologii . 78 (19): 10213–20. doi : 10.1128/JVI.78.19.10213-10220.2004 . PMC 516399 . PMID 15367586 .