CC BY
2УДК: 613.88-07(575.1) РОТАВИРУСНАЯ ИНФЕКЦИЯ: ОТ МЕХАНИЗМА ЗАРАЖЕНИЯ ДО
СТРАТЕГИЙ БОРЬБЫ
МИХАЙЛОВА КИРА ОЛЕГОВНА
Студент лечебного факультета 412 группы, Астраханский Государственный Медицинский Университет, г. Астрахань, Российская Федерация. ОНОЮ Ю 0009-0009-5249-0121
НИЧОГА АЛЕКСАНДР АНДРЕЕВИЧ Студент лечебного факультета 412 группы, Астраханский Государственный Медицинский Университет, г. Астрахань, Российская Федерация. ОНОЮ Ю 0009-0003-7618-0714 КАРПУНИНА ВИКТОРИЯ ВИКТОРОВНА Студент лечебного факультета 412 группы, Астраханский Государственный Медицинский Университет, г. Астрахань, Российская Федерация. ОНОЮ Ю 0000-0003-3069-2020
АННОТАЦИЯ
Ротавирусная инфекция является одной из ведущих причин острых гастроэнтеритов у детей и взрослых, приводя к значительным экономическим затратам и нагрузке на систему здравоохранения. В статье рассматриваются механизмы заражения ротавирусом, включая пути передачи и факторы риска. Подробно описывается патогенез инфекции, начиная с проникновения вируса в организм и заканчивая развитием клинических симптомов. Основное внимание уделено клинической картине ротавирусной инфекции, включая типичные симптомы, такие как диарея, рвота и обезвоживание, а также возможные осложнения.
Ключевые слова: Ротавирусная инфекция, эпидемический процесс, ротавирусы группы А, ротавирусный гастроэнтерит, желудочный грипп, кишечный грипп, гастроэнтерит, диарея, гиповолемия.
ROTAVIRUS INFECTION: FROM THE MECHANISM OF INFECTION TO
CONTROL STRATEGIES
MIKHAILOVA KIRA OLEGOVNA
Student of the medical faculty of group 412, Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russian Federation. ORCID ID 0009-0009-5249-0121 NICHOGA ALEXANDER ANDREEVICH Student of the medical faculty of group 412, Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russian Federation. ORCID ID 0009-0003-7618-0714 KARPUNINA VIKTORIYA VIKTOROVNA Medical student, group 412, Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russian Federation. ORCID ID 0000-0003-3069-2020
ABSTRACT
Rotavirus infection is one of the leading causes of acute gastroenteritis in children and adults, leading to significant economic costs and strain on the healthcare system. The article discusses the mechanisms of infection with rotavirus, including transmission routes and risk factors. The pathogenesis of infection is described in detail, starting with the penetration of the virus into the body and ending with the development of clinical symptoms. The main focus is on the clinical picture of rotavirus infection, including typical symptoms such as diarrhea, vomiting and dehydration, as well as possible complications.
Keywords: Rotavirus infection, Epidemic process, Group A Rotaviruses, Rotavirus gastroenteritis, Stomach flu, Intestinal flu, Gastroenteritis, Diarrhea, Hypovolemia
ROTAVIRUS INFEKSIYASI: YUQISH MEXANIZMIDAN KURASHISH
STRATEGIYASIGACHA
MIKHAILOVA KIRA OLEGOVNA
Astraxan davlat tibbiyot universiteti tibbiyot fakulteti 412-guruh talabasi, Astraxan, Rossiya Federatsiyasi. ORCID ID 0009-0009-5249-0121 NICHOGA ALEKSANDR ANDREEVICH Tibbiyot fakulteti, 412-guruh talabasi, Astraxan davlat tibbiyot universiteti, Astraxan, Rossiya Federatsiyasi. ORCID ID 0009-0003-7618-0714 KARPUNINA VIKTORIA VIKTOROVNA Tibbiyot fakulteti, 412-guruh talabasi, Astraxan davlat tibbiyot universiteti, Astraxan, Rossiya Federatsiyasi. ORCID ID 0000-0003-3069-2020 ANNOTATSIYA
Rotavirus infektsiyasi bolalar va kattalardagi o'tkir gastroenteritning asosiy sabablaridan biri bo'lib, sog'liqni saqlash tizimiga sezilarli iqtisodiy xarajatlar va yukni keltirib chiqaradi. Maqolada rotavirus infektsiyasining mexanizmlari, jumladan, yuqish yo'llari va xavf omillari muhokama qilinadi. Infektsiya patogenezi virusning tanaga kirib borishidan boshlab va klinik belgilarning rivojlanishi bilan yakunlanishi batafsil tavsiflangan. Asosiy e'tibor rotavirus infektsiyasining klinik ko'rinishiga, jumladan diareya, qusish va suvsizlanish kabi tipik alomatlarga, shuningdek, mumkin bo'lgan asoratlarga qaratiladi.
Kalit so'zlar: Rotavirus infektsiyasi, epidemik jarayon, rotavirus A guruhi, rotavirus gastroenteric oshqozon grippi, ichak grippi, gastroenteric diareya, gipovolemiya
Введение
Кишечные ротавирусы человека были впервые обнаружены в
1973 году при электронно-микроскопическом исследовании биоптатов двенадцатиперстной кишки, взятых у младенцев с диарееи. С тех пор они были обнаружены во всем мире, и считается, что на их долю приходится от 40% до 60% случаев острого гастроэнтерита, возникающего в холодное время года у младенцев и детей в возрасте до 5 лет, причем наиболее серьезные заболевания возникают в возрасте от 3 до 35 месяцев. Во всем мире в 2000 году более 528 000 случаев смерти детей в возрасте до 5 лет были связаны с число случаев ротавирусной инфекции в основном в странах Африки к югу от Сахары, Южной и Юго-Восточной Азии сократилось до 215 000 в 2013 году. В четырех странах, включая Индию, Нигерию, Пакистан и В 2013 году на долю Демократической Республики Конго приходилось 49% смертей в возрасте до 5 лет, связанных с ротавирусом, при этом только в Индии этот показатель составил 22%. В Соединенных Штатах до введения ротавирусной вакцины в 2006 году было зарегистрировано более 400 000 посещений врачей, 200 000 посещений отделений неотложной помощи, от 50 000 до 70 000 госпитализаций и от 20 до 60 смертей. Теперь такие смерти в В Соединенных Штатах они встречаются довольно редко; ежегодный уровень заболеваемости значительно снизился. До введения ротавирусных вакцин в 2006 году в Соединенных Штатах почти все дети были инфицированы в возрасте до пяти лет [8]. Регулярное применение ротавирусной вакцины у младенцев значительно снизило заболеваемость ротавирусной инфекцией в России. Эти вирусы были обнаружены в содержимом кишечника и в тканях верхних отделов желудочно-кишечного тракта.
Характеристика вируса
Ротавирусы относятся к семейству Reoviridae. Геном ротавирусов уникален в том смысле, что они содержат 11 сегментов двухцепочечной РНК. 11 сегментов генома кодируют шесть структурных ^Р1^Р4 и УР6^Р7) и шесть неструктурных (NSP1-NSP6) белков. Существует три
типа вирусных частиц, включая трехслойные (ранее называемые двухслойными), двухслойные (ранее называемые однослойными) и однослойные (пустые капсулы, обычно без генома). Полный вирус частица ротавируса имеет форму колеса, и название происходит от латинского rota ("колесо") из-за внешнего капсида, который напоминает колесо, прикрепленное короткими спицами к внутреннему капсиду и сердцевине. Одиннадцать сегментов двухцепочечной РНК-геном упаковывают в икосаэдрический капсид, образуя сферические частицы диаметром от 65 до 75 нм (также были описаны меньшие формы). Вирусная частица содержит ассоциированную с вирионом РНК-зависимую РНК-полимеразу и двойную-наружный капсид покрыт оболочкой; два сегмента кодируют белки внешнего капсида (VP4 или P и VP7 или G), которые являются мишенями для нейтрализующих антител. Основными белками внешнего капсида являются VP4 и VP7. VP4 выполняет несколько функций, включая белок прикрепления к вирусу, тогда как VP7 является типоспецифичным антигеном и способствует прикреплению и проникновению вируса.
Ротавирусы подразделяются на семь групп, от A до G, в зависимости от внутренней структуры белка - капсида, VP6 [7]. Инфекции человека вызываются преимущественно группой А и реже группой В или С. На основе типоспецифических антигенов VP4 и VP7 на внешнем капсиде были выделены серотипы G (VP7 - гликопротеин) и P (VP4 - чувствительный к протеазам). Пять серотипов (G1, G2, G3, G4 и G9) имеют важное эпидемиологическое значение, поскольку на них приходится более 90% всех серотипов, выявляемых во всем мире. Серотип G1 составляет более 75% всех изолятов. Наружный капсид протеолитически расщепляется в желудочно-кишечном тракте пути для образования промежуточных инфекционных субвирусных частиц (ISVP), которые активируют вирус для инфицирования. Ротавирусы могут размножаться в цитоплазме инфицированных клеточных культур
в лабораторных условиях, и было достигнуто успешное размножение человеческих штаммов in vitro в клеточных линиях.
Ротавирус передается фекально-оральным путем, и вирусная частица частично переваривается в желудочно-кишечном тракте и активируется расщеплением протеазой, что приводит к потере VP7 и расщеплению VP4 с образованием ISVP [5]. VP4 связывается с гликопротеидами, содержащими сиаловую кислоту, в эпителиальных клетках, а ISVP проникает в клетки- мишени. Выработка ISVP необходима для ротавирусной инфекции, поскольку вирусная частица, имеющая двойную оболочку, проникает в клетки посредством рецептор-опосредованного эндоцитоза, не может вызвать инфекцию из-за тупикового пути. После введения ISVP ядро, содержащее двухцепочечные РНК-геномы и РНК-зависимую РНК-полимеразу, частично высвобождается в цитоплазму. Ротавирусы используют стратегию негативной РНК для транскрипции и репликации. РНК-зависимая РНК-полимераза управляет синтезом ранних и поздних МРНК с последующей репликацией генома, используя отрицательную РНК двухцепочечной РНК генома. Вырабатываются ранние белки, необходимые для функционирования вируса репликации, тогда как поздние белки в основном являются структурными белками. Ротавирус собирается, связывая свое ядро с неструктурным белком (NS28, продуктом NSP4) и приобретая VP7 и мембрану, образующую эндоплазматический ретикулум (ER). Вирус в конечном итоге теряет мембрану в ЭПР и высвобождается при лизисе клеток [7].
Ротавирусы животного происхождения также широко распространены и вызывают острые желудочно-кишечные заболевания у различных видов животных. Особенно восприимчивы к ним очень молодые животные, такие как телята, молочные мыши, поросята и жеребята. Ротавирусы животных часто могут размножаться в клеточных культурах, и заражение между видами было осуществлено
экспериментально; однако нет никаких доказательств того, что такое межвидовое распространение происходит в природе (например, неизвестно, что ротавирусы животных поражают людей и наоборот). Одной из уникальных особенностей ротавирусов является легкость, с которой 11 сегментов РНК могут подвергнуться повторной сортировке. Это позволило разработать живые вакцины, которые сочетают гены легко культивируемых ротавирусов животных с генами ротавируса человека, кодирующими серотипоспецифичные капсидные белки [6].
Эпидемиология
Вспышки ротавирусной инфекции были обычным явлением в эпоху, предшествовавшую вакцинации, особенно в холодное время года, среди младенцев и детей в возрасте до 5 лет, но частота клинических заболеваний была самой высокой в возрасте от 3 до 35 месяцев. Дети старшего возраста и взрослые также могут быть инфицированы, но частота случаев инфицирования обычно значительно ниже, а течение заболевания протекает в более легкой форме. Также были отмечены вспышки среди пожилых пациентов, находящихся в стационарах. Хотя новорожденные могут быть легко инфицированы вирусом, такие инфекции часто это приводит к незначительным клиническим заболеваниям или к их полному отсутствию. Этот вывод подтверждается данными о том, что в некоторых яслях для новорожденных уровень инфицирования составляет от 32% до 49%, но легкие заболевания наблюдаются только у 8-28% младенцев. Неясно, является ли эта временная устойчивость к болезням результатом факторов созревания организма-хозяина или трансплацентарного иммунитета. Сероэпидемиологические исследования продемонстрировали повсеместное распространение этих вирусов и могут помочь объяснить возрастную специфику их распространения [4]. К возрасту 5 лет почти у всех людей вырабатываются гуморальные
антитела, что свидетельствует о высокий уровень вирусной инфекции в раннем возрасте.
Патогенез
Ротавирусы локализуются преимущественно в двенадцатиперстной кишке и проксимальном отделе тощей кишки, вызывая разрушение клеток ворсинчатого эпителия с притуплением (укорочением) ворсинок и разнообразными, обычно слабовыражен-ными инфильтратами мононуклеарных и нескольких полиморфно-ядерных воспалительных клеток внутри ворсин. Слизистая оболочка желудка и толстой кишки остается неизменной, однако по неизвестным причинам время опорожнения желудка заметно замедляется. Основными патофизиологическими эффектами являются уменьшение всасывающей поверхности в тонком кишечнике и снижение выработки щеточного вещества пограничные ферменты, такие как дисахаридазы [5]. Конечным результатом является кратковременное нарушение всасывания с нарушением усвоения жиров и сахаров. Восстановление нормальной гистологической и функциональной целостности поврежденной слизистой оболочки может занять от 3 до 8 недель. Хотя конкретный продукт гена, связанный с вирулентностью, пока неизвестен, некоторые данные свидетельствуют о том, что один неструктурный белок, NSP4, может вести себя как энтеротоксин, подобно термолабильному энтеротоксину ^Т) кишечной палочки и холерному токсину. Это может привести к дальнейшему объясните избыточную секрецию жидкости и электролитов в острой фазе заболевания. Выведение вируса обычно длится от 2 до 12 дней, но может значительно затянуться у пациентов с недостаточным питанием или иммунодефицитом и стойкими симптомами
Иммунный ответ
В ответ на ротавирусную инфекцию вырабатываются типоспе-
цифичные гуморальные антитела, которые, вероятно, не сохраняются в течение всей жизни после первого заражения. Выздоровление после первого заражения обеспечивает 38%-ную защиту от инфекции, 77%-ную защиту от диареи и 87% -ную защиту от тяжелой диареи. Последующие инфекции обеспечивают долговременный иммунитет. Кроме того, в желудочно-кишечном тракте вырабатываются типоспецифические секреторные IgA-антитела, и их наличие, по-видимому, наилучшим образом коррелирует с устойчивостью к повторному заражению [3]. Грудное вскармливание также они играют защитную роль против ротавирусных заболеваний у детей раннего возраста. Секреторные IgA -антитела к ротавирус появляются в молозиве и продолжают выделяться с грудным молоком в течение нескольких месяцев после родов. Также было показано, что муциновые гликопротеины грудного молока человека связываются с ротавирусами, подавляя их репликацию in vitro и in vivo.
Клинические проявления
После инкубационного периода, длящегося от 1 до 3 дней, обычно внезапно начинается рвота, за которой в течение нескольких часов следует частый, обильный, водянистый стул коричневого цвета. В тяжелых случаях стул может стать прозрачным; японцы называют это заболевание хакури, "диарея с белым калом" [1]. Часто наблюдается лихорадка, обычно незначительная. Рвота может сохраняться в течение 1-3 дней, а диарея - в течение 4-8 дней. Основные осложнения возникают в результате сильного обезвоживания, иногда связанного с гипернатриемией.
Диагностика
Диагностика острой ротавирусной инфекции обычно проводится путем обнаружения вирусных частиц, антигена или вирионной РНК в кале во время острой фазы заболевания. Это может
быть достигнуто с помощью иммунологического определения антигена с помощью методов EIA или вирионной РНК с помощью ОТ-ПЦР. Непосредственное исследование образца с помощью электронной микроскопии также может быть проведено в основном в исследовательских условиях [2].
Профилактика и лечение
Специального лечения ротавирусной инфекции не существует. В тяжелых случаях требуется интенсивная замена жидкости и электролитов, что может спасти жизнь. Ротавирусы очень заразны и могут быстро распространяться в семьях и учреждениях. Контроль состоит из строгих гигиенических мер, включая тщательное мытье рук и адекватное удаление кишечных выделений. Ранее разработанная живая аттенуированная или реассортантная ротавирусная вакцина на основе резус-вируса была разработана и лицензирована в 1998 году, но отозвана из-за некоторых побочных эффектов. В 2006 году живая пероральная реассортантная вакцина крупного рогатого скота/человека, содержащая пять реассортантных ротавирусов (RV5), полученных из штаммов человека и крупного рогатого скота (RotaTeq, разработанная компанией Merck), была лицензирована для рутинного использования в Соединенных Штатах. Это серия из трех доз в возрасте 2, 4 и 6 месяцев. Вторая живая пероральная вакцина RV1 (Ротарикс), содержащая один живой аттенуированный штамм человека (разработана компанией GlaxoSmithKline), была лицензирована в 2008 году для серии из двух доз, вводимых через 2 и 4 месяца. Минимальный возраст для получения первой дозы продолжительность приема составляет 6 недель, максимальный возраст - 14 недель и 6 дней. Минимальный интервал между приемами составляет 4 недели, и все дозы должны быть приняты до достижения 8-месячного возраста. На сегодняшний день эффективность препарата после серии из трех доз была
превосходной, и никаких опасений по поводу безопасности не возникало.
Эффективность вакцины в профилактике инфекции составляет от 85% до 98%. Однако из-за отсутствия данных о безопасности ротавирусной вакцины не следует делать прививку от ротавируса детям в возрасте от 15 месяцев и старше. Хотя вакцина безопасна, возможны незначительные проблемы, такие как временная диарея или рвота- возможно заражение. Кроме того, у 1 из 20 000 - 1 из 100 000 младенцев при вакцинации от ротавируса может развиться инвагинация кишечника (непроходимость кишечника).
Список литературы:
1. Маянский Н.А., Маянский А.Н., Куличенко Т.В. Ротавирусная инфекция: эпидемиология, патология, вакцинопрофилактика. //Вестник РАМН. 2015; 1: 47 - 55.
2. Mc Clain B., Settembre T., Temple B.R.S., Bellamy A.R., Harrison S.C. X-ray Crystal Structure of the Rotavirus Inner Capsid Particle at 3,8 A Resolution. //J. Mol. Biol. 2010; 397: 587 - 599.
3. Patton J.T. Rotavirus diversity and evolution in the postvaccine world. //Discov. Med. 2012; 13: 85 - 97.
4. Troeger Christopher, Blacker Brigette F., Khalil Ibrahim A., Rao Puja C., Cao Shujin, Zimsen Stephanie R.M., Albertson Sam Estimates of the global, regional, and national morbidity, mortality, and aetiologies of diarrhoea in 195 countries: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016 - Vol 18 - November - p. 1211 - 1228.
5. Veselova O., Podkolzin A. et al. Rotavirus group A Surveillance and genotype distribution in the Russian Federation in seasons 2012 -2013. //International Journal of Clinical Medicine. 2014; 5: 407 - 413.
6. Walker C.L., Rudan I., Liu L., Nair H., Theodoratou E., Bhutta Z.A., O'Brien K.L., Campbell H., Black R.E. Global burden of childhood pneumonia and diarrhea. //Lancet. 2013; 381: 1405 - 1416.
7. Rivero-Calle I, G6mez-Rial J, Martinon-Torres F. Systemic features of rotavirus infection. //J. Infect. 2016; 72 Suppl: S98 - S105.
8. Gomez-Rial et al Rotavirus infection beyond the gut Infection and Drug Resistance 2019:12: 55 - 64.
