36
Таксономическое положение. Ротавирусы относятся к семейству Reoviridae, подсемейству Sedoreovirinae, роду Rotavirus. В состав этого рода входит 9 видов – Rotavirus A, B, C, D, E, F, G, H, I. Внутри вида Rotavirus А выделяют серотип G (связан с вариациями белка VP7) и серотип P (связан с изменениями белка VP4).
Структура ротавирусов. Вирион ротавирусов сферический (диаметр 70 нм). Трехслойный капсид (наружный, промежуточный и внутренний) имеет форму колеса с отходящими внутрь “спицами”. Поэтому название ротавирусов связано со строением вириона (лат. rota – колесо). Внутренний капсид включает белок VР7.
Промежуточный капсид содержит белок VР6. Наружный капсид включает белки
VР8, VР5 и VР7. Белки VР8 и VР5 образуют шипы, выполняющие функцию прикрепительного белка. Белок VР7 является типоспецифическим антигеном. Строение ротавирусов представлено на рисунке 35.
Наружный капсид
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внутренн |
|
Промежуточный |
|
Внутренний |
|
|
|
|
капсид |
|
капсид |
|
|
Промежуточный |
|
Внутренний |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
ий |
|
|
|
|
|
капсид |
|
капсид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
капсид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Рисунок 35 – Строение ротавирусов (заимствовано с сайта ViralZone).
Человек инфицируется видами А, В и С, причем возбудителем более 90% случаев является ротавирус вида А. К виду Rotavirus A относится несколько серотипов.
Геном ротавирусов имеют двунитевую сегментированную плюс-РНК (11 сегментов). Каждый сегмент представляет собой 1 ген. Каждый ген кодирует 1 белок, за исключением гена (сегмента) 9, который кодирует 2 белка (рисунок 36).
Сегмент 1 |
Сегмент 5 |
Сегмент 2 |
Сегмент 3 |
Сегмент 6 |
|
Сегмент 4 |
Сегмент 7 |
|
37
Сегмент 8 |
Сегмент 9 |
Сегмент 10 |
Сегмент 11
Рисунок 36 – Геном ротавирусов (заимствовано с сайта ViralZone).
В состав вирусной частицы входит 6 структурных протеинов (VP1, VP2, VP3, VP4, VP6 и VP7).
VP1 располагается в ядре вирусной частицы и представляет собой РНКполимеразу. В инфицированной клетке этот фермент осуществляет синтез мРНК для последующего образования вирусных белков, а также синтез сегментов РНК для дочерних вирионов.
VP2 формирует сердцевину вируса и связывает вирусный геном, стимулирует вирусную РНК-репликазу.
VP3 является ферментом гуанилил-трансферазой. Он защищает мРНК от действия нуклеаз.
VP4 расположен на поверхности вириона. Он связывается с рецепторами на поверхности клетки и управляет внедрением вируса в клетку. Для этого он модифицируется трипсином кишечника в белки VP5 и VP8.
VP6 образует капсид вируса, является основным антигеном, который используется для определения вида ротавирусов.
VP7 формирует наружную поверхность вириона и вместе с белком VP4 участвует в развитии иммунитета к инфекции.
Расположение структурных белков представлено на рисунке 37.
Рисунок 37 – Расположение белков в вирионе ротавируса. Заимствовано из Интернет-ресурсов.
38
Инфицированная ротавирусом клетка продуцирует также 6 неструктурных белков (NSP1, NSP2, NSPЗ, NSP4, NSP5, NSP6), участвующих в репродукции вирусов.
Репродукция. Ротавирусы способны проникать в клетку путем рецепторопосредованного эндоцитоза и пенетрации через клеточную мембрану. В цитоплазме клетки вирионы утрачивают наружный капсид. Вокруг вирусной РНК остается двухслойная белковая мембрана (белки VP2 и VP6). При участии вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы с каждого сегмента плюс-РНК считывается индивидуальная минус-РНК для репликации дочерних геномов. В свою очередь вирионная плюс-РНК является иРНК для синтеза структурных белков дочерних вирионов. Сборка вирусных частиц происходит на эндоплазматическом ретикулуме. Потомство вирусов высвобождается из клетки путем лизиса (рисунок 38).
Рисунок 38 – Схема репродукции ротавирусов (Воробьев А.А., Быков А.С., 2003 г.).
Эпидемиология. Источник инфекции - больные люди или вирусоносители, выделяющие ротавирусы с калом. Механизм передачи – фекально-оральный. Пути передачи - водный (основной), пищевой, контактно-бытовой. Заболевают чаще дети в возрасте от 6 месяцев до 2 лет.
Патогенез. Ротавирусы уже в первые сутки заболевания обнаруживаются в эпителии двенадцатиперстной кишки и верхнего отдела тонкой кишки, где размножаются и поражают зрелые эпителиоциты. Проникновение вирусов в клетку происходит после связывания вирусных частиц с рецепторами, содержащими сиаловую кислоту. Процесс связывания контролируется вирусным белком VP4. Репродукция ротавирусов в энтероцитах кишечника приводит к структурным и функциональным изменениям эпителия. Пораженные эпителиоциты гибнут и отторгаются от ворсинок, верхушки ворсинок “оголяются”. На этих местах в дальнейшем появляются молодые эпителиоциты, которые не способны в отличие от зрелых эпителиоцитов адекватно абсорбировать простые сахара. Поэтому после гибели зрелых эпителиоцитов развивается ферментная (в основном, дисахаридазная) недостаточность, приводящая к накоплению в просвете кишечника нерасщепленных дисахаридов с высокой осмотической активностью. В результате этого в просвет кишечника поступает избыточное количество воды и электролитов, усиливается перистальтика кишечника и развивается водянистая диарея.
39
Клиника. Инкубационный период составляет 1-3 дня. Ротавирусы распространены повсеместно, вызывают гастроэнтериты, главным образом у детей (часто в возрасте от 6 месяцев до 2 лет); являются причиной смерти около миллиона людей из-за диареи.
Заболевание протекает с рвотой, абдоминальными болями и диареей в течение 1-2 суток. Частота стула 10-15 раз в сутки. У больных также отмечается заложенность носа, першение в горле, кашель, головная боль, повышение температуры тела. Поэтому часто заболевание называют “кишечным гриппом”.
Лабораторная диагностика. Вирусологическое исследование направлено на обнаружении вируса в фекалиях с помощью иммунной электронной микроскопии, ИФА, иммунодиффузионной преципитации в агаре, РСК, РН, РИФ. Серологическое исследование проводится с целью выявления в сыворотке крови нарастания титра антител с помощью ИФА, РСК, РПГА, РН, РИФ.
Чаще всего в практической работе используются следующие методы:
1.РПГА с антительным ротавирусным диагностикумом.
2.Реакция коагглютинации.
3.Обнаружение антигена с помощью ИФА.
4.Выявление вирусной РНК в фекалиях.
Лечение. Средства специфической противовирусной терапии отсутствуют, используют симптоматические средства.
Профилактика. Основой неспецифической профилактики является соблюдение санитарно-гигиенических правил, санитарных норм водоснабжения и канализации. Специфическая профилактика заключается в применении живых вакцин: Ротарикс (оральная живая моновалентная вакцина, Англия) и РотаТек® (оральная живая пятивалентная вакцина, Нидерланды). Вакцина Ротарикс вводится двукратно с 6 недель с интервалом в 4-6 недель. Вакцина РотаТек® вводится трехкратно в возрасте 6-32 недель. В нашей стране зарегистрирована вакцина РотаТек® (рисунок 39).
Рисунок 39 – Вакцина РотаТек® для профилактики ротавирусной инфекции. Заимствовано из Интернет-ресурсов.
Первую дозу вакцины рекомендуется вводить в возрасте 6-12 недель. Курс вакцинации состоит из 3 доз препарата с интервалом между введениями от 4 до 10 недель. В Российской Федерации вакцинация от ротавирусной инфекции не включена в Национальный календарь прививок. ВОЗ рекомендует проводить вакцинацию от ротавирусной инфекции в тех странах, где существует эпидемиологическая напряженность.
40
Вопросы для контроля усвоения материала
1.Таксономическое положение ротавирусов.
2.Структура и репродукция ротавирусов.
3.Эпидемиология и патогенез ротавирусной инфекции.
4.Клиника и диагностика ротавирусной инфекции.
5.Принципы профилактики и лечения ротавирусной инфекции.
Тренировочные тесты
1.Ротавирусы относятся к семейству:
1.1.Retroviridae
1.2.Reoviridae
1.3.Picornaviridae
1.4.Flaviviridae
1.5.Togaviridae
2.Геном ротавирусов представлен:
2.1.линейной ДНК
2.2.сегментированной минус-РНК
2.3.сегментированной плюс-РНК
2.4.несегментированной минус-РНК
2.5.несегментированной плюс-РНК
3.Для ротавирусов характерно:
3.1.наличие суперкапсида
3.2.отсутствие суперкапсида
3.3.наличие ДНК
3.4.трехслойный капсид
3.5.репродукция в ядре клетки
4. Для ротавирусов характерно:
4.1.репродукция в цитоплазме клеток
4.2.наличие суперкапсида
4.3.наличие ДНК
4.4. присутствие однонитевой РНК 4.5. наличие сегментированной плюс-РНК
5.Для ротавирусной инфекции характерно:
5.1.фекально-оральный механизм заражения
5.2.парентеральный механизм заражения
5.3.водный путь заражения
5.4.трансплацентарное заражение
5.5.инъекционный путь заражения
6.Клетками-мишенями для ротавирусов являются: