ロタウイルス感染症 - 原因と病態

ロタウイルス感染の原因

ロタウイルス感染症は、レオウイルス科ロタウイルス属のウイルスによって引き起こされます。この名称は、ロタウイルスの形態が車輪（ラテン語の「rota」（車輪）に由来）に類似していることに由来しています。電子顕微鏡で見ると、ウイルス粒子は幅広のハブ、短いスポーク、そして明瞭に区別できる薄い縁を持つ車輪のように見えます。直径65～75nmのロタウイルス粒子は、電子密度の高い中心（コア）と、外側のカプシドと内側のカプシドという2つのペプチド殻で構成されています。直径38～40nmのコアには、内部タンパク質と二本鎖RNAからなる遺伝物質が含まれています。ヒトおよび動物のロタウイルスのゲノムは11の断片で構成されており、これがロタウイルスの抗原多様性を決定づけていると考えられます。ヒト体内におけるロタウイルスの複製は、小腸上皮細胞でのみ行われます。

ロタウイルスには4つの主要な抗原があり、そのうちの1つは内部カプシドを構成するタンパク質である群抗原です。群特異的な抗原を考慮すると、ロタウイルスはA、B、C、D、E、F、Gの7つの群に分類されます。ヒトおよび動物のロタウイルスのほとんどは群Aに属し、群A内でサブグループ（IおよびII）と血清型が区別されます。患者から分離された株の最大70～80%は群IIに含まれます。特定の血清型と下痢の重症度との間に相関関係がある可能性を示す証拠があります。

ロタウイルスは環境要因に対して耐性があり、飲料水、開放水域、廃水中では数ヶ月間、野菜の表面では25～30日間、綿や羊毛の表面では15～45日間生存します。ロタウイルスは、繰り返しの凍結、消毒液、エーテル、クロロホルム、超音波処理では死滅しませんが、煮沸処理によって死滅します。また、pHが10を超える、または2未満の溶液で処理すると死滅します。ウイルスの生存に最適な条件は、気温4℃、湿度が高い（90%以上）または低い（13%未満）ことです。感染力は、タンパク質分解酵素（トリプシン、パンクレアチンなど）の添加によって高まります。

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ロタウイルス感染症の病因

ロタウイルス感染の病因は複雑です。一方で、ウイルスの構造タンパク質（VP3、VP4、VP6、VP7）と非構造タンパク質（NSP1、NSP2、NSP3、NSP4、NSP5）は、ロタウイルス胃腸炎の発症において極めて重要な役割を果たします。特に、NSP4ペプチドは細菌毒素と同様に分泌性下痢を引き起こすエンテロトキシンです。NSP3はウイルス複製に作用し、NSP1はインターフェロン調節因子3（IFN-R-3）の産生を「阻害」します。

一方、発症初日には、ロタウイルスは十二指腸粘膜上皮および小腸上部で検出され、そこで増殖・蓄積します。ロタウイルスの細胞侵入は多段階のプロセスです。細胞侵入には、ロタウイルスのいくつかの血清型は、シアリン酸を含む特異的受容体を必要とします。ウイルスと細胞の相互作用の初期段階では、a2b1インテグリン、インテグリン-aVb3、hsc70といったタンパク質が重要な役割を果たすことが分かっており、プロセス全体はウイルスタンパク質VP4によって制御されます。細胞に侵入したロタウイルスは、小腸の成熟上皮細胞を死滅させ、絨毛から拒絶します。絨毛上皮を置換する細胞は機能が劣っており、炭水化物や単糖を十分に吸収することができません。二糖分解酵素（主にラクターゼ）欠損症は、腸管内に浸透圧の高い未消化二糖類の蓄積を引き起こし、水分と電解質の再吸収を阻害して水様性下痢を引き起こし、しばしば脱水症状を引き起こします。これらの物質は大腸に入り、腸内細菌叢による発酵の基質となり、大量の有機酸、二酸化炭素、メタン、水を生成します。この感染症を伴う上皮細胞における環状アデノシン一リン酸およびグアノシン一リン酸の細胞内代謝は、実質的に変化しません。

したがって、現在、下痢症候群の発症には浸透性と分泌性の 2 つの主な要素が区別されています。

ロタウイルス感染症の疫学

ロタウイルス感染の主な発生源および宿主は、潜伏期の終わりから発症数日後に、便とともに多量のウイルス粒子（1gあたり最大10 ¹⁰ CFU）を排泄する患者です。発症4～5日目以降、便中のウイルス量は大幅に減少しますが、ロタウイルスの排泄期間は合計で2～3週間です。免疫反応が低下し、慢性の併発病変やラクターゼ欠乏症を伴う患者は、長期間にわたってウイルス粒子を排泄します。感染源は、健康なウイルスキャリア（団体や病院の子供、成人：まず第一に、産科、身体科、感染症科の医療従事者）である可能性があり、その便からは数ヶ月間ロタウイルスが分離される可能性があります。

病原体の感染経路は糞口感染です。感染経路：

• 接触-家庭内（汚れた手や家庭用品を通じて）
• 水（ボトル入りの水を含む、ウイルスに汚染された水を飲んだ場合）
• 食物（ほとんどの場合、牛乳や乳製品を摂取する場合）。

ロタウイルス感染の空気感染の可能性は否定できない。

ロタウイルス感染症は、患者の周囲における急速な感染拡大からもわかるように、非常に感染力が強いです。流行時には、免疫のない人口の最大70%が発症します。血液の血清疫学的検査では、高年齢層の小児の90%が様々なロタウイルスに対する抗体を保有しています。

感染後、ほとんどの場合、短期間の型特異的免疫が形成されます。特に高齢者層では、再発の可能性があります。

ロタウイルス感染症は一般的であり、すべての年齢層で検出されます。急性腸感染症の構成において、ロタウイルス胃腸炎の割合は、年齢、地域、生活水準、季節に応じて9～73％の範囲です。生後1年間（主に6か月から2歳）の乳幼児が特によく発症します。ロタウイルスは、3歳未満の乳幼児の重度の脱水症状を伴う下痢の原因の1つであり、入院または集中的な水分補給を必要とする下痢症例の最大30～50％がこの感染症によるものです。WHOによると、この疾患により、毎年世界中で100万～300万人の乳幼児が亡くなっています。ロタウイルス感染症は、いわゆる旅行者下痢の症例の約25％を占めています。ロシアでは、他の急性腸感染症の構成におけるロタウイルス胃腸炎の頻度は7～35％の範囲です。 3歳未満の乳幼児では60％を超えています。

ロタウイルスは、院内感染症の最も一般的な原因の一つであり、特に未熟児や幼児に多く見られます。ロタウイルスは、院内急性腸管感染症の9～49%を占めています。小児の長期入院は、院内感染症の発生を助長します。医療従事者はロタウイルスの伝播において重要な役割を果たしており、腸管疾患がない場合でも、医療従事者の20%は血清中にロタウイルスIgM抗体を保有しており、糞便濾液中にロタウイルス抗原が検出されます。

温帯気候では、ロタウイルス感染症は季節性があり、主に寒い冬季に多く発生します。これは、低温環境下でウイルスがより生存しやすいことと関連しています。熱帯諸国では、この疾患は年間を通して発生し、涼しい雨季に発生率が若干増加します。

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