ロタウイルス

ロタウイルス感染症

ロタウイルスは、乳幼児における下痢症の主要な病原体であり、レオウイルス科に属する二本鎖RNA[[ウイルス]]です。5歳までにほぼ全ての子供が一度は感染を経験しますが、繰り返しの感染で免疫がつき、大人では軽症化します。

ウイルス学

ロタウイルスはAからHまでの8つの種に分類され、ヒトには主にA、B、C群が感染します。特にA群が最も一般的です。A群ロタウイルスはさらに血清型に分けられ、VP7とVP4という2つの表面タンパク質の組み合わせで命名されます。ウイルスの型は年や地域によって変動します。

構造

ロタウイルスのゲノムは11分節の二本鎖RNAから成り、各分節は1つの遺伝子をコードしています。RNAは3層のタンパク質（外殻、内殻、コア）に包まれ、正二十面体の形状をしています。ウイルス粒子の直径は最大76.4 nmで、エンベロープを持ちません。

タンパク質

ロタウイルス粒子は6つの構造タンパク質（VP1、VP2、VP3、VP4、VP6、VP7）で構成されます。糖タンパク質VP7はG血清型を決定します。感染細胞内では、非構造タンパク質（NSP1、NSP2、NSP3、NSP4、NSP6、NSP7）も合成されます。これらのタンパク質はウイルスの複製や遺伝子発現の調節に関与します。

構造タンパク質

VP1: RNAポリメラーゼとして、mRNAの合成とゲノムRNAの複製に関わります。
VP2: コアを形成し、RNAと結合します。
VP3: mRNAの5'キャップ付加反応を触媒し、mRNAを安定化します。
VP4: 細胞への侵入を媒介し、ウイルスの病原性を決定します。血液型抗原との関連も示唆されています。
VP6: 内殻の主成分で、ロタウイルスの種を同定するために使用されます。
VP7: 外殻を形成し、G型を決定、免疫に関与します。

非構造タンパク質

NSP1: インターフェロン応答を阻害し、自然免疫を抑制します。
NSP2: 細胞質内封入体に蓄積し、ゲノム複製に必要な分子です。
NSP3: 細胞のタンパク質合成を遮断します。
NSP4: ウイルス性のエンテロトキシンとして、下痢を引き起こします。
NSP5: ヴィロプラズムに蓄積します。
NSP6: 核酸結合タンパク質です。

複製

ロタウイルスは主に小腸で複製され、腸細胞に感染して構造的・機能的変化をもたらします。胃酸や消化酵素に耐え、受容体性エンドサイトーシスによって細胞に侵入します。細胞内でmRNAを転写し、タンパク質の合成とゲノム複製を行います。ヴィロプラズムと呼ばれる構造でRNAの複製と粒子の組み立てが行われます。

感染経路

ロタウイルスは糞口経路で伝播し、汚染された手や物との接触、または空気感染の可能性もあります。感染者の糞便には大量のウイルスが含まれ、感染力が非常に高いです。衛生状態の良い国でも感染が広がる可能性があります。

徴候と症状

ロタウイルス性腸炎は、吐き気、嘔吐、水様性下痢、発熱を特徴とします。潜伏期間は約2日です。脱水症状が起こりやすく、主要な死因となります。初感染時に症状が最も重く、再感染では軽症化します。乳幼児や高齢者、免疫不全患者で重症化しやすい傾向があります。

発病機構

ロタウイルスは腸で増殖し、腸細胞を破壊します。NSP4はエンテロトキシンとして下痢を引き起こします。ラクターゼの喪失による牛乳不耐性も症状の一つです。

診断と検出

ロタウイルスの診断は、便試料を用いたELISA法によるウイルス検出で行われます。PCR法も研究目的で使用されます。

治療と予後

治療は対症療法が中心で、脱水対策が最も重要です。経口補液や点滴が行われます。プロバイオティクスの投与が有効な場合もあります。先進国では予後良好ですが、発展途上国では死亡例も多くみられます。

予防

ロタウイルスは感染力が強く、抗生物質は無効です。衛生状態の改善だけでは感染を防げないため、予防接種が重要です。ロタリックスとロタテックという2種類のワクチンが世界的に認可されており、小児に対して安全で効果的です。WHOは各国での予防接種プログラムへの導入を推奨しています。

疫学

A群ロタウイルスはヒトのロタウイルス性胃腸炎の90%を占めます。発展途上国では多数の下痢症を引き起こし、多くの死亡例があります。5歳までにほぼ全ての幼児が感染します。男児の方が女児よりも入院率が高い傾向があります。

動物のロタウイルス感染

ロタウイルスは多くの動物種にも感染し、下痢の主要な病原体となります。家畜への感染は経済的損失をもたらします。動物のロタウイルスはヒトのロタウイルスと遺伝子を交換することがあります。

歴史

1943年に感染性下痢の原因が牛にも下痢を引き起こすことが示されました。1973年に胃腸炎の小児患者からロタウイルスが発見され、1974年に「ロタウイルス」と命名されました。1980年代にはワクチン候補株が評価され、1998年にアメリカ合衆国で最初のワクチンが認可されましたが、副作用のため回収されました。2006年に新しいワクチンが承認され、2009年にWHOが予防接種プログラムへの導入を推奨しました。

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