Rotavirusinfectie - Oorzaken en pathogenese

Oorzaken van rotavirusinfectie

Rotavirusinfectie wordt veroorzaakt door een lid van de familie Reoviridae, geslacht Rotavirus. De naam is gebaseerd op de morfologische gelijkenis van rotavirussen met een wiel (van het Latijnse "rota" - "wiel"). Onder een elektronenmicroscoop zien virusdeeltjes eruit als wielen met een brede naaf, korte spaken en een duidelijk gedefinieerde dunne rand. Het rotavirusvirion, met een diameter van 65-75 nm, bestaat uit een elektronendicht centrum (kern) en twee peptideschillen: een buitenste en een binnenste capside. De kern, met een diameter van 38-40 nm, bevat interne eiwitten en genetisch materiaal, vertegenwoordigd door dubbelstrengs RNA. Het genoom van menselijke en dierlijke rotavirussen bestaat uit 11 fragmenten, wat waarschijnlijk de antigene diversiteit van rotavirussen bepaalt. Replicatie van rotavirussen in het menselijk lichaam vindt uitsluitend plaats in de epitheelcellen van de dunne darm.

Rotavirussen bevatten vier hoofdantigenen; het belangrijkste is het groepsantigeen, een eiwit van de interne capside. Rekening houdend met alle groepsspecifieke antigenen, worden rotavirussen onderverdeeld in zeven groepen: A, B, C, D, E, F, G. De meeste humane en dierlijke rotavirussen behoren tot groep A, waarbinnen subgroepen (I en II) en serotypen worden onderscheiden. Subgroep II omvat tot 70-80% van de stammen die bij patiënten zijn geïsoleerd. Er zijn aanwijzingen voor een mogelijk verband tussen bepaalde serotypen en de ernst van de diarree.

Rotavirussen zijn resistent tegen omgevingsfactoren: ze overleven enkele maanden in drinkwater, open water en afvalwater, 25-30 dagen op groenten en 15-45 dagen op katoen en wol. Rotavirussen worden niet vernietigd door herhaaldelijk invriezen, desinfecterende oplossingen, ether, chloroform of ultrasoon geluid, maar ze sterven wel door koken. Ze worden ook behandeld met oplossingen met een pH hoger dan 10 of lager dan 2. Optimale omstandigheden voor het bestaan van virussen zijn een temperatuur van 4 °C en een hoge (> 90%) of lage (< 13%) luchtvochtigheid. De infectieuze activiteit neemt toe met de toevoeging van proteolytische enzymen (bijv. trypsine, pancreatine).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Pathogenese van rotavirusinfectie

De pathogenese van een rotavirusinfectie is complex. Enerzijds zijn structurele (VP3, VP4, VP6, VP7) en niet-structurele (NSP1, NSP2, NSP3, NSP4, NSP5) eiwitten van het virus van groot belang bij de ontwikkeling van rotavirusgastro-enteritis. Met name het NSP4-peptide is een enterotoxine dat secretoire diarree veroorzaakt, vergelijkbaar met bacteriële toxines; NSP3 beïnvloedt de virale replicatie en NSP1 kan de productie van interferonregulerende factor 3 "remmen".

Aan de andere kant wordt rotavirus al op de eerste dag van de ziekte gedetecteerd in het epitheel van het slijmvlies van de twaalfvingerige darm en de bovenste delen van de jejunum, waar het zich vermenigvuldigt en ophoopt. Penetratie van rotavirus in een cel is een proces dat uit meerdere fasen bestaat. Om een cel binnen te dringen, hebben sommige rotavirussen specifieke receptoren nodig die siaalzuur bevatten. Een belangrijke rol van eiwitten is vastgesteld: a2b1-integrine, integrine-aVb3 en hsc70 in de beginfase van de interactie tussen het virus en de cel, terwijl het hele proces wordt aangestuurd door het virale eiwit VP4. Nadat rotavirussen de cel zijn binnengedrongen, veroorzaken ze de dood van volwassen epitheelcellen van de dunne darm en hun afstoting door de villi. De cellen die het villusepitheel vervangen, zijn functioneel inferieur en zijn niet in staat om koolhydraten en eenvoudige suikers adequaat te absorberen. Het optreden van disaccharidasedeficiëntie (voornamelijk lactasedeficiëntie) leidt tot de ophoping van onverteerde disachariden met een hoge osmotische activiteit in de darm, wat leidt tot een verstoring van de reabsorptie van water en elektrolyten en de ontwikkeling van waterige diarree, wat vaak leidt tot uitdroging. Wanneer deze stoffen de dikke darm binnendringen, worden ze substraten voor fermentatie door de darmflora, waarbij een grote hoeveelheid organische zuren, koolstofdioxide, methaan en water wordt gevormd. Het intracellulaire metabolisme van cyclisch adenosinemonofosfaat en guanosinemonofosfaat in epitheelcellen met deze infectie blijft vrijwel ongewijzigd.

Zo wordt er momenteel onderscheid gemaakt tussen twee hoofdcomponenten bij de ontwikkeling van het diarreesyndroom: de osmotische en de secretoire component.

Epidemiologie van rotavirusinfectie

De belangrijkste bron en reservoir van rotavirusinfectie is een ziek persoon die aan het einde van de incubatieperiode en in de eerste dagen van de ziekte een aanzienlijke hoeveelheid virusdeeltjes (tot 10 ¹⁰ CFU per 1 g) met de ontlasting uitscheidt. Na de 4e-5e ziektedag neemt de hoeveelheid virus in de ontlasting aanzienlijk af, maar de totale duur van de rotavirusuitscheiding bedraagt 2-3 weken. Patiënten met een verminderde immunologische reactiviteit, met chronische bijkomende pathologie, lactasedeficiëntie scheiden gedurende lange tijd virusdeeltjes uit. De bron van de infectieuze agens kan ook gezonde virusdragers zijn (kinderen uit georganiseerde groepen en ziekenhuizen, volwassenen: allereerst medisch personeel van kraamklinieken, somatische en infectieuze afdelingen), uit wiens ontlasting rotavirus gedurende enkele maanden kan worden geïsoleerd.

Het overdrachtsmechanisme van de ziekteverwekker is feco-oraal. Overdrachtsroutes:

• contact-huishoudelijk (via vuile handen en huishoudelijke artikelen);
• water (bij het drinken van water dat besmet is met virussen, inclusief flessenwater);
• via de voeding (meestal bij het consumeren van melk en zuivelproducten).

De mogelijkheid van overdracht van het rotavirus via de lucht kan niet worden uitgesloten.

Rotavirusinfecties zijn zeer besmettelijk, zoals blijkt uit de snelle verspreiding van de ziekte in de omgeving van patiënten. Tijdens uitbraken wordt tot 70% van de niet-geïmmuniseerde bevolking ziek. Bij seropidemiologisch bloedonderzoek blijkt dat 90% van de oudere kinderen antistoffen heeft tegen verschillende rotavirussen.

Na een infectie ontstaat in de meeste gevallen een kortdurende typespecifieke immuniteit. Herhaalde ziektes zijn mogelijk, vooral bij oudere leeftijdsgroepen.

Rotavirusinfectie komt veel voor en wordt in alle leeftijdsgroepen aangetroffen. In de structuur van acute darminfecties varieert het aandeel van rotavirusgastro-enteritis van 9 tot 73%, afhankelijk van leeftijd, regio, levensstandaard en seizoen. Kinderen in de eerste levensjaren (voornamelijk van 6 maanden tot 2 jaar) zijn bijzonder vaak ziek. Rotavirussen zijn een van de oorzaken van diarree met ernstige uitdroging bij kinderen jonger dan 3 jaar; deze infectie is verantwoordelijk voor 30-50% van alle gevallen van diarree die ziekenhuisopname of intensieve rehydratie vereist. Volgens de WHO doodt deze ziekte jaarlijks wereldwijd 1 tot 3 miljoen kinderen. Rotavirusinfectie is verantwoordelijk voor ongeveer 25% van de gevallen van zogenaamde reizigersdiarree. In Rusland varieert de frequentie van rotavirusgastro-enteritis in de structuur van andere acute darminfecties van 7 tot 35% en bij kinderen jonger dan 3 jaar is dit meer dan 60%.

Rotavirussen zijn een van de meest voorkomende oorzaken van ziekenhuisinfecties, vooral bij prematuren en jonge kinderen. Rotavirussen zijn verantwoordelijk voor 9 tot 49% van de ziekenhuisinfecties met acute darminfecties. Ziekenhuisinfecties worden bevorderd door een langdurige ziekenhuisopname van kinderen. Medisch personeel speelt een belangrijke rol bij de overdracht van rotavirussen: 20% van de medewerkers heeft, zelfs bij afwezigheid van darmaandoeningen, IgM-antistoffen tegen rotavirus in hun bloedserum, en rotavirusantigeen wordt aangetroffen in cofiltraten.

In gematigde klimaten is de rotavirusinfectie seizoensgebonden en overheerst ze in de koude wintermaanden, wat gepaard gaat met een betere overleving van het virus in de omgeving bij lage temperaturen. In tropische landen komt de ziekte het hele jaar door voor, met een lichte toename in incidentie tijdens het koele regenseizoen.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]