روتاویروس - دکتر ابراهیم بابادی

ساختار روتاویروس

نام روتاویروس از کلمه لاتین rota به معنای “چرخ” گرفته شده است. این ظاهر ویریون در میکروگراف‌های الکترونی رنگ‌آمیزی منفی اشاره دارد.
روتاویروس در خانواده Reoviridae و زیرخانواده Sedoreovirinae قرار می‌گیرد که سطحی صاف‌تر دارند و فاقد برجستگی‌های سطحی هستند.
ویریون دارای تقارن چندوجهی است. کپسید سه لایه است. فاقد پوشش است و قطر آن ۷۰ تا ۷۵ نانومتر است.
کپسید از ۱۳۲ کپسومر برای تشکیل کپسیدهای داخلی و خارجی سازمانی‌یابی شده است.
کپسید خارجی دارای دو لایه است، یک لایه میانی شامل پروتئین کپسید اصلی (VP6) و یک لایه بیرونی که حاوی پروتئین اتصالی ویروسی (VP4) و گلیکوپروتئین (VP7) است.
ژنوم RNA از 11 بخش RNA دو رشته‌ای تشکیل شده است.
ژنوم آن حاوی ۱۸۵۵۰ جفت باز است.
هسته ویریون حاوی چندین آنزیم مورد نیاز برای رونویسی و پوشاندن RNA‌های ویروسی است.
روتاویروس‌ها در دمای 50 درجه‌سانتی گراد، در محدوده PH 3.0 تا 9.0 و حلال‌های لیپیدی مانند اتر و کلروفرم پایدار هستند. اما با 95٪ اتانول، فنل و کلر غیرفعال می‌شوند.

ژنوم روتاویروس

ژنوم RNA شامل 11 بخش RNA دو رشته‌ای است که 12 پروتئین را کد می‌کند.
بخش‌های RNA 6 پروتئین ساختاری VP1، VP2، VP3، VP4، VP6 و VP7 را کد می‌کند.
پروتئین‌های کپسید بیرونی VP4 و VP7 حامل اپی‌توپ‌های مهم در فعالیت خنثی‌کنندگی هستند. گلیکوپروتئین VP7 آنتی‌ژن غالب است.
پروتئین‌های هسته فرعی شامل VP1 (که به عنوان پلیمراز ویروسی عمل می‌کند)، VP2 (پروتئین اسکافولد)، VP3 (آنزیم برای کلاهک‌گزاری)، VP6 که فراوان‌ترین پروتئین روتاویروس است و با پروتئین هسته VP2 و پروتئین‌های کپسید بیرونی VP7 و VP4.
ژنوم ویروس همچنین شش پروتئین غیرساختاری NSP1، NSP2، NSP3، NSP4، NSP5، NSP6 را کد می‌کند.
MRNAهای ویروسی حاوی ساختارهای کلاهک ‘5 متیله هستند اما فاقد دم polyA هستند.
در عوض، mRNAهای روتاویروس در انتهای ‘3 خود دارای یک توالی اجماع (UGACC) هستند که در هر 11 ژن ویروسی حفظ شده است

اپیدمیولوژی روتاویروس

روتاویروس‌ها در سراسر جهان وجود دارند. ۹۵ درصد کودکان در سن ۳ تا ۵ سالگی به این ویروس مبتلا می‌شوند.
روتاویروس‌ها یکی از شایع‌ترین علل اسهال شدید در کودکان خردسال در سرتاسر جهان هستند. بیش از ۱۸ میلیون نوزاد و کودک را تحت تاثیر قرار می‌دهد و حدود ۱۶۰۰ مرگ و میر در روز در نتیجه کم آبی بدن به همراه دارد.
در آمریکای شمالی، شیوع بیماری در پاییز، زمستان و بهار بیشتر است.
بیماری در کودکان دچار سوءتغذیه شدیدتر رخ می‌دهد.

تکثیر روتاویروس

اتصال پروتئین VP4 ویروسی به گیرنده‌های میزبان، اندوسیتوز ویروس با واسطه کلاترین را در سلول میزبان انجام می‌دهد.
ذرات تا حدی در اندولیزوزوم‌ها بدون پوشش هستند (از بین رفتن خارجی‌ترین لایه VP4-VP7) و از طریق نفوذپذیری غشای اندوزوم میزبان به داخل سیتوپلاسم نفوذ می‌کنند.
هنگام عبور از غشای سلولی، کپسید بیرونی حذف می‌شود، اما ذره ویروسی هرگز به طور کامل بدون پوشش نمی‌ماند و RNA ژنومی ویروسی در هسته ذره دو لایه باقی می‌ماند.
RNA توسط کمپلکس RNA پلیمراز وابسته به RNA وابسته به ویریون رونویسی می‌شود. مولکول‌های RNA پیام‌رسان (mRNA) از هر بخش RNA ژنومی تولید شود.
مولکول‌های mRNA حاوی درپوش هستند اما پلی‌آدنیله نشده‌اند. از طریق کانال‌هایی که به کپسیدهای بیرونی و درونی نفوذ می‌کنند، ذره زیر ویروسی را ترک می‌کنند و سپس برای تولید پروتئین‌های ویروسی مختلف ترجمه می‌شوند.
رویدادهای همانندسازی در ساختارهای متراکم الکترونی (ویروپلاسم) در سیتوپلاسم رخ می‌دهد و در مجاورت هسته و شبکه آندوپلاسمی (ER) قرار دارند.
همانطور که ذرات به سمت داخل مخزن ER حرکت می‌کنند، غشای لیپیدی گذرا و پروتئین غیرساختاری NSP4 از بین می‌روند، در حالی که پروتئین‌های سطح ویروس VP4 و VP7 دوباره مرتب می‌شوند تا بیرونی‌ترین لایه پروتئین ویروس را تشکیل دهند و ذرات سه لایه عفونی بالغ را تولید کنند.
ویریون‌های بالغ باعث لیز شدن سلول‌ها می‌شوند.

بیماری‌زایی روتاویروس

روتاویروس‌ها سلول‌های موجود در پرزهای روده کوچک را آلوده می‌کنند.
آن‌ها در سیتوپلاسم انتروسیت‌ها تکثیر می‌شوند و مکانیسم‌های انتقال آن‌ها مختل می‌کنند.
عفونت روتاویروس از جذب آب جلوگیری می‌کند و باعث ترشح خالص آب و از دست دادن یون‌ها می‌شود که با هم منجر به اسهال آبکی می‌شود.
پروتئین NSP4 روتاویروس به شیوه‌ای سمی عمل می‌کند تا هجوم یون کلسیم به داخل انتروسیت‌ها، آزادسازی فعال‌کننده‌های عصبی و تغییر نورونی در جذب آب را افزایش دهد.
اگر درمان شامل جایگزینی الکترولیت نباشد، از دست دادن مایعات و الکترولیت‌ها می‌تواند منجر به کم آبی شدید و حتی مرگ شود.
اسهال ناشی از روتاویروس‌ها نیز ممکن است به دلیل اختلال در جذب سدیم و گلوکز باشد. چراکه سلول‌های آسیب دیده روی پرزها با سلول‌های کریپت نابالغ جایگزین می‌شوند.
سلول‌های آسیب دیده ممکن است به مجرای روده نفوذ کرده و مقادیر زیادی ویروس را آزاد کنند که در مدفوع ظاهر می‌شود.
دفع ویروس معمولاً در بیماران سالم بین ۲ تا ۱۲ روز طول می‌کشد، اما ممکن است در بیمارانی که تغذیه نامناسب دارند و بیماران دچار نقص ایمنی طولانی‌تر شود.
ایمنی در برابر عفونت مستلزم وجود آنتی‌بادی، در درجه اول ایمونوگلوبولین A (IgA) در مجرای روده است.
آنتی‌بادی‌های VP7 و VP4 ویروس را خنثی می‌کنند.

تظاهرات بالینی روتاویروس

دوره کمون ۱ تا ۳ روز است.
علائم معمولی شامل اسهال آبکی، تب، درد شکم و استفراغ است که منجر به کم آبی بدن می‌شود.
استفراغ معمولاً کوتاه است و ممکن است قبل یا بعد از شروع اسهال رخ دهد.
اسهال به صورت آبکی، سبز یا زرد رنگ می‌باشد اما حاوی مخاط نیست.
اسهال روتاویروسی خود محدود شونده است و بیماران در عرض ۵ تا ۱۰ روز به طور کامل بهبود می‌یابند.
باعث ایجاد گاستروانتریت در بزرگسالان می‌شود.

تظاهرات آزمایشگاهی روتاویروس

روتاویروس را می‌توان با میکروسکوپ الکترونی (EM) یا میکروسکوپ ایمونوالکترونی (IEM) در مدفوع دید.
زیر میکروسکوپ الکترونی ویروس‌های معمولی شبیه به چرخ دستی ۷۰ نانومتری را در مدفوع تشخیص می‌دهد، با این حال، حساسیت پایین است.
IEM از آنتی بادی خاص برای بررسی نمونه‌های ویروسی استفاده می‌کند.
تست‌های ایمونواسی آنزیمی و آگلوتیناسیون لاتکس برای تشخیص آنتی‌ژن ویروسی به طور مستقیم در مدفوع استفاده می‌شود.
تشخیص آنتی بادی توسط الایزا
تعیین ژنوتیپ اسید نوکلئیک روتاویروس از نمونه‌های مدفوع با واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) حساس‌ترین روش تشخیص آن است.

درمان روتاویروس

درمان گاستروانتریت برای جلوگیری از کم شدن آب و الکترولیت‌ها که می‌تواند منجر به کم‌آبی، اسیدوز، شوک و مرگ شود، کمک کننده است.
در موقعیت‌های بالینی منتخب، درمان با ایمونوگلوبولین ضدروتاویروس به‌عنوان پیشگیری و درمان گاستروانتریت روتاویروسی مورد استفاده قرار گرفته است.
پایه اصلی درمان شامل آبرسانی مجدد با درمان خوراکی توسط مایعاتی با ترکیب الکترولیت و گلوکز انجام می‌شود.
درمان آبرسانی داخل وریدی برای بیماران مبتلا به کم آبی شدید، شوک یا کاهش سطح هوشیاری اختصاص دارد.

واکسن روتاویروس

واکسن‌های روتاویروسی که ساخته شده‌اند، سویه‌های زنده ضعیف شده و قابل مصرف خوراکی هستند.
اولین واکسن روتاویروسی که مجوز کسب کرد، یک واکسن چهار ظرفیتی انسانی مبتنی بر روتاویروس میمون رزوس (RotaShield) بود. پس از اینکه این واکسن خوراکی زنده باعث ایجاد انواژیناسیون روده شد، مصرف آن لغو گردید.
دو واکسن زنده دیگر روتاویروس خوراکی ضعیف شده تولید و به طور گسترده مورد ارزیابی قرار گرفت و اکنون توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) توصیه شده است.
دو واکسن روتاویروس که در حال حاضر مجوز استفاده در نوزادان را دارند:
RotaTeq (RV5) در 3 دوز در سنین 2 ماهگی، 4 ماهگی و 6 ماهگی تجویز می‌شود.
Rotarix (RV1) در 2 دوز در سنین 2 ماهگی و 4 ماهگی تجویز می‌شود.

پیشگیری و کنترل

بهترین راه برای محافظت از کودک در برابر روتاویروس، واکسینه کردن است.
بیماران بستری شده در بیمارستان باید قرنطینه شوند تا گسترش عفونت به سایر بیماران مستعد محدود شود.
رعایت بهداشت مانند شستن دست‌ها و نظافت برای کنترل شیوع بیماری حائز اهمیت است.