轮状病毒-概述

轮状病毒的结构

• 轮状病毒的名字来自拉丁词rota，意思是“轮子”，指的是病毒粒子在负染色电子显微照片上的外观。
• 轮状病毒属于呼肠孤病毒科和Sedoreovirinae亚科，它们表面更光滑，没有大的表面突起。
• 该病毒粒子具有二十面体对称和三层衣壳，没有包膜，直径为70-75纳米。

• 衣壳由132个内衣壳和外衣壳组成。
• 外衣壳分为两层，中间层由主要衣壳蛋白(VP6)组成，外层由病毒附着蛋白(VP4)和糖蛋白(VP7)组成。
• RNA基因组由11段双链RNA组成。
• 基因组大小为18550 bp。
• 病毒粒子核心含有病毒rna转录和盖顶所需的几种酶。
• 轮状病毒在50°C、3.0-9.0 pH范围和醚、氯仿等脂质溶剂中都是稳定的，但可被95%的乙醇、苯酚和氯灭活。

轮状病毒的基因组

• RNA基因组由11个双链RNA片段组成，编码12个蛋白质。
• RNA片段编码6种结构蛋白VP1、VP2、VP3、VP4、VP6和VP7。

• 外衣壳蛋白VP4和VP7携带着中和活性中重要的表位，其中VP7糖蛋白是主要抗原。
• 次要的核心蛋白包括VP1(作为病毒聚合酶)、VP2(主要的支架蛋白)、VP3 (capping酶)和VP6, VP6是轮状病毒中含量最多的单一蛋白，它与核心蛋白VP2以及外衣壳蛋白VP7和VP4相互作用。
• 病毒基因组还编码6种非结构蛋白NSP1, NSP2, NSP3, NSP4, NSP5, NSP6。
• 病毒mrna含有5 ' -甲基化帽状结构，但缺乏polyA尾。
• 相反，轮状病毒mrna的3 '端有一个一致序列(UGACC)，该序列在所有11个病毒基因中都是保守的。

轮状病毒的流行病学

• 轮状病毒在世界各地普遍存在，95%的儿童在3至5岁时感染。
• 轮状病毒是导致全世界幼儿严重腹泻的最常见原因之一，影响了1800多万婴儿和儿童，每天有近1600人死于脱水。
• 在北美，疫情发生在秋季、冬季和春季。
• 更严重的疾病发生在严重营养不良的儿童身上。

轮状病毒的复制

1. 病毒VP4蛋白附着到宿主受体上，介导网格蛋白介导的病毒内吞进入宿主细胞。
2. 颗粒在内溶酶体中部分未被包裹(VP4-VP7最外层缺失)，通过宿主内溶酶体膜渗透进入细胞质。
3. 当穿过细胞膜时，外层衣壳被除去，但病毒粒子从未完全脱壳，将病毒基因组RNA留在双层粒子的核心。
4. RNA由病毒相关的、依赖RNA的RNA聚合酶复合物转录，从每个基因组RNA片段生成信使RNA (mRNA)分子。
5. mRNA分子是帽状的，但没有聚腺苷化，它们通过穿透外层和内部衣壳的通道离开亚病毒粒子，然后被翻译成各种病毒蛋白质。
6. 整个复制事件发生在细胞质中的电子致密结构(病毒质)中，病毒质位于细胞核和内质网(ER)附近。
7. 随着颗粒向ER池内部移动，瞬时脂膜和非结构蛋白NSP4丢失，病毒表面蛋白VP4和VP7重新排列形成最外层病毒蛋白层，形成成熟的传染性三层颗粒。
8. 成熟的病毒粒子由细胞裂解释放出来。

轮状病毒的发病机理

• 轮状病毒感染小肠绒毛中的细胞。
• 它们在肠细胞的细胞质中繁殖并破坏其运输机制。
• 轮状病毒感染阻止了水的吸收，造成了水的净分泌和离子的损失，这一起导致了水样腹泻。
• 轮状病毒的NSP4蛋白以一种类似毒素的方式作用，促进钙离子流入肠内细胞，释放神经元激活剂，并在吸水过程中发生神经元改变。
• 如果治疗不包括电解质补充，液体和电解质的流失会导致严重脱水甚至死亡。
• 轮状病毒引起的腹泻也可能是由于钠和葡萄糖吸收受损，绒毛上受损的细胞被未吸收的未成熟隐窝细胞取代。
• 受损细胞可能脱落进入肠腔，释放大量病毒，出现在粪便中。
• 在其他方面健康的患者中，病毒排泄通常持续2至12天，但在营养不良和免疫功能低下的患者中，病毒排泄可能延长。
• 对感染的免疫需要在肠管中存在抗体，主要是免疫球蛋白A (IgA)。
• VP7和VP4的抗体可以中和病毒。

轮状病毒的临床表现

• 有1-3天的潜伏期。
• 典型症状包括水样腹泻、发烧、腹痛和呕吐，导致脱水。
• 呕吐通常持续时间短，可在腹泻发作之前或之后出现。
• 腹泻呈水样，呈绿色或黄色，但不含粘液。
• 轮状病毒腹泻是自限性的，患者在5-10天内完全康复。
• 它会导致成人胃肠炎。

轮状病毒的实验室诊断

• 通过电镜(EM)或免疫电镜(IEM)可以在粪便中发现轮状病毒。
• 电镜可检测粪便中典型的70 nm侧手轮状病毒，但灵敏度较低。
• IEM利用特异性抗体对病毒标本进行检测。
• 用酶免疫法和乳胶凝集试验直接检测粪便中的病毒抗原。
• ELISA检测抗体。
• 采用聚合酶链反应(PCR)对粪便中轮状病毒核酸进行基因分型是最敏感的检测方法。

治疗轮状病毒

• 胃肠炎的治疗有助于纠正可能导致脱水、酸中毒、休克和死亡的水分和电解质的流失。
• 在特定的临床情况下，抗轮状病毒免疫球蛋白治疗被用于预防和治疗轮状病毒胃肠炎。
• 治疗的主要内容是用特定电解质和葡萄糖组成的液体进行口服补液。
• 静脉补液疗法用于严重脱水、休克或意识水平下降的患者。

轮状病毒的疫苗接种

• 已开发的轮状病毒疫苗是口服减毒活毒株。
• 第一个获得许可的轮状病毒疫苗是一种基于恒河猴轮状病毒的四价人重组疫苗(rotshield)，在这种口服活疫苗与肠套纳有关后，该疫苗被撤回。
• 另外还开发了两种口服轮状病毒减毒活疫苗，并进行了广泛评估，目前已得到世界卫生组织(世卫组织)的推荐。
• 目前获准用于婴儿的两种轮状病毒疫苗:
• RotaTeq (RV5)在2个月、4个月和6个月大时分3次注射
• Rotarix(RV1)在2个月和4个月大时分两剂服用

预防和控制轮状病毒

• 保护儿童免受轮状病毒感染的最好方法是接种轮状病毒疫苗。
• 住院的患者必须隔离，以限制感染扩散到其他易感患者。
• 良好的卫生习惯，如洗手和清洁对控制疾病的传播很重要。