Microbe Atlas · ウイルス
Rotavirus A–J
ロタウイルス
- 分類
- レオウイルス / Reoviruses
- 性状
- エンベロープなし NakeddsRNA
- 科目
- Medical Microbiology
- トピック
- 3/25: Rota-, Calici- and Astroviruses
- 原因となる疾患
- ウイルス性胃腸炎腸重積症
🧠 全体像:ロタウイルスrotavirusロタウイルス(rotavirus)rotavirus(ロタウイルス)は「乳幼児の重症下痢による死亡の世界的第1位原因」というひと言に尽きる。他のヒト病原性RNAウイルスの大半が一本鎖であるのに対し、ロタウイルスrotavirusロタウイルス(rotavirus)rotavirus(ロタウイルス)は二本鎖RNA(dsRNA)という珍しいゲノムを持つ。病原性の核心は単なる腸管上皮intestinal epithelium腸管上皮(intestinal epithelium)intestinal epithelium(腸管上皮)の破壊にとどまらず、NSP4という細菌毒素bacterial toxin細菌毒素(bacterial toxin)bacterial toxin(細菌毒素)さながらのウイルス性エンテロトキシンviral enterotoxinウイルス性エンテロトキシン(viral enterotoxin)viral enterotoxin(ウイルス性エンテロトキシン)が能動的に分泌性下痢secretory diarrhea分泌性下痢(secretory diarrhea)secretory diarrhea(分泌性下痢)を誘導する点にある。予防としての経口生ワクチンoral live vaccine経口生ワクチン(oral live vaccine)oral live vaccine(経口生ワクチン)には、初代ワクチンが腸重積intussusception腸重積(intussusception)intussusception(腸重積)のリスクで市場から回収されたという重い歴史があり、現行ワクチンの厳格な接種年齢制限はこの教訓の上に成り立っている。
構造とゲノム
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 科・ゲノム | Reoviridae科(“REO”=Respiratory Enteric Orphan)。二本鎖RNA(dsRNA)を11分節に分けて持つ——ヒトに感染する主要ウイルスの中でも珍しいdsRNAウイルス |
| 外殻outer shell (electron)外殻(outer shell (electron))outer shell (electron)(外殻) | エンベロープなし(naked)。二重蛋白殻(内殻inner shell (electron)内殻(inner shell (electron))inner shell (electron)(内殻)・外殻カプシドouter capsid外殻カプシド(outer capsid)outer capsid(外殻カプシド))を持つ正二十面体構造icosahedral structure正二十面体構造(icosahedral structure)icosahedral structure(正二十面体構造) |
| 血清型 | A〜J(9〜10種)に分類され、ヒト感染はA群が大半を占める |
⭐ 二本鎖RNAという性質そのものが臨床的に重要。 naked virusであることに加えdsRNAという構造上の安定性から環境中で長期間生存し、経口感染oral transmission経口感染(oral transmission)oral transmission(経口感染)を成立させやすい。
病原性の仕組み
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='fecal-oral'>糞口</span>感染で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='rotavirus'>ロタウイルス</span>が小腸へ"] --> B["成熟<span class='jp-term jp-term-diagram' title='enterocyte'>腸細胞</span>(絨毛先端)に感染"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cell lysis (cytolysis)'>細胞融解</span>による絨毛上皮の脱落<br>→吸収面積の減少(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='malabsorptive diarrhea'>吸収不良性下痢</span>)"]
B --> D["NSP4蛋白の産生・分泌"]
D --> E["NSP4が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='viral enterotoxin'>ウイルス性エンテロトキシン</span>として作用<br>細胞内Ca²⁺上昇→Cl⁻透過性亢進"]
E --> F["能動的な<span class='jp-term jp-term-diagram' title='secretory diarrhea'>分泌性下痢</span>"]
C --> G["水様性下痢・重度脱水"]
F --> G
💡 NSP4は「毒素で下痢を起こす」珍しいウイルス性エンテロトキシンviral enterotoxinウイルス性エンテロトキシン(viral enterotoxin)viral enterotoxin(ウイルス性エンテロトキシン)である。 細菌毒素bacterial toxin細菌毒素(bacterial toxin)bacterial toxin(細菌毒素)(ETECのLT/STなど)と同様に腸管イオン輸送を直接撹乱する機序を持つ点がロタウイルスrotavirusロタウイルス(rotavirus)rotavirus(ロタウイルス)病原性の核心——単なる細胞破壊HLA-DR3/DR4細胞破壊(HLA-DR3/DR4)HLA-DR3/DR4(細胞破壊)による吸収不良性下痢malabsorptive diarrhea吸収不良性下痢(malabsorptive diarrhea)malabsorptive diarrhea(吸収不良性下痢)(絨毛上皮の脱落)と、NSP4による能動的な分泌性下痢secretory diarrhea分泌性下痢(secretory diarrhea)secretory diarrhea(分泌性下痢)という2つの下痢機序が組み合わさるため、他のウイルス性胃腸炎viral gastroenteritisウイルス性胃腸炎(viral gastroenteritis)viral gastroenteritis(ウイルス性胃腸炎)より重症化しやすい。
感染経路と疫学
- 糞口fecal-oral糞口(fecal-oral)fecal-oral(糞口)感染——保育施設に通う乳幼児が特にハイリスク
- 温帯地域では冬季に流行のピークを迎える
- ワクチン未接種の場合、ほぼ全ての小児が生後5歳までに初感染を経験する
- 小児の重症胃腸炎・脱水による死亡の世界的第1位原因——特にワクチン普及の遅れた地域で被害が大きい
起こす疾患
- 急性胃腸炎:水様性下痢+嘔吐+発熱が急性に出現し、脱水が最も重篤な合併症で死因となりうる
- まれに熱性けいれんfebrile seizure熱性けいれん(febrile seizure)febrile seizure(熱性けいれん)や、良性の胃腸炎関連けいれんを合併することがある
- 免疫不全患児では遷延性の感染を来すことがある
すべてウイルス性胃腸炎viral gastroenteritisウイルス性胃腸炎(viral gastroenteritis)viral gastroenteritis(ウイルス性胃腸炎)を参照。
診断
- 便検体のELISA(抗原検出、感染後2〜5日でウイルス排出viral sheddingウイルス排出(viral shedding)viral shedding(ウイルス排出)が最大となる)
- 免疫電子顕微鏡immune electron microscopy免疫電子顕微鏡(immune electron microscopy)immune electron microscopy(免疫電子顕微鏡)、RT-PCR
治療と予防
- 特異的な抗ウイルス治療はなく、経口補水ORS経口補水(ORS)ORS(経口補水)または静脈内intravenous静脈内(intravenous)intravenous(静脈内)輸液による補液と電解質バランスの是正が治療の中心
ワクチンと腸重積
| ワクチン | 特徴 |
|---|---|
| RotaShield(初代、リーサス由来) | 1998年に承認されたが、市販後調査post-market surveillance市販後調査(post-market surveillance)post-market surveillance(市販後調査)で腸重積intussusception腸重積(intussusception)intussusception(腸重積)のリスク上昇が判明し1999年に販売中止となった |
| RotaTeq(RV5) | 現行の経口弱毒生ワクチンattenuated live viral vaccines弱毒生ワクチン(attenuated live viral vaccines)attenuated live viral vaccines(弱毒生ワクチン)。3回接種(生後2・4・6か月) |
| Rotarix(RV1) | 現行の経口弱毒生ワクチンattenuated live viral vaccines弱毒生ワクチン(attenuated live viral vaccines)attenuated live viral vaccines(弱毒生ワクチン)。2回接種(生後2・4か月) |
⚠️ 現行ワクチンにもごくわずかな腸重積intussusception腸重積(intussusception)intussusception(腸重積)のリスク上昇が残るが、重症胃腸炎による死亡を防ぐ便益がこのリスクを大きく上回る。 そのためリスクが年齢とともに高まる腸重積intussusception腸重積(intussusception)intussusception(腸重積)の自然発生spontaneous自然発生(spontaneous)spontaneous(自然発生)率を踏まえ、初回接種は生後15週0日(14週6日まで)を過ぎると開始できず、全接種は生後8か月0日までに完了するという厳格な年齢上限が設けられている——初代ワクチン回収の教訓が現行の接種スケジュールに直接反映されている。
- 手指衛生hand hygiene手指衛生(hand hygiene)hand hygiene(手指衛生):naked virusは環境中で安定なため、流水と石鹸による機械的な除去がアルコール消毒より有効
まとめ
- ロタウイルスrotavirusロタウイルス(rotavirus)rotavirus(ロタウイルス)はReoviridae科のdsRNA・11分節ゲノムを持つnaked virusで、乳幼児の重症胃腸炎・脱水による死亡の世界的第1位原因である。
- 病原性は絨毛上皮の破壊による吸収不良性下痢malabsorptive diarrhea吸収不良性下痢(malabsorptive diarrhea)malabsorptive diarrhea(吸収不良性下痢)と、NSP4というウイルス性エンテロトキシンviral enterotoxinウイルス性エンテロトキシン(viral enterotoxin)viral enterotoxin(ウイルス性エンテロトキシン)による能動的な分泌性下痢secretory diarrhea分泌性下痢(secretory diarrhea)secretory diarrhea(分泌性下痢)の組み合わせ。
- 診断は便ELISA・RT-PCRが中心、治療は経口補水・輸液による対症療法のみ。
- 初代の経口生ワクチンRotaShield経口生ワクチン(RotaShield)RotaShield(経口生ワクチン)は腸重積intussusception腸重積(intussusception)intussusception(腸重積)のリスクで1999年に販売中止となった歴史があり、現行のRotaTeq・Rotarixにもわずかなリスクが残るため、初回接種は生後15週0日まで、全接種は生後8か月0日までという厳格な年齢制限が設けられている。
- 予防のもう一つの柱は流水・石鹸による手指衛生hand hygiene手指衛生(hand hygiene)hand hygiene(手指衛生)(naked virusのためアルコール抵抗性)。