微生物学 · 3/25
ロタ・カリシ・アストロウイルス
Rota-, Calici- and Astroviruses
🧠 この3科は「糞口感染で水様性下痢を起こす裸(naked)ウイルス三兄弟」として、年齢層・季節性・重症度の違いで鑑別する。 Rotavirusは乳幼児の冬季に重症胃腸炎を起こす世界的第1位の原因、Norovirus(Calicivirus科)は全年齢を通年で襲うクルーズ船アウトブレイク outbreak アウトブレイク(outbreak) outbreak(アウトブレイク) の主役、アストロウイルスAstrovirus アストロウイルス(Astrovirus)Astrovirus(アストロウイルス) は免疫弱者(乳幼児・高齢者)に発展途上国で目立つ——いずれもエンベロープを持たない(naked)ため環境中で安定し、手指衛生hand hygiene 手指衛生(hand hygiene)hand hygiene(手指衛生) こそが最強の予防策 preventive measures 予防策(preventive measures) preventive measures(予防策) になる。
構造・分類
| 項目 | Rotavirus | Calicivirus(Norovirus) | アストロウイルスAstrovirusアストロウイルス(Astrovirus)Astrovirus(アストロウイルス) |
|---|---|---|---|
| ゲノム | 正鎖positive-sense (strand) 正鎖(positive-sense (strand))positive-sense (strand)(正鎖) +負鎖 negative-sense (strand) 負鎖(negative-sense (strand)) negative-sense (strand)(負鎖) の二本鎖RNA double-stranded RNA 二本鎖RNA(double-stranded RNA) double-stranded RNA(二本鎖RNA) (dsRNA)——dsRNAウイルスで唯一 | 正鎖positive-sense (strand) 正鎖(positive-sense (strand))positive-sense (strand)(正鎖) ssRNA | 正鎖positive-sense (strand) 正鎖(positive-sense (strand))positive-sense (strand)(正鎖) ssRNA |
| エンベロープ | なし(naked) | なし(naked) | なし(naked) |
| 対称性 | 正二十面体icosahedral正二十面体(icosahedral)icosahedral(正二十面体) | 正二十面体icosahedral正二十面体(icosahedral)icosahedral(正二十面体) | 正二十面体icosahedral正二十面体(icosahedral)icosahedral(正二十面体) |
| 科 | レオウイルス科Reoviridaeレオウイルス科(Reoviridae)Reoviridae(レオウイルス科)(“REO”=Respiratory Enteric Orphan)——ICTVICTV(International Committee on Taxonomy of Viruses)の2021年分類リリース(MSL37。2021年7月に承認、2022年3月に批准)で、旧レオウイルス科 Reoviridae レオウイルス科(Reoviridae) Reoviridae(レオウイルス科) がSedoreoviridae科とSpinareoviridae科に分けられ、ロタウイルスrotavirus ロタウイルス(rotavirus)rotavirus(ロタウイルス) は新設のSedoreoviridae科へ移された12 | カリシウイルス科Caliciviridaeカリシウイルス科(Caliciviridae)Caliciviridae(カリシウイルス科) | Astroviridae科 |
| 分節数 | 11分節(Sedoreoviridae科全体では10〜12分節が一般的で、属によって異なる2) | — | — |
| 特徴的構造 | 3層の蛋白殻(内層inner layer内層(inner layer)inner layer(内層)・中間層・外層outer layer外層(outer layer)outer layer(外層))——最外層 outer layer 外層(outer layer) outer layer(外層) のVP7・VP4が中和抗体 neutralizing antibodies 中和抗体(neutralizing antibodies) neutralizing antibodies(中和抗体) の標的3 | 1本の長鎖ポリタンパクを産生しウイルスプロテアーゼで切断・活性化 | — |
| 血清型 | 9種(A〜D・F〜J。Eは2019年に種から削除)——ヒト感染はA・B・Cが主 | Norovirus(別名Norwalk virus)が臨床的に最重要 | — |
| リザーバー | — | ヒトの消化管 | — |
伝播・病原性
| ウイルス | 伝播経路 | 特記事項 |
|---|---|---|
| Rotavirus | 糞口感染(冬季に多い) | 乳幼児(保育施設)が特にハイリスク |
| Norovirus | 糞口感染(食品・水の汚染、例:貝類 shellfish貝類(shellfish) shellfish(貝類))、飛沫respiratory droplets飛沫(respiratory droplets)respiratory droplets(飛沫)・エアロゾルaerosolエアロゾル(aerosol)aerosol(エアロゾル) | 感染成立に必要なウイルス粒子 virion ウイルス粒子(virion) virion(ウイルス粒子) 数が約10個と極めて少ない |
| アストロウイルスAstrovirusアストロウイルス(Astrovirus)Astrovirus(アストロウイルス) | 糞口感染 | — |
- Rotavirus: 腸管上皮intestinal epithelium 腸管上皮(intestinal epithelium)intestinal epithelium(腸管上皮) (腸細胞enterocyte腸細胞(enterocyte)enterocyte(腸細胞))に感染・複製し細胞融解cell lysis (cytolysis)細胞融解(cell lysis (cytolysis))cell lysis (cytolysis)(細胞融解)を起こす
- Norovirus: A・B・O式血液型抗原 blood group antigen 血液型抗原(blood group antigen) blood group antigen(血液型抗原) の糖鎖 glycan (sugar chain)糖鎖(glycan (sugar chain)) glycan (sugar chain)(糖鎖)に結合し、小腸腸細胞 enterocyte 腸細胞(enterocyte) enterocyte(腸細胞) で複製・細胞融解cell lysis (cytolysis) 細胞融解(cell lysis (cytolysis))cell lysis (cytolysis)(細胞融解) を起こす(組織学的には確認されにくい)
臨床像
ロタウイルス胃腸炎
- 小児における重症胃腸炎の世界的第1位の原因
- NSP4蛋白(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))が塩化物イオン透過性を亢進させ水分吸収 water absorption 水分吸収(water absorption) water absorption(水分吸収) を妨げ、水様性下痢を来す
- 脱水が重篤な合併症であり死因となりうる
- 世界全体では年間約20万人がロタウイルス rotavirus ロタウイルス(rotavirus) rotavirus(ロタウイルス) 感染により死亡すると推計される——ただしワクチン普及が進んだ高所得国では、現在はノロウイルスがロタウイルス rotavirus ロタウイルス(rotavirus) rotavirus(ロタウイルス) を上回る急性ウイルス性胃腸炎acute viral gastroenteritis 急性ウイルス性胃腸炎(acute viral gastroenteritis)acute viral gastroenteritis(急性ウイルス性胃腸炎) の主因となっている4
ノロウイルス急性胃腸炎
- 非細菌性胃腸炎の最多原因(全年齢層に影響)
- クルーズ船・保育施設・レストラン・学校でのアウトブレイク outbreak アウトブレイク(outbreak) outbreak(アウトブレイク) と関連
- 通年発生(Rotavirusと異なり冬季に限らない)
- 潜伏期2日後に発症:水様性・非炎症性の下痢(爆発的!膿や血液は伴わない)、悪心・嘔吐
アストロウイルス感染症
- 免疫力の低い人(乳幼児・小児・高齢者)が罹患しやすい
- 発展途上国で多い
- 水様性下痢が2〜3日間持続
flowchart TD
A["糞口感染<br>(naked virus)"] --> B["Rotavirus:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='enterocyte'>腸細胞</span>感染・融解<br>NSP4↑Cl⁻透過性"]
A --> C["Norovirus:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='blood group antigen'>血液型抗原</span>に結合<br>小腸<span class='jp-term jp-term-diagram' title='enterocyte'>腸細胞</span>融解"]
A --> D["Astrovirus:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intestinal infection'>腸管感染</span>"]
B --> E["水様性下痢・重度脱水<br>(乳幼児に好発・冬季)"]
C --> F["爆発的水様性下痢<br>(全年齢・通年)"]
D --> G["水様性下痢2-3日<br>(乳幼児・高齢者)"]
💡 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Rotavirusの病原性の核心——単なる細胞破壊 HLA-DR3/DR4 細胞破壊(HLA-DR3/DR4) HLA-DR3/DR4(細胞破壊) だけでなく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) の誘導が特徴。
診断
| ウイルス | 検査 |
|---|---|
| Rotavirus | ELISA(便検体、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)、便材料での免疫電子顕微鏡immune electron microscopy免疫電子顕微鏡(immune electron microscopy)immune electron microscopy(免疫電子顕微鏡) |
| Norovirus | RT-PCR(確定診断の標準)、EIAEIA(enzyme immunoassay)抗原検出(アウトブレイクoutbreak アウトブレイク(outbreak)outbreak(アウトブレイク) 時の補助的検査、感度は低い)——血清学・放射免疫測定法radioimmunoassay (RIA) 放射免疫測定法(radioimmunoassay (RIA))radioimmunoassay (RIA)(放射免疫測定法) は現在は用いられない歴史的手法5 |
| アストロウイルスAstrovirusアストロウイルス(Astrovirus)Astrovirus(アストロウイルス) | ELISA、RT-PCR |
治療・予防
-
治療: いずれも対症療法が中心
- Rotavirus:補液+電解質バランスの是正
- Norovirus:自然軽快(症状は約3日間持続)
- アストロウイルスAstrovirus アストロウイルス(Astrovirus)Astrovirus(アストロウイルス) :対症療法
-
予防:
- 牛乳cow's milk 牛乳(cow's milk)cow's milk(牛乳) を乳幼児に与える——中和抗体 neutralizing antibodies 中和抗体(neutralizing antibodies) neutralizing antibodies(中和抗体) を含み抗Rotavirus効果が期待される
- Rotavirusワクチン(弱毒生・経口)が2種類市販 marketing 市販(marketing) marketing(市販) されている
| ワクチン | 略称 | 接種スケジュール |
|---|---|---|
| RotaTeq | RV5 | 3回接種(生後2・4・6か月) |
| Rotarix | RV1 | 2回接種(生後2・4か月) |
⚠️ Rotavirusワクチンの接種年齢の上限は、国と勧告によって違う。 米国のACIPACIP(Advisory Committee on Immunization Practices)は、初回接種を生後14週6日まで(15週0日以降は開始しない)、全接種を生後8か月0日までとする。腸重積intussusception 腸重積(intussusception)intussusception(腸重積) (腸管の一部が隣接する腸管内へ滑り込む病態)に関する安全性データが月齢の高い乳児では不十分なためである6。一方WHOWHO(World Health Organization)は、年齢制限を外したほうが救える命が腸重積 intussusception 腸重積(intussusception) intussusception(腸重積) による超過死亡を上回るという解析から2013年に制限を外し、初回を生後6週以降できるだけ早く接種し、接種を逃した子には24か月未満まで接種を勧めている(添付文書の年齢制限を超える適応外の勧告)3。
- 手指衛生hand hygiene 手指衛生(hand hygiene)hand hygiene(手指衛生) による機械的なウイルス除去(naked virusは環境中で安定で、ノロウイルスのようにアルコールが効きにくいものもあるため、流水と石鹸による洗浄を基本にする)
まとめ
- Rotavirus(Sedoreoviridae科〔旧レオウイルス科 Reoviridaeレオウイルス科(Reoviridae) Reoviridae(レオウイルス科)〕・11分節の二本鎖RNA double-stranded RNA二本鎖RNA(double-stranded RNA) double-stranded RNA(二本鎖RNA)・3層の蛋白殻)は乳幼児の重症胃腸炎の世界的第1位原因で、NSP4毒素により水様性下痢・脱水を起こす。RotaTeq・Rotarixという2種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) があり、接種年齢の上限は米国ACIPでは初回が生後14週6日・全接種が8か月0日まで、WHOでは24か月未満までと勧告によって異なる。
- Norovirus(Calicivirus科)は非細菌性胃腸炎の最多原因で、全年齢・通年で爆発的な水様性下痢を起こし、クルーズ船などの集団アウトブレイク outbreak アウトブレイク(outbreak) outbreak(アウトブレイク) で有名。
- Astrovirusは免疫弱者(乳幼児・高齢者)に多く、発展途上国で目立つ2〜3日の水様性下痢を起こす。
- いずれも糞口感染するnaked virusで、治療は対症療法(補液・電解質補正electrolyte correction電解質補正(electrolyte correction)electrolyte correction(電解質補正))が中心。
- 予防の要は手指衛生 hand hygiene 手指衛生(hand hygiene) hand hygiene(手指衛生) (流水と石鹸による機械的除去)——naked virusには、ノロウイルスのようにアルコールが効きにくいものがあるため。
出典
- 1.ICTV 2021 Master Species List (MSL37)(International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV)・2022)MSL35(2019年)・MSL36(2020年)ではRotavirus AがReoviridae科(Sedoreovirinae亜科)に置かれ、MSL37(2021年リリース。2021年7月の第53回執行委員会で承認、2022年3月にメール投票で批准)で提案2020.028M(Reovirales_2nfam)によりSedoreoviridae科へ移され、Reovirales目がSedoreoviridae科とSpinareoviridae科の2科になったことを確認した閲覧 2026-09-27
- 2.ICTV Virus Taxonomy Profile: Sedoreoviridae 2022(International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) / Journal of General Virology・2022)ロタウイルスが属する科がReoviridae科から新設のSedoreoviridae科へ移され、Rotavirus属にはA〜J(9種)の種が認められている閲覧 2026-08-26
- 3.Rotavirus vaccines: WHO position paper – July 2021(World Health Organization(Weekly Epidemiological Record 96(28):301–320)・2021)ロタウイルスは3層の蛋白殻を持つ粒子で、11分節の二本鎖RNAを包み、最外層のVP7(G型)とVP4(P型)が中和抗体を誘導すること。WHOはかつて初回接種を生後15週まで・完了を32週までとしていたが、年齢制限を外した場合に救える命が腸重積による超過死亡を上回るというモデル解析をもとに2013年に勧告を広げ、初回は生後6週以降できるだけ早く、4週以上の間隔で接種し、24か月未満で接種を逃した子にも接種を勧めること(24か月超は勧めない)。この上限は各製品の添付文書の年齢制限より高く、適応外の勧告であること。閲覧 2026-09-27
- 4.Rotavirus(StatPearls / NCBI Bookshelf・2023)世界全体では年間約20万人がロタウイルス感染により死亡すると推計される一方、ワクチン普及が進んだ高所得国ではノロウイルスがロタウイルスを上回る急性ウイルス性胃腸炎の主因となっている閲覧 2026-08-26
- 5.Norovirus(StatPearls / NCBI Bookshelf・2025)ノロウイルスの現行の診断はRT-PCR(gold standard)とEIA抗原検出が中心で、放射免疫測定法や血清学は記載されていない(過去の手法)閲覧 2026-08-26
- 6.Prevention of Rotavirus Gastroenteritis Among Infants and Children: Recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP)(Centers for Disease Control and Prevention・2009)米国ACIP勧告本文で、初回接種は生後6週以降・上限は生後14週6日、全接種は生後8か月0日までに終えることを確認した。ヌクレオカプシドは3層の同心円状の殻が11分節の二本鎖RNAを包む構造と記載されている。閲覧 2026-09-27