пособие+вирусные+диареи

ВИРУСНЫЕ ДИАРЕИ У ДЕТЕЙ

1

В учебно-методическом пособии, адресованном педиатрам, инфекционистам, отражена современная этиологическая структура острых диарей у детей, представлены патогенез, клиника и диагностика вирусных диарей. Подробно рассмотрены принципы диетического питания, комплексного лечения. Даны рекомендации по реабилитации больных, перенесших кишечные инфекции. Представлены современные этиотропные, биологические препараты, энтеросорбенты, иммунопрепараты. Решение тестов и ситуационных задач позволит читателю осуществить самоконтроль.

Сведения об авторах:

Сабитов Алебай Усманович - зав. кафедрой детских инфекционных болезней и клинической иммунологии, д-р мед. наук, профессор

Чащина Софья Евгеньевна – кандидат медицинских наук, доцент кафедры детских инфекционных болезней и клинической иммунологии ГОУ ВПО УГМА

Рецензент – И.В. Вахлова, д-р мед. наук, профессор кафедры детских болезней ГОУ ВПО

УГМА

3

Международный комитет по таксономии вирусов рекомендовал в 1975 г. название “ротавирус” для наименования группы сходных между собой по размерам (65—75 нм) и ряду других свойств РНК-содержащих вирусов. Геном ротавируса представлен двунитчатой РНК, в которой выявляет-

ся 11 сегментов. При помощи электрофореза в полиакриламидном геле обнаруживаются различия в структуре РНК ротавирусов животных и человека. Этим же методом выявлена разница между некоторыми штаммами ротавируса человека, что позволило предположить существование его раз-

личных типов.

Семейство ротавирусов характеризуется уникальной структурой белковой оболочки (капсид).

Липопротеиновая оболочка отсутствует, имеются две белковые оболочки — наружный и внутрен-

ний капсиды. При этом капсомеры внутреннего капсида достигают наружного слоя, придавая ви-

русной частице форму колеса, где наружный капсид является ободом, а капсомеры внутреннего капсида — спицами колеса. Наружный капсид (“обод колеса”) представляет собой ровный слой толщиной около 10 нм. Он состоит из коротких капсомеров, прикрепленных непосредственно к концам капсомеров внутреннего капсида, которые формируют неплотно упакованный слой.

Наружный капсид пронизан 132 отверстиями, непосредственно переходящими в структуры внут-

реннего капсида, и имеет вид сотоподобной оболочки. Внутренний капсид представляет собой разновидность икосаэдра — геометрической фигуры, характерной для многих вирусов.

Внутренний компонент вируса представлен сердцевиной, содержащей белки и генетический материал. Диаметр сердцевины 40—45 нм, внутреннего капсида — 15—20 нм, наружного — 10

нм. Сердцевина имеет оси симметрии 2, 3 и 5-го порядков.

Ротавирусы не имеют суперкапсидной липопротеиновой оболочки и не содержат липидов, они включают РНК, составляющую 14—22 % массы вириона, и белок. Два вирусоспецифических бел-

ка являются гликопротеидами и имеют в своем составе небольшое количество углеводов. По-

скольку у вируса отсутствует суперкапсидная оболочка, он относительно стабилен в окружающей среде. Отсутствие липидов обусловливает устойчивость к эфиру, хлороформу, детергенам, ультра-

звуку. Однако инфекционность утрачивается при рН выше 10. Ротавирусы быстро инактивируют-

ся фенольными соединениями, крезолом, формалином. Для быстрой инактивации нужен 4—10 %

формальдегид. Самым эффективным дезинфектантом является 25 % и 50 % этиловый спирт или

50% метанол. Ротавирусы человека и крупного рогатого скота сохраняют инфекционность в тече-

ние нескольких месяцев при 4 °С и даже при 20 °С, если они хранятся в присутствии стабилизато-

ра, например при 1,5 ммоль хлорида кальция. Ротавирусы крупного рогатого скота и приматов оказались чувствительными к низкому рН и быстро инактивируются при рН 2, теряя инфекцион-

ность менее чем за 1 мин. Остается неясным, каким образом ротавирусы сохраняют жизнеспособ-

ность при контакте с желудочным соком, рН которого варьирует от 1 до 2. Возможно, большая

5

поражаемость детей по сравнению со взрослыми обусловлена более высоким рН желудочного со-

ка — 3,2.

Белки наружного капсида ротавируса имеют большое значение, поскольку им принадлежит ведущая роль при проникновении вируса в клетку, а также в клеточном тропизме и вирулентности вируса. Инфекционная активность вируса приобретается благодаря протеолитическому нареза-

нию капсидных белков, которое обусловлено присутствием в клетках специфических протеолити-

ческих ферментов – трипсина, трипсиноподобных ферментов. Эти белки — протективные антиге-

ны, обеспечивающие иммунитет к инфекции, определяют видовую специфичность ротавируса.

В составе вируса содержится уникальный для эукариотической клетки фермент—РНК-

зависимая РНК-полимераза. Фермент полимеризует синтез однонитчатых РНК на матрице с обра-

зованием информационных РНК, т. е. осуществляет транскрипцию вирусного генома. Гемагглю-

тинин, содержащийся в вирусе, способен агглютинировать эритроциты человека группы 0, ге-

магглютинирующий белок является и прикрепительным белком, узнающим клеточные рецепторы.

Антигенные свойства. В зависимости от группового антигена ротавирусы разделяются на не-

сколько групп (А, В, С, D, Е). Наиболее многочисленна группа А, куда относится большинство ротавирусов человека.

В составе ротавирусов обнаружено 4 антигенf: 1) групповой антиген, обусловленный белком внутреннего капсида VР6 и присутствующий в однокапсидных вирусных частицах; 2) подгруппо-

вой антиген, представляющий часть группового антигена; 3) типоспецифический антиген, ассоци-

ированный с VРЗ и VР7; 4) гемагглютинин, имеющий типоспецифические свойства; а также не-

структурные белки NSP1-5, обладающие энтеротоксиногенностью.

Реовирусы. Из того же семейства, что и ротавирусы. У реовирусов тоже 2 белковые оболочки:

наружные и внутренние капсиды, двунитчатая фрагментированная РНК, состоящая из 10 фраг-

ментов. Известны три серотипа обозначаемые обычно 1,2,3 ...... . Помимо человека эти вирусы вы-

делены от крупного рогатого скота, обезьян, собак, птиц и даже у москитов. Репликация происхо-

дит в слизистой тонкой кишки и верхних дыхательных путей. Так же как и у ротавирусов сборка зрелых частиц проходит в цистернах цитоплазматической сети и выход из клетки только после ее гибели, но в отличие от ротавирусов поражают не только человека, но и животных. Ротавирусы,

поражающие животных, не поражают человека.

Аденовирусы. В этиологии диареи имеют значение 40 и 41 серотипы. Это небольшие вирусы,

тоже без липидной оболочки. Генетический материал представлен ДНК (линейной). В состав ви-

риона входит не менее 7 антигенов, из них 4 комплементсвязывающих А,В,С и D: А - общий для всей группы аденовирусов, В - позволяет подразделить их на 3 группы – подгрупповой, С – типо-

специфический. Сборка вирусных частиц и репликация происходит в ядре клетки эпителия верх-

них дыхательных путей и тонкой кишки. Каждая клетка способна продуцировать около миллиона

6

вирусных частиц. Инкубационный цикл от момента внедрения до выхода вируса колеблется от 14

до 24 часов. Клетки погибают в процессе развития вируса. Из энтеровирусов, вызывающих диа-

рейные заболевания, наиболее актуальными являются: вирусы Коксаки - группы А, серотипы

18,20,21, 22 и 24; группы В, серотипы 2,3,4.

В последние годы широкое распространение приобрели вспышечные заболевания, вызванные норовирусами. Норовирусы принадлежат к семейству Калицивирусов (Calici virus), относятся к безоболочковым вирусам, размером 26-35 нм, средой обитания является человеческое тело. Норо-

вирус можно классифицировать на 5 геногрупп - G1, G2, G3, G4, G5, которые далее подразделя-

ются на разные генотипы. Например, геногруппа -2 превалирующая человеческая геногруппа, со-

держит 19 генотипов. Генотипы - 1, 2, 4 вызывают поражение у человека, а геногруппа-3 инфици-

рует рогатый скот. Геногруппа-5 недавно была обнаружена у мышей. Норовирусы чрезвычайно заразны: всего 10-100 частиц вируса достаточно для заражения. Патогенные микроорганизмы вы-

являются в больших количествах в стуле и рвотных массах зараженного человека: в 1 грамме ис-

пражнений может содержаться более 1000 частиц вируса. Эти вирусы высоко устойчивы к инак-

тивации замораживанием, нагреванием до 60оС, к хлорированию в концентрации от 0,5 до 1,0

мг/л, рН 2,7 и обработке эфиром, этанолом или детергентами.

Астровирусы- вирусы, обнаруженные в 1975 году при помощи электронной микроскопии в стуле человека. Астровирусы также выделены из других видов млекопитающих (представители рода Mammoastrovirus) и из птиц (род Aviastrovirus). Вирионы имеют размер около 28-35 нм в диаметре, икосаэдрическую форму, а также звездчатую поверхность, с пятью или шестью отрост-

ками. Наряду с Picornaviridae и Caliciviridae, астровирусы являются третьим семейством безоболо-

чечных вирусов с (+) одноцепочечной геномной РНК. К настоящему времени известно 8 сероти-

пов астровирусов человека: HAstV-1 - HAstV-8. У детей раннего возраста чаще всего регистриру-

ют первый и второй серотипы астровирусов, а у людей старше 20 лет – четвертый серотип. Астро-

вирусы человека являются одной из причин гастроэнтеритов у детей раннего периода. Вспышки охватывают детей до 1 года в организованных коллективах.

Торовирусы (из семейства коронавирусов) - вирусы с оболочкой, содержащие одноцепочеч-

ную РНК, представляют собой полиморфные оболочечные частицы, окруженные пепломерами.

Вирионы имеют диаметр 120—140 нм, плотность 1,16— 1,18 г/мл. Форма вирионов - двояково-

гнутый диск или почкообразная. Они содержат удлиненный тубулярный нуклеокапсид спираль-

ной симметрии, имеющий тороидальную форму. Вирусы имеют четыре основных структурных белка: фосфопротеин нуклеокапсида - белок N, мембранный гликопротеин М, мелкий мембран-

ный белок Е и пепломерный гликопротеин S. Торовирусы вызывают как острую, так и персисти-

рующую диарею (более 14 дней).

7

выдерживают 2 часа при такой температуре. Энтеровирусы при 60 градусах погибают через 30

мин. Ротавирусы устойчивы к гипохлориду, который применяется в обычных концентрациях в очагах кишечных инфекций, но чувствительны к раствору формальдегида, в концентрации 4-10%,

этанола, метанола.

Источник инфекции — инфицированный человек, больной манифестной или бессимптомной формой заболевания. Вирусы в фекалиях заболевших появляются одновременно с возникновением клинических симптомов, достигая максимальных показателей на 3—5-й день болезни, когда кон-

центрация вируса составляет 1О'°— 10" частиц в 1 г фекалий. Выделяются вирусы, как правило,

7—8 дней, но описаны случаи выявления вирусов в течение 2—4 недель и более. Ротавирус в фе-

калиях часто обнаруживается у детей и взрослых без клинических признаков заболевания. Экс-

крецию вируса наблюдают даже у новорожденных и детей первого полугодия жизни. В некоторых исследованиях было показано, что грудной ребенок является уникальным резервуаром ротавиру-

сов, и что асиптоматическая инвазия кишечника очень часто встречается в раннем детстве.

Предполагают, что ротавирусы способны проникать через плаценту и заражать плод в утробе матери. При язвенно-некротическом энтероколите у новорожденных в биоптатах слизистой ки-

шечника в 20% случаев обнаруживают астровирусы.

Абсолютное большинство исследователей считают, что данная инфекция поражает главным образом детей первых двух лет жизни, независимо от климатогеографических особенностей реги-

она и социально-экономических условий. Преимущественное поражение детей раннего возраста вирусными диареями обусловлено анатомофизиологическими особенностями. Так, рН желудочно-

го сока в этом возрасте колеблется от 2,8 до 3,2, отмечается определенный дефицит α-

антитрипсина, моторика кишечника замедленна, что способствует репликации вирусов в энтеро-

циты. В литературе имеются описания массовых вспышек, охватывающих различные группы населения и распространяющихся на обширных территориях. В последние годы отмечается значи-

тельный рост заболеваемости среди детей дошкольного и школьного возраста. Вирусные диареи среди детей и взрослых регистрируется в виде спорадических случаев, групповых, внутриболь-

ничных заболеваний и массовых вспышек. Существенных различий в распределении больных по полу как среди детей, так и среди взрослых не выявлено.

Многие исследователи в разных регионах мира отмечают выраженную сезонность вирусных диарей, число случаев которой резко возрастает в зимние месяцы, так как вирус лучше выживает во внешней среде при низкой температуре.

 Патогенез.

“Запуск” инфекционного процесса происходит при кооперативном взаимодействии вируса с клеткой. Ранние стадии включают в себя адсорбцию вирусных частиц на клеточной поверхности,

9

проникновение их в клетки и “раздевание”. Поздние стадии направлены на синтез вирусоспеци-

фических молекул — вирусных нуклеиновых кислот и белков. Они включают в себя синтез ин-

формационных РНК (транскрипцию), их трансляцию с образованием вирусных полипептидов, ре-

пликацию вирусных нуклеиновых кислот. Заключительный этап инфекционного цикла — “сбор-

ка” вируса по принципу самосборки и выход из клетки.

Начальным этапом взаимодействия вируса с клеткой является адсорбция, основанная на специфи-

ческом узнавании клеточных рецепторов вирусными прикрепительными белками. Узнавание спе-

цифического рецептора не ограничивается прикреплением вирусной частицы к клеточной поверх-

ности. Взаимодействие с рецептором определяет дальнейшую судьбу вируса, его внутриклеточ-

ный транспорт и “доставку” в строго определенный участок ядра или цитоплазмы, где развивается инфекционный процесс. Вирусная частица может прикрепиться к неспецифическим рецепторам и даже проникнуть в клетку, но при этом она будет доставлена в другие участки клетки, где может быть даже разрушена клеточными ферментами, и заболевание не возникает. Адсорбируются ки-

шечные вирусы на плазматической мембране кишечного эпителия. Поскольку чувствительность к кишечным вирусам возникает лишь на определенной стадии дифференцировки эпителиальных клеток тонкого кишечника, когда они начинают продуцировать фермент лактазу, предполагают,

что она может быть рецептором для вирусов. Вновь синтезированные геномные РНК или ДНК по-

являются в зараженной клетке через 2—3 ч после заражения.

Вирусы, благодаря устойчивости к воздействию среды желудка и желчи, достигают эпителия тонкого кишечника. В верхних отделах для них имеются оптимальные условиях развития, так как они в первую очередь поражают цилиндрические эпителий ворсинок. Цитопатическое действие вирусов обусловлено строго внутриклеточным паразитизмом. Вирусы запускают клеточную гене-

тическую программу гибели (апоптоза) клеток. Механизм цитопатического действия вирусов обу-

словлен подавлением синтеза клеточных ДНК, РНК и белков, разрушением клеточных лизосом и высвобождением лизосомальных ферментов, которые оказывают пагубное влияние на клеточные структуры. Вирусы разрушают цилиндрические эпителиальные клетки и ворсинки покрываются незрелыми кубическими эпителиальными клетками, не обладающими ферментативной активно-

стью и устойчивыми к вирусам.

Эпителиальные клетки ворсинок двенадцатиперстной кишки продуцируют ферменты для пере-

варивания сложных сахаров — дисахаридазы, включая лактазу. В тонкую кишку попадают диса-

хариды как непосредственно содержащиеся в пище, так и образованные из расщепляющихся в ро-

товой полости и двенадцатиперстной кишке полисахаридов. Основное количество углеводов вса-

сывается в тонкой кишке в виде моносахаридов. Разрушение эпителиальных клеток тонкого ки-

шечника под действием вируса сопровождается нарушением переваривания лактозы. Нерасщеп-

ленные дисахариды и невсосавшиеся простые сахара, переходя в толстую кишку, создают повы-

10