轮状病毒感染--病因和发病机制

轮状病毒感染的原因

轮状病毒感染是由呼肠孤病毒科（Reoviridae）轮状病毒属（Rotavirus）引起的。该病毒属的名称源于其形态与轮子相似（源自拉丁语“rota”，意为“车轮”）。在电子显微镜下，病毒颗粒看起来像轮子，轮毂宽，辐条短，边缘清晰细长。轮状病毒粒子直径为65-75纳米，由电子致密的中心（核心）和两个肽壳（外壳和内衣壳）组成。核心直径为38-40纳米，包含内部蛋白质和以双链RNA为代表的遗传物质。人类和动物轮状病毒的基因组由11个片段组成，这可能决定了轮状病毒的抗原多样性。轮状病毒在人体内的复制仅发生在小肠上皮细胞中。

轮状病毒含有四种主要抗原；其中最主要的是组抗原，即病毒衣壳内部的一种蛋白质。考虑到所有组特异性抗原，轮状病毒可分为七组：A、B、C、D、E、F、G。大多数人类和动物轮状病毒属于A组，该组又可分为亚组（I和II）和血清型。II亚组占从患者体内分离出的病毒株的70-80%。有证据表明，某些血清型与腹泻严重程度之间可能存在相关性。

轮状病毒对环境因素具有抵抗力：它们在饮用水、开放水体和废水中可存活数月，在蔬菜上可存活25-30天，在棉花和羊毛上可存活15-45天。轮状病毒无法被反复冷冻、消毒液、乙醚、氯仿和超声波杀死，但煮沸后会死亡。pH值大于10或小于2的溶液也能杀死轮状病毒。病毒生存的最佳条件是4°C的温度和高湿度（>90%）或低湿度（<13%）。添加蛋白水解酶（例如胰蛋白酶、胰酶）会增强其感染活性。

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轮状病毒感染的发病机制

轮状病毒感染的发病机制复杂。一方面，病毒的结构蛋白（VP3、VP4、VP6、VP7）和非结构蛋白（NSP1、NSP2、NSP3、NSP4、NSP5）在轮状病毒性胃肠炎的发生发展中起着至关重要的作用。其中，NSP4肽是一种肠毒素，可引起分泌性腹泻，类似于细菌毒素；NSP3影响病毒复制，而NSP1可以“抑制”干扰素调节因子3的产生。

另一方面，在疾病的第一天，轮状病毒就已在十二指肠和空肠上部的黏膜上皮中检测到，并在那里繁殖和积聚。轮状病毒侵入细胞是一个多阶段过程。某些血清型的轮状病毒需要含有唾液酸的特定受体才能侵入细胞。一些蛋白质已被证实发挥重要作用：a2b1-整合素、整合素-aVb3 和 hsc70 在病毒与细胞相互作用的初始阶段发挥着重要作用，而整个过程由病毒蛋白 VP4 控制。轮状病毒侵入细胞后，会导致小肠成熟上皮细胞死亡，并被绒毛排斥。取代绒毛上皮的细胞功能较差，无法充分吸收碳水化合物和单糖。双糖酶（主要是乳糖酶）缺乏会导致未消化的高渗透压双糖在肠道内积聚，从而影响水和电解质的重吸收，引发水样腹泻，并常常导致脱水。这些物质进入大肠后，成为肠道菌群发酵的底物，生成大量的有机酸、二氧化碳、甲烷和水。感染该菌的上皮细胞内环磷酸腺苷和环磷酸鸟苷的代谢几乎保持不变。

因此，目前，腹泻综合征的发展主要分为两个部分：渗透性和分泌性。

轮状病毒感染的流行病学

轮状病毒感染的主要来源和宿主是患者，患者在潜伏期末期和发病初期会随粪便排出大量病毒颗粒（每克粪便最多10 ¹⁰ CFU）。发病后4-5天，粪便中病毒量显著减少，但轮状病毒的排出总持续时间为2-3周。免疫反应受损、伴有慢性并发症和乳糖酶缺乏的患者会长时间排出病毒颗粒。健康的病毒携带者（来自有组织的团体和医院的儿童，成年人：首先是妇产医院、体检科和感染科的医务人员）也可能是传染源，从他们的粪便中分离出轮状病毒可持续数月。

病原体的传播途径为粪口传播。传播途径：

• 接触家庭（通过脏手和家居用品）；
• 水（饮用被病毒感染的水时，包括瓶装水）；
• 食物（最常见于食用牛奶和奶制品时）。

不能排除轮状病毒感染通过空气传播的可能性。

轮状病毒感染传染性极强，其在患者环境中的快速传播便可证明这一点。疫情爆发期间，高达70%的无免疫力人群会发病。血清流行病学血液检测显示，90%的年龄较大儿童体内存在针对各种轮状病毒的抗体。

感染后，大多数情况下会形成短期特异性免疫。但可能会反复发病，尤其是在老年人群中。

轮状病毒感染很常见，可见于所有年龄段。在急性肠道感染中，轮状病毒性胃肠炎的发病率为 9% 至 73%，具体取决于年龄、地区、生活水平和季节。出生后第一年（主要是 6 个月至 2 岁）的儿童尤其容易患病。轮状病毒是 3 岁以下儿童腹泻并伴有严重脱水的病因之一；在所有需要住院或紧急补液的腹泻病例中，轮状病毒感染占 30% 至 50%。据世界卫生组织统计，这种疾病每年在全球导致 100 万至 300 万儿童死亡。轮状病毒感染约占所谓旅行者腹泻病例的 25%。在俄罗斯，轮状病毒性胃肠炎在其他急性肠道感染中的发病率为 7% 至 35%，而在 3 岁以下儿童中，发病率超过 60%。

轮状病毒是医院获得性感染最常见的病因之一，尤其易感染早产儿和幼儿。轮状病毒占医院获得性急性肠道感染的9%至49%。儿童长期住院也容易引发医院获得性感染。医务人员在轮状病毒传播中扮演着重要角色：即使没有肠道疾病，20%的医务人员血清中也含有轮状病毒IgM抗体，并且在粪滤液中也能检测到轮状病毒抗原。

在温带地区，轮状病毒感染具有季节性，主要在寒冷的冬季发生，因为病毒在低温环境中更容易存活。在热带国家，轮状病毒全年均可发生，但在凉爽的雨季发病率会有所增加。

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