Infezione da rotavirus - Cause e patogenesi

Cause dell'infezione da rotavirus

L'infezione da Rotavirus è causata da un membro della famiglia Reoviridae, genere Rotavirus. Il nome si basa sulla somiglianza morfologica dei rotavirus a una ruota (dal latino "rota" - "ruota"). Al microscopio elettronico, le particelle virali appaiono come ruote con un mozzo largo, raggi corti e un bordo sottile e ben definito. Il virione del rotavirus, di 65-75 nm di diametro, è costituito da un nucleo centrale elettrondenso e da due gusci peptidici: un capside esterno e uno interno. Il nucleo, di 38-40 nm di diametro, contiene proteine interne e materiale genetico rappresentato da RNA a doppio filamento. Il genoma dei rotavirus umani e animali è costituito da 11 frammenti, il che probabilmente determina la diversità antigenica dei rotavirus. La replicazione dei rotavirus nel corpo umano avviene esclusivamente nelle cellule epiteliali dell'intestino tenue.

I rotavirus contengono quattro antigeni principali; il principale è l'antigene di gruppo, una proteina del capside interno. Considerando tutti gli antigeni gruppo-specifici, i rotavirus sono suddivisi in sette gruppi: A, B, C, D, E, F, G. La maggior parte dei rotavirus umani e animali appartiene al gruppo A, all'interno del quale si distinguono sottogruppi (I e II) e sierotipi. Il sottogruppo II comprende fino al 70-80% dei ceppi isolati dai pazienti. Esistono prove di una possibile correlazione tra alcuni sierotipi e la gravità della diarrea.

I rotavirus sono resistenti ai fattori ambientali: sopravvivono per diversi mesi nell'acqua potabile, nei corpi idrici aperti e nelle acque reflue, per 25-30 giorni sui vegetali e per 15-45 giorni su cotone e lana. I rotavirus non vengono distrutti da congelamento ripetuto, soluzioni disinfettanti, etere, cloroformio, ultrasuoni, ma muoiono con la bollitura. Vengono inoltre trattati con soluzioni con un pH superiore a 10 o inferiore a 2. Le condizioni ottimali per l'esistenza dei virus sono una temperatura di 4 °C e un'umidità elevata (>90%) o bassa (<13%). L'attività infettiva aumenta con l'aggiunta di enzimi proteolitici (ad esempio tripsina, pancreatina).

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Patogenesi dell'infezione da rotavirus

La patogenesi dell'infezione da rotavirus è complessa. Da un lato, le proteine strutturali (VP3, VP4, VP6, VP7) e non strutturali (NSP1, NSP2, NSP3, NSP4, NSP5) del virus sono di grande importanza nello sviluppo della gastroenterite da rotavirus. In particolare, il peptide NSP4 è un'enterotossina che causa diarrea secretoria, simile alle tossine batteriche; NSP3 influenza la replicazione virale e NSP1 può "inibire" la produzione del fattore 3 di regolazione dell'interferone.

D'altra parte, già dal primo giorno di malattia, il rotavirus viene rilevato nell'epitelio della mucosa del duodeno e delle porzioni superiori del digiuno, dove si moltiplica e si accumula. La penetrazione del rotavirus in una cellula è un processo a più stadi. Per penetrare in una cellula, alcuni sierotipi di rotavirus richiedono recettori specifici contenenti acido sialico. È stato accertato un ruolo importante delle proteine a2b1-integrina, aVb3-integrina e hsc70 nelle fasi iniziali dell'interazione tra il virus e la cellula, mentre l'intero processo è controllato dalla proteina virale VP4. Una volta penetrati nella cellula, i rotavirus causano la morte delle cellule epiteliali mature dell'intestino tenue e il loro rigetto dai villi intestinali. Le cellule che sostituiscono l'epitelio villoso sono funzionalmente inferiori e non sono in grado di assorbire adeguatamente carboidrati e zuccheri semplici. La carenza di disaccaridasi (principalmente lattasi) porta all'accumulo di disaccaridi non digeriti ad alta attività osmotica nell'intestino, che causa una compromissione del riassorbimento di acqua ed elettroliti e lo sviluppo di diarrea acquosa, che spesso porta a disidratazione. Entrando nell'intestino crasso, queste sostanze diventano substrati per la fermentazione da parte della microflora intestinale, con la formazione di un'elevata quantità di acidi organici, anidride carbonica, metano e acqua. Il metabolismo intracellulare dell'adenosina monofosfato ciclico e della guanosina monofosfato nelle cellule epiteliali con questa infezione rimane praticamente invariato.

Pertanto, attualmente, nello sviluppo della sindrome diarroica si distinguono due componenti principali: osmotica e secretoria.

Epidemiologia dell'infezione da rotavirus

La principale fonte e serbatoio dell'infezione da rotavirus è una persona malata che espelle una quantità significativa di particelle virali (fino a 10 ¹⁰ UFC in 1 g) con le feci alla fine del periodo di incubazione e nei primi giorni della malattia. Dopo il 4°-5° giorno di malattia, la quantità di virus nelle feci diminuisce significativamente, ma la durata totale dell'escrezione del rotavirus è di 2-3 settimane. I pazienti con reattività immunologica compromessa, con patologia concomitante cronica o deficit di lattasi espellono particelle virali per un lungo periodo. La fonte dell'agente infettivo può essere anche portatori sani del virus (bambini provenienti da gruppi organizzati e ospedali, adulti: in primo luogo, personale medico di ospedali per la maternità, reparti di malattie somatiche e infettive), dalle cui feci il rotavirus può essere isolato per diversi mesi.

Il meccanismo di trasmissione del patogeno è oro-fecale. Vie di trasmissione:

• contatto domestico (attraverso mani sporche e oggetti domestici);
• acqua (quando si beve acqua infetta da virus, compresa l'acqua in bottiglia);
• alimentare (più spesso quando si consumano latte e latticini).

Non si può escludere la possibilità di trasmissione aerea dell'infezione da rotavirus.

L'infezione da rotavirus è altamente contagiosa, come dimostra la rapida diffusione della malattia nell'ambiente in cui vivono i pazienti. Durante le epidemie, fino al 70% della popolazione non immune si ammala. I test sieroepidemiologici effettuati sul sangue hanno evidenziato che il 90% dei bambini di età più avanzata presenta anticorpi contro diversi rotavirus.

Dopo un'infezione, nella maggior parte dei casi si forma un'immunità tipo-specifica a breve termine. Sono possibili recidive, soprattutto nelle fasce d'età più avanzate.

L'infezione da rotavirus è comune e si riscontra in tutte le fasce d'età. Nella struttura delle infezioni intestinali acute, la quota di gastroenterite da rotavirus varia dal 9 al 73% a seconda dell'età, della regione, del tenore di vita e della stagione. I bambini nei primi anni di vita (principalmente dai 6 mesi ai 2 anni) sono particolarmente colpiti. I rotavirus sono una delle cause di diarrea accompagnata da grave disidratazione nei bambini di età inferiore ai 3 anni; questa infezione è responsabile fino al 30-50% di tutti i casi di diarrea che richiedono il ricovero ospedaliero o una reidratazione intensiva. Secondo l'OMS, questa malattia uccide da 1 a 3 milioni di bambini in tutto il mondo ogni anno. L'infezione da rotavirus è responsabile di circa il 25% dei casi di cosiddetta diarrea del viaggiatore. In Russia, la frequenza di gastroenterite da rotavirus nella struttura di altre infezioni intestinali acute varia dal 7 al 35% e tra i bambini di età inferiore ai 3 anni supera il 60%.

I rotavirus sono una delle cause più comuni di infezioni nosocomiali, soprattutto tra i neonati prematuri e i bambini piccoli. I rotavirus sono responsabili del 9-49% delle infezioni intestinali acute nosocomiali. Le infezioni nosocomiali sono favorite dalla lunga degenza dei bambini in ospedale. Il personale medico svolge un ruolo significativo nella trasmissione dei rotavirus: il 20% dei dipendenti, anche in assenza di disturbi intestinali, presenta anticorpi IgM contro il rotavirus nel siero e l'antigene del rotavirus viene rilevato nei coprofiltrati.

Nei climi temperati, l'infezione da rotavirus è stagionale, con prevalenza nei freddi mesi invernali, fattore associato a una migliore sopravvivenza del virus nell'ambiente a basse temperature. Nei paesi tropicali, la malattia si manifesta tutto l'anno, con un certo aumento dell'incidenza durante la stagione fredda e piovosa.

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