로타바이러스

Rotavirus
로타바이러스
A single particle; it is spherical and has regularly spaced, short protrusions on its surface
여러 전자현미경 사진을 이용한 로타바이러스의 컴퓨터 보조 재구성
바이러스 분류 Edit this classification
(무순위): 바이러스
영역: 리보비리아
왕국: 오르토르나비래
문: Duplornaviricota
클래스: 레지노바이러스테스
주문: 레오비랄레스
가족: 세도로바이러스과
하위 그룹: 세도로비리과
속: 로타바이러스
종.
  • 로타바이러스 A
  • 로타바이러스 B
  • 로타바이러스 C
  • 로타바이러스 D
  • 로타바이러스 F
  • 로타바이러스 G
  • 로타바이러스 H
  • 로타바이러스 1형
  • 로타바이러스 J

로타바이러스는 영유아 설사병의 가장 흔한 원인입니다.[1] 세계의 거의 모든 아이들이 5세까지 최소한 한 번은 로타바이러스에 감염됩니다.[2] 감염될 때마다 면역이 생기므로 이후의 감염은 덜 심각합니다. 어른들은 거의 영향을 받지 않습니다.[3] 로타바이러스(Rotavirus)는 레오바이러스과에 속하는 이중가닥 RNA 바이러스의 한 속입니다. 가장 흔한 종인 A, B, C, D, F, G, H, I 및 J 로타바이러스 A는 인간에게 로타바이러스 감염의 90% 이상을 유발하는 9종의 속이 있습니다.[4]

바이러스는 분변-구강 경로를 통해 전염됩니다. 소장을 구성하는 세포를 감염시켜 손상시키고, 위장염(인플루엔자와 아무런 관련이 없음에도 불구하고 흔히 '위 독감'이라고 함)을 일으킵니다. 로타바이러스는 1973년 루스 비숍(Ruth Bishop)과 그녀의 동료들에 의해 전자현미경 사진으로[5] 발견되었으며 영유아의 심각한 설사로 입원하는 경우의 약 3분의 1을 차지하지만,[6] 역사적으로 공중 보건 커뮤니티, 특히 개발도상국에서 로타바이러스의 중요성은 과소평가되어 왔습니다.[7] 로타바이러스는 인간의 건강에 미치는 영향 외에도 다른 동물에게도 감염되며 가축의 병원체입니다.[8]

로타바이러스 장염은 보통 소아기에 쉽게 관리되는 질병이지만 5세 미만 어린이 중 로타바이러스로 인해 2019년 설사로 인한 사망자는 151,714명으로 추정됩니다.[9] 미국에서는 2000년대에 로타바이러스 예방접종 프로그램이 시작되기 전에 로타바이러스가 어린이에게 약 270만 건의 중증 위장염을 유발하고 거의 60,000명이 입원했으며 매년 약 37명이 사망했습니다.[10] 미국에서 로타바이러스 백신이 도입된 후 입원율이 크게 떨어졌습니다.[11][12] 로타바이러스 퇴치를 위한 공중보건 캠페인은 감염된 어린이들에게 경구 수분 보충 요법을 제공하고 질병 예방을 위한 예방접종에 초점을 맞추고 있습니다.[13] 로타바이러스 감염의 발병률과 중증도는 일상적인 소아 면역 정책에 로타바이러스 백신을 추가한 국가에서 크게 감소했습니다.[14][15][16]

바이러스학

로타바이러스의 종류

로타바이러스에는 9종이 있는데, A, B, C, D, F, G, H, I, J라고 합니다.[17][18] 인간은 주로 로타바이러스 A종에 감염됩니다. A–I 종은 다른 동물,[19] 돼지는 H, 조류는 D, F, G, 고양이는 I, 박쥐는 J에서 질병을 일으킵니다.[20][21][22][23]

로타바이러스 A종 내에는 혈청형이라고 불리는 다양한 균주가 있습니다.[24] 인플루엔자 바이러스와 마찬가지로 바이러스 표면에 있는 두 개의 단백질을 기준으로 이중 분류 시스템을 사용합니다. 당단백질 VP7은 G 혈청형을 정의하고 단백질분해효소 민감성 단백질 VP4는 P 혈청형을 정의합니다.[25] G형과 P형을 결정하는 두 유전자가 따로 자손 바이러스에 전달될 수 있기 때문에 서로 다른 조합이 발견됩니다.[25] 비정형 균주의 기원을 결정하는 데 사용된 A형 로타바이러스에 대해 전체 유전체 유전자형 시스템이 구축되었습니다.[26] 개별 G형과 P형의 유병률은 국가와 연도에 따라 다양합니다.[27] 최소 36개의 G형과 51개의 P형이[28] 있지만 사람의 감염에서는 G형과 P형의 몇 가지 조합만이 우세합니다. They are G1P[8], G2P[4], G3P[8], G4P[8], G9P[8] and G12P[8].[29]

구조.

로타바이러스의 게놈은 총 18,555개의 뉴클레오티드인 RNA(dsRNA)의 독특한 이중나선 분자 11개로 구성되어 있습니다. 각각의 나선, 즉 분절은 크기를 줄여 1에서 11로 번호가 매겨지는 유전자입니다. 각 유전자는 하나의 단백질을 암호화하고, 2개를 암호화하는 9번 유전자는 제외합니다.[30] RNA는 3겹의 20면체 단백질 캡시드로 둘러싸여 있습니다. 바이러스 입자는 직경이[31][32] 최대 76.5nm로 둘러싸여 있지 않습니다.[33]

단백질

A cut-up image of a single rotavirus particle showing the RNA molecules surrounded by the VP6 protein and this in turn surrounded by the VP7 protein. The VP4 protein protrudes from the surface of the spherical particle.
로타바이러스 구조 단백질의[34] 위치를 단순화한 도표

바이러스 입자(virion)를 형성하는 바이러스 단백질(VP)은 6개입니다. 이러한 구조 단백질을 VP1, VP2, VP3, VP4, VP6 및 VP7이라고 합니다. VP 외에도 로타바이러스에 감염된 세포에서만 생성되는 6개의 비구조 단백질(NSP)이 있습니다. These are called NSP1, NSP2, NSP3, NSP4, NSP5 and NSP6.[19]

로타바이러스 유전체에 의해 암호화된 12개의 단백질 중 적어도 6개는 RNA에 결합합니다.[35] 로타바이러스 복제에서 이러한 단백질의 역할은 완전히 이해되지 않았습니다. 그들의 기능은 비리온의 RNA 합성 및 포장, 유전체 복제 부위로의 mRNA 수송, mRNA 번역 및 유전자 발현 조절과 관련이 있는 것으로 생각됩니다.[36]

구조단백질

An electron micrograph of many rotavirus particles, two of which have several smaller, black spheres which appear to be attached to them
로타바이러스에 부착된 금 나노입자의 전자현미경 사진. 작고 어두운 원형 물체는 로타바이러스 단백질 VP6에 특이적인 단일클론항체로 코팅된 금 나노입자입니다.

VP1은 바이러스 입자의 핵심에 위치하며 RNA 의존성 RNA 중합효소 효소입니다.[37] 감염된 세포에서 이 효소는 바이러스 단백질의 합성을 위한 mRNA 전사체를 생성하고 새로 생성된 바이러스 입자에 대한 로타바이러스 유전체 RNA 세그먼트의 사본을 생성합니다.[38]

VP2는 비리온의 핵심층을 형성하고 RNA 유전체에 결합합니다.[39]

VP3는 비리온의 내부 코어의 일부이며, 구아닐트랜스퍼라제라는 효소입니다. 이것은 mRNA의 전사변형에서 5' 캡의 형성을 촉매하는 캡핑 효소입니다.[40] 이 캡은 뉴클레아제라고 불리는 핵산 분해 효소로부터 바이러스 mRNA를 보호하여 바이러스 mRNA를 안정화시킵니다.[41]

VP4는 스파이크로 돌출된 비리온 표면에 있습니다.[42] 수용체라는 세포 표면의 분자와 결합해 바이러스가 세포 안으로 들어오게 합니다.[43] VP4는 장에서 발견되는 단백질분해효소 효소 트립신에 의해 바이러스가 감염되기 전에 VP5*와 VP8*로 변형되어야 합니다.[44] VP4는 바이러스가 얼마나 독성이 있는지를 결정하고 바이러스의 P 유형을 결정합니다.[45] 사람의 경우 혈액형(루이스 항원 시스템, ABO 혈액형 시스템분비 상태)과 감염에 대한 민감성 사이에 연관성이 있습니다. 비분비체는 P[4] 및 P[8] 유형에 의한 감염에 내성이 있는 것으로 보이며, 이는 혈액형 항원이 이러한 유전자형의 수용체임을 나타냅니다.[46] 이 내성은 로타바이러스 유전자형에 따라 달라집니다.[47]

VP6는 캡시드의 대부분을 형성합니다. 항원성이 높아 로타바이러스 종을 식별하는 데 사용할 수 있습니다.[48] 이 단백질은 로타바이러스 감염에 대한 실험실 테스트에 사용됩니다.[49]

VP7은 비리온의 외부 표면을 형성하는 당단백질입니다. 구조적 기능 외에도 균주의 G형을 결정하고 VP4와 함께 감염에 대한 면역에 관여합니다.[31]

비구조 바이러스 단백질

5번 유전자의 산물인 NSP1은 비구조적 RNA 결합 단백질입니다.[50] NSP1은 또한 바이러스 감염으로부터 세포를 보호하는 선천성 면역 체계의 부분인 인터페론 반응을 차단합니다. NSP1은 프로테오좀이 감염된 세포에서 인터페론의 생성을 자극하고 인접한 세포에서 분비되는 인터페론에 반응하는 데 필요한 주요 신호 구성 요소를 분해하도록 합니다.

분해 대상에는 인터페론 유전자 전사에 필요한 여러 IRF 전사 인자가 포함됩니다.[51]

NSP2는 RNA 결합 단백질로, 세포질 포함물(바이로플라스마)에 축적되어 유전체 복제에 필요합니다.[52][39]

NSP3는 감염된 세포에서 바이러스 mRNA와 결합하여 세포 단백질 합성을 중단시키는 역할을 합니다.[53] NSP3는 숙주 mRNA로부터 단백질 합성에 필수적인 두 개의 번역 개시 인자를 비활성화합니다.

먼저 NSP3는 번역 개시 인자 eIF4F로부터 폴리(A) 결합 단백질(PABP)을 배출합니다. PABP는 대부분의 숙주 세포 전사체에서 발견되는 3' 폴리(A) 꼬리를 가진 전사체의 효율적인 번역에 필요합니다. 둘째, NSP3는 eIF2의 인산화를 자극하여 eIF2를 비활성화합니다.[54] 3' poly(A) 꼬리가 없는 로타바이러스 mRNA의 효율적인 번역에는 이러한 요소 중 어느 것도 필요하지 않습니다.[55]

NSP4는 설사를 유발하는 바이러스성 장독소로 최초로 발견된 바이러스성 장독소입니다.[56] 포유류 세포에서 세포질 Ca를2+ 높이는 바이로포린입니다.[57]

NSP5는 로타바이러스 A의 유전체 세그먼트 11에 의해 암호화됩니다. 바이러스에 감염된 세포에서 NSP5는 바이러스질에 축적됩니다.[58]

NSP6는 핵산 결합 단백질이며[59], 역위상 개방 판독 프레임에서 유전자 11에 의해 암호화됩니다.[60]

로타바이러스 유전자 및 단백질
RNA 세그먼트(유전자) 사이즈(베이스쌍) 단백질 유니프로트 분자량 kDa 위치 파티클당 복사본 수 기능.
1 3302 VP1 P22678 125 코어의 꼭지점에서 12 RNA 의존성 RNA 중합효소
2 2690 VP2 A2T3R5 102 코어의 내부 쉘을 형성합니다. 120 RNA결합
3 2591 VP3 A2T3S5 88 코어의 꼭지점에서 12 메틸트랜스퍼라제 mRNA 캡핑 효소
4 2362 VP4 A2T3T2 87 표면 스파이크 180 세포 부착, 독성
5 1611 NSP1 Q99FX5 59 비구조적 0 5'RNA 결합, 인터페론 길항제
6 1356 VP6 Q6LE89 45 내부 캡시드 780 구조 및 종 특이 항원
7 1104 NSP3 P03536 37 비구조적 0 바이러스 mRNA 활성을 향상시키고 세포 단백질 합성을 차단합니다.
8 1059 NSP2 A2T3P0 35 비구조적 0 RNA 포장에 관여하는 NTPase
9 1062 VP71 VP72 P03533 38과 34 표면 780 구조 및 중화항원
10 751 NSP4 P04512 20 비구조적 0 비로포린 (장독소)
11 667 NSP5 NSP6 A2T3Q9 P11203 22 비구조적 0 NSP2의 ssRNA 및 dsRNA 결합 조절제, 인단백질

이 표는 simian rotavirus 균주 SA11을 기반으로 합니다. RNA-단백질 코딩 할당은 일부 균주에서 다릅니다.

복제

로타바이러스 복제 주기를 단순화한 도면입니다.[61] 단계는 다음과 같습니다.
  1. VP4 및 VP7에 의해 매개되는 숙주 세포에 대한 바이러스 부착
  2. 바이러스에 의한 세포 침투 및 바이러스 캡시드의 코팅 해제
  3. VP1, VP3 및 VP2에 의해 매개되는 가닥 ssRNA 합성(이는 mRNA 역할을 함)
  4. 바이로플라스마 형성, 바이러스 RNA 패키징 및 마이너스 가닥 RNA 합성 및 이중층 바이러스 입자 형성
  5. 바이러스 입자 성숙 및 자손 비리온 방출

바이러스가 숙주 세포에 부착되는 것은 VP4에 의해 시작되는데, VP4는 세포 표면의 글리칸이라고 불리는 분자에 부착됩니다.[33] 바이러스는 수용체 매개 엔도사이토시스에 의해 세포 안으로 들어가 엔도솜으로 알려진 소포체를 형성합니다. 세 번째 층(VP7 및 VP4 스파이크)의 단백질은 엔도솜의 막을 파괴하여 칼슘 농도의 차이를 만듭니다. 이로 인해 VP7 삼량체가 단일 단백질 소단위로 분해되어 바이러스 dsRNA 주위에 VP2 및 VP6 단백질이 코팅되어 이중층 입자(DLP)를 형성합니다.[62]

11개의 dsRNA 가닥은 2개의 단백질 껍질의 보호 내에 남아 있고 바이러스 RNA 의존성 RNA 중합효소는 이중 가닥 바이러스 유전체의 mRNA 전사체를 생성합니다. 바이러스 RNA는 핵에 남아 이중 가닥 RNA의 존재에 의해 유발되는 RNA 간섭을 포함한 선천적인 숙주 면역 반응을 회피합니다.[63]

감염 과정에서 로타바이러스는 단백질 생합성과 유전자 복제를 위한 mRNA를 생성합니다. 로타바이러스 단백질의 대부분은 RNA가 복제되고 DLP가 조립되는 바이로플라스마에 축적됩니다. 바이로플라스마에서 바이러스 유전체 dsRNA 합성을 위한 템플릿으로 사용되는 포지티브 센스 바이러스 RNA는 siRNA에 의한 RNase 분해로부터 보호됩니다.[64] 바이러스질은 바이러스 감염 후 빠르면 2시간 후에 세포핵 주위에 형성되며, NSP5와 NSP2라는 두 가지 바이러스 비구조 단백질에 의해 만들어지는 것으로 생각되는 바이러스 공장으로 구성됩니다. 시험관 내 RNA 간섭에 의한 NSP5의 억제는 로타바이러스 복제의 급격한 감소를 초래합니다. DLP는 세 번째 외층(VP7 및 VP4에 의해 형성됨)을 얻는 소포체로 이동합니다. 자손 바이러스는 용해에 의해 세포에서 방출됩니다.[44][65][66]

변속기

Many rotavirus particles packed together, which all look similar
감염된 아이의 대변에 있는 로타바이러스

로타바이러스는 분변-구강 경로를 통해, 오염된 손, 표면 및 물체와의 접촉을 통해,[67] 그리고 아마도 호흡기 경로를 통해 전염됩니다.[68] 바이러스성 설사는 전염성이 강합니다. 감염된 사람의 대변에는 1g당 10조 개 이상의 감염 입자가 포함될 수 있습니다.[48] 이 중 100개 미만이 다른 사람에게 감염을 전염시키는 데 필요합니다.[3]

로타바이러스는 환경에서 안정적이며 미국 갤런당 최대 1-5개의 감염 입자 수준으로 하구 샘플에서 발견되었습니다. 바이러스는 9일에서 19일 사이에 생존합니다.[69] 건강 수준이 높은 국가와 낮은 국가의 로타바이러스 감염 발생률이 비슷하기 때문에 박테리아기생충을 제거하는 데 적합한 위생 조치는 로타바이러스 통제에 효과가 없는 것으로 보입니다.[68]

징후 및 증상

로타바이러스 장염은 메스꺼움, 구토, 물 설사, 저등급 발열을 특징으로 하는 경증에서 중증의 질환입니다. 일단 어린이가 바이러스에 감염되면 증상이 나타나기까지 약 2일간의 잠복기가 있습니다.[70] 병기가 급합니다. 증상은 구토로 시작하여 4-8일 동안 설사를 많이 합니다. 탈수는 세균성 병원체에 의한 것보다 로타바이러스 감염에서 더 흔히 발생하며, 로타바이러스 감염과 관련된 가장 흔한 사망 원인입니다.[71]

로타바이러스 감염은 평생에 걸쳐 발생할 수 있습니다: 첫 번째는 일반적으로 증상을 일으키지만,[72][48] 이후의 감염은 면역 체계가 어느 정도 보호를 제공하기 때문에 일반적으로 경미하거나 무증상입니다.[73] 따라서 유증상 감염률은 2세 미만의 소아에서 가장 높고 45세로 갈수록 점진적으로 감소합니다.[74] 가장 심한 증상은 생후 6개월에서 2세 사이의 소아, 노인, 면역결핍 환자에서 발생하는 경향이 있습니다. 대부분의 성인은 어린 시절에 획득한 면역으로 인해 로타바이러스에 취약하지 않으며, 성인의 위장염은 대개 로타바이러스 이외의 다른 원인이 발생하지만, 성인의 무증상 감염은 지역사회 내 감염 전파를 유지할 수 있습니다.[75] 혈액형이 로타바이러스에 의한 감염에 대한 민감성에 영향을 미칠 수 있음을 시사하는 몇 가지 증거가 있습니다.[76]

질병 메커니즘

The micrograph at the top shows a damaged cell with a destroyed surface. The micrograph at the bottom shows a healthy cell with its surface intact.
감염되지 않은 세포(아래)와 비교한 로타바이러스 감염 장세포(위)의 전자현미경 사진. 막대 = 약 500 nm.

로타바이러스는 주로 장에서 복제되고 [77]소장 융모의 장세포를 감염시켜 상피의 구조적, 기능적 변화를 유도합니다.[78] 인간, 특히 동물 모델에서 감염성 바이러스가 다른 장기와 대식세포에 장외 전파된다는 증거가 있습니다.[79]

설사는 바이러스의 여러 활동으로 인해 발생합니다.[80] 장세포라는 장세포의 파괴로 인해 흡수 장애가 발생합니다. 독성 로타바이러스 단백질 NSP4는 연령 및 칼슘 이온 의존성 염화물 분비를 유도하고, SGLT1(나트륨/포도당 공동수송체 2) 수송체 매개 물 재흡수를 방해하며, 브러시 경계 막 이당화효소의 활성을 분명히 감소시키고, 장 신경계의 칼슘 이온 의존성 분비 반사를 활성화합니다.[56] NSP4가 바이로포린 역할을 함으로써 세포질의 칼슘 이온 농도가 높아집니다. 이러한 칼슘 이온의 증가는 감염된 장세포의 자가포식(자기 파괴)을 초래합니다.[81]

NSP4도 분비됩니다. 장에서 단백질분해효소 효소에 의해 변형되는 이 세포외 형태는 인테그린 수용체를 통해 미감염 세포에 작용하는 장독소이며, 이는 차례로 세포 내 칼슘 이온 농도, 분비성 설사 및 자가포식을 유발하고 증가시킵니다.[82]

로타바이러스 장염의 특징인 구토는 바이러스가 소화관 내막의 장크롬아핀 세포를 감염시켜 발생합니다. 이 감염은 5' 하이드록시트립타민(세로토닌)의 생성을 자극합니다. 이것은 질 구심성 신경을 활성화시키고, 이것은 차례로 구토 반사를 조절하는 뇌간의 세포를 활성화시킵니다.[83]

건강한 장세포는 소장으로 락타아제를 분비하는데, 락타아제 결핍으로 인한 우유 불내증은 로타바이러스 감염증으로 [84]몇 주간 지속될 수 있는 증상입니다.[85] 가벼운 설사의 재발은 종종 장내 이당류 유당의 박테리아 발효로 인해 어린이 식단에 우유를 다시 도입한 후에 발생합니다.[86]

면역반응

구체적인 응답

로타바이러스는 B 및 T 세포 면역 반응을 모두 유도합니다. 로타바이러스 VP4 및 VP7 단백질에 대한 항체는 시험관 내 및 생체 내에서 바이러스 감염성을 중화시킵니다.[87] IgM, IgA 및 IgG 그룹의 특정 항체가 생성되며, 이는 다른 동물에서 항체의 수동적인 전달에 의해 로타바이러스 감염으로부터 보호하는 것으로 나타났습니다.[88] 산모의 태반횡단 IgG는 신생아를 로타바이러스 감염으로부터 보호하는 역할을 할 수 있지만, 반대로 백신 효능을 감소시킬 수 있습니다.[89]

선천적 반응

로타바이러스에 의한 감염 후 바이러스의 복제를 억제하고 대식세포자연살해세포를 로타바이러스에 감염된 세포로 모집하는 I형 및 III형 인터페론 및 기타 사이토카인(특히 Th1 및 Th2)[90]을 포함하는 빠른 선천성 면역 반응이 있습니다.[91] 로타바이러스 dsRNA는 인터페론의 생성을 자극하는 톨 유사 수용체와 같은 패턴 인식 수용체를 활성화합니다.[92] 로타바이러스 단백질 NSP1은 인터페론 조절 단백질 IRF3, IRF5 및 IRF7의 활성을 억제하여 제1형 인터페론의 효과에 대응합니다.[92]

보호 표지

혈액 내 IgG 및 IgA와 장 내 IgA의 수준은 감염으로부터의 보호와 상관관계가 있습니다.[93] 높은 역가(예: >1:200)에서 로타바이러스 특이 혈청 IgG 및 IgA는 보호 효과가 있다고 주장되었으며 IgA 역가와 로타바이러스 백신 효능 사이에는 상당한 상관관계가 있습니다.[94]

진단 및 탐지

로타바이러스 감염 진단은 일반적으로 위장관염 진단에 이어 중증 설사의 원인이 됩니다. 위장염으로 병원에 입원한 아이들은 대부분 로타바이러스 검사를 받습니다.[95][96]

로타바이러스 감염에 대한 구체적인 진단은 효소면역측정법으로 아이의 대변에서 바이러스를 찾아냅니다. 시중에는 민감하고 특이하며 모든 혈청형의 로타바이러스를 검출하는 여러 허가된 테스트 키트가 있습니다.[97] 전자현미경PCR(중합효소 연쇄반응)과 같은 다른 방법은 연구실에서 사용됩니다.[98] 역전사-중합효소 연쇄반응(RT-PCR)은 인간 로타바이러스의 모든 종과 혈청형을 검출하고 식별할 수 있습니다.[99]

치료 및 예후

급성 로타바이러스 감염의 치료는 비특이적이며 증상의 관리와 가장 중요한 것은 탈수의 관리를 포함합니다.[13] 치료하지 않으면 어린이는 심각한 탈수로 사망할 수 있습니다.[100] 설사의 심각성에 따라 치료는 경구 수분 보충 요법으로 구성되며, 이 기간 동안 아이에게 특정 양의 소금과 설탕이 포함된 음료를 마실 수 있는 여분의 물이 제공됩니다.[101] 2004년 세계보건기구(WHO)와 유니세프는 급성 설사의 두 가지 치료법으로 저삼투압 경구 수분 보충 용액아연 보충제의 사용을 권장했습니다.[102] 일부 감염은 정맥 요법 또는 비위관 삽관으로 수액을 투여하고 아이의 전해질혈당을 모니터링하는 입원을 보장할 정도로 심각합니다.[95] 로타바이러스 감염증은 다른 합병증을 거의 일으키지 않으며 잘 관리되는 어린이의 예후는 우수합니다.[103] 프로바이오틱스는 로타바이러스 설사 기간을 줄이는 것으로 나타났으며,[104] 유럽 소아 소화기 학회에 따르면 "효과적인 개입에는 락트산간균 람노수스 또는 사카로미세스 불라디, 디오스멕타이트 또는 라세카도트릴과 같은 특정 프로바이오틱스의 투여가 포함됩니다."[105]

예방

로타바이러스는 전염성이 강해 항생제나 다른 약물로 치료할 수 없습니다. 위생 개선이 로타바이러스 질병의 유병률을 감소시키지 않고 경구 수분 보충제를 사용함에도 불구하고 입원율이 여전히 높기 때문에 공중 보건의 주요 개입은 백신 접종입니다.[2] 1998년 로타바이러스 백신이 미국에서 사용 허가를 받았습니다. 미국, 핀란드, 베네수엘라의 임상시험에서 로타바이러스 A에 의한 중증 설사 예방에 80-100%의 효과가 있는 것으로 밝혀졌으며, 연구자들은 통계적으로 유의미한 심각한 부작용을 발견하지 못했습니다.[106][107] 그러나 이 백신이 예방접종을 받은 유아 1만 2천 명당 1명꼴로 장폐색의 일종인 장중첩증의 위험을 높이는 데 기여했을 가능성이 있다는 사실이 밝혀지자 제조사는 1999년 이 백신을 시장에서 철수시켰습니다.[108] 이 경험은 로타바이러스 백신의 상대적 위험과 이점에 대한 치열한 논쟁을 촉발했습니다.[109]

2006년에는 로타바이러스 A형 감염에 대한 새로운 백신 2종이 어린이들에게 안전하고 효과적인 것으로 나타났으며,[110] 2009년 WHO는 모든 국가 예방접종 프로그램에 로타바이러스 백신을 포함할 것을 권고했습니다.[111]

이 권고에 따라 조치를 취한 국가에서 로타바이러스 감염의 발병률과 중증도가 크게 감소했습니다.[14][15][16] 국가 예방접종 프로그램에서 로타바이러스 백신을 일상적으로 사용하는 국가의 사용 가능한 임상 시험 데이터를 2014년 검토한 결과 로타바이러스 백신은 로타바이러스 입원을 49-92% 감소시켰고 모든 것이 설사 입원을 17-55%[112] 유발하는 것으로 나타났습니다. 2006년 세계 최초로 로타바이러스 백신을 도입한 멕시코에서는 2009년 로타바이러스 시즌 동안 2세 이하 어린이의 설사병 사망률이 65% 이상 떨어졌습니다.[113] 2006년 개발도상국 최초로 로타바이러스 백신을 도입한 니카라과에서는 중증 로타바이러스 감염이 40%, 응급실 방문이 절반으로 줄었습니다.[114] 미국에서는 2006년 이후 로타바이러스 백신 접종으로 로타바이러스 관련 입원이 86%나 감소했습니다.[115] 백신은 또한 순환 감염의 수를 제한함으로써 백신을 접종하지 않은 어린이의 질병을 예방했을 수 있습니다.[115][116] 로타바이러스 사망자의 대다수가 발생하는 아프리카와 아시아 개발도상국에서는 안전성 및 효능 시험을 대거 실시한 것은 물론 최근 로타릭스와 로타텍의 도입 후 영향 및 효과 연구에서도 백신이 유아들의 중증 질환을 극적으로 감소시키는 것으로 나타났습니다.[16][117][118][119] 2013년 9월, 영국에서 생후 2~3개월 사이의 모든 어린이들에게 백신을 제공했는데, 중증 감염 사례를 절반으로 줄이고, 감염으로 인해 병원에 입원하는 어린이의 수를 70%까지 줄일 수 있을 것으로 기대됩니다.[120] 유럽에서는 로타바이러스 감염에 따른 입원율이 백신 도입 후 65%에서 84%로 감소했습니다.[121] 전 세계적으로 백신 접종으로 병원 입원과 응급실 방문이 평균 67%[122] 감소했습니다.

로타바이러스 백신은 100개 이상의 국가에서 허가를 받고 있으며, 80개 이상의 국가에서 일상적인 로타바이러스 백신 접종을 도입했으며, 거의 절반이 GAVI 백신 동맹의 지원을 받고 있습니다.[123] 모든 국가, 특히 로타바이러스 사망자의 대부분이 발생하는 아프리카와 아시아의 저소득 및 중간 소득 국가, PATH(구 보건 적정 기술 프로그램), WHO, 미국 질병통제예방센터, 그리고 GAVI는 연구 기관 및 정부와 협력하여 증거를 생성 및 보급하고 가격을 낮추며 도입을 가속화했습니다.[124]

백신은 제1형 당뇨병을 예방할 수 있습니다.[125][126]

역학

사람에게서 로타바이러스 위장염의 90% 이상을 차지하는 로타바이러스 A는 전 세계적으로 풍토병입니다.[4] 매년 로타바이러스는 개발도상국에서 수백만 건의 설사를 유발하며, 이 중 거의 200만 건이 입원으로 이어집니다.[7] 2019년에는 5세 미만 어린이 약 151,714명이 로타바이러스 감염으로 사망했으며, 이 중 90%가 개발도상국에서 사망했습니다.[9] 거의 모든 어린이가 5세까지 로타바이러스에 감염되었습니다.[2][127] 로타바이러스는 영유아의 심각한 설사의 주요 단일 원인이며 입원이 필요한 경우의 약 3분의 1을 차지하며 [11]설사로 인한 사망의 37%와 5세 미만 어린이의 전체 사망의 5%를 유발합니다.[128] 남자 아이들이 로타바이러스 감염으로 병원에 입원할 확률이 여자 아이들보다 두 배나 높습니다.[129][130] 백신 접종 전 시대에 로타바이러스 감염은 주로 서늘하고 건조한 계절에 발생했습니다.[131][132] 식품 오염으로 인한 수는 알 수 없습니다.[133]

로타바이러스 A 설사의 발병은 입원한 유아, 탁아소에 다니는 어린 아이, 요양원의 노인들 사이에서 흔합니다.[75][134] 1981년 콜로라도에서 오염된 도시 물로 인한 발병이 발생했습니다.[135] 2005년 동안 니카라과에서 가장 큰 설사 전염병이 발생했습니다. 이 비정상적으로 크고 심각한 발병은 로타바이러스 A 유전체의 돌연변이와 관련이 있으며, 아마도 바이러스가 집단 내 만연한 면역에서 벗어나는 데 도움이 되었을 것입니다.[136] 1977년 브라질에서도 비슷한 규모의 대규모 발병이 발생했습니다.[137]

성인 설사 로타바이러스 또는 ADRV라고도 불리는 로타바이러스 B는 중국의 모든 연령대의 수천 명에게 심각한 설사를 일으키는 주요 전염병을 일으켰습니다. 이러한 전염병은 식수의 하수 오염으로 인해 발생했습니다.[138][139] 1998년 인도에서도 로타바이러스 B형 감염자가 발생하였으며, 원인 균주는 CAL로 명명되었습니다. ADRV와 달리 CAL 균주는 풍토병입니다.[140][141] 현재까지 로타바이러스 B에 의한 전염병은 중국 본토에 국한되어 있으며, 조사에 따르면 미국에서는 이 종에 대한 면역력이 부족한 것으로 나타났습니다.[142] Rotavirus C는 소아에서 드물고 산발적인 설사 사례와 관련이 있으며, 가정에서 작은 발병이 발생했습니다.[143]

다른 동물들

로타바이러스는 많은 종의 동물들의 어린아이들을 감염시키며 전 세계적으로 야생 및 사육 동물들의 설사의 주요 원인입니다.[8] 가축의 병원체로서, 특히 어린 송아지와 자돈에서 로타바이러스는 높은 이환율 및 사망률과 관련된 치료 비용으로 인해 농부에게 경제적 손실을 초래합니다.[146] 이러한 로타바이러스는 인간 로타바이러스와의 유전적 교환을 위한 잠재적인 저장소입니다.[146] 동물 로타바이러스가 바이러스의 직접적인 전염 또는 인간 균주를 가진 재배열체에 하나 또는 여러 개의 RNA 세그먼트를 기여함으로써 인간을 감염시킬 수 있다는 증거가 있습니다.[147][148][149]

역사

단일 로타바이러스 입자를 보여주는 Flyett의 원래 전자현미경 사진 중 하나입니다. 음성 염색 전자 현미경으로 검사하면 로타바이러스가 바퀴를 닮은 경우가 많습니다.

1943년, 제이콥 라이트와 호레이스 호데스는 감염성 설사를 가진 아이들의 대변에서 여과 가능한 물질이 소에게 상처(축사 설사)를 유발한다는 것을 증명했습니다.[150] 30년 후, 이 병원체의 보존된 샘플은 로타바이러스인 것으로 나타났습니다.[151] 지난 몇 년 동안 쥐의[152] 바이러스는 바이러스가 흉터를 일으키는 것과 관련이 있는 것으로 나타났습니다.[153] 1973년 루스 비숍(Ruth Bishop)과 동료들은 위장염 어린이에게서 발견되는 관련 바이러스에 대해 설명했습니다.[5]

1974년 토마스 헨리 플라이엇(Thomas Henry Flyett)은 전자현미경으로 관찰했을 때 로타바이러스 입자가 바퀴(라틴어 로타)처럼 보이는 [154][155]것을 보고 로타바이러스라는 이름을 제안했습니다. 이 이름은 4년 후 국제바이러스분류위원회(International Committee on Taxonomy of Virus)로부터 공식적으로 인정받았습니다.[156] 1976년, 몇몇 다른 종의 동물에서 관련 바이러스가 기술되었습니다.[153] 급성 위장염을 일으키는 이 바이러스들은 전 세계적으로 인간을 비롯한 동물들에게 영향을 미치는 집단 병원체로 인식되었습니다.[154] 로타바이러스 혈청형은 1980년에 처음 기술되었고,[157] 이듬해에는 원숭이 신장에서 유래한 세포 배양에서 인간의 로타바이러스를 배양 배지에 트립신(포유류십이지장에서 발견되고 현재 로타바이러스가 복제하는 데 필수적인 것으로 알려진 효소)을 첨가하여 처음으로 성장시켰습니다.[158] 배양에서 로타바이러스를 성장시키는 능력은 연구 속도를 가속화시켰고 1980년대 중반까지 첫 번째 후보 백신이 평가되고 있었습니다.[159]

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