Rotaviren
Rotaviren sind die häufigste Ursache für Magen- Darmerkrankungen
(Gastroenteritis) im Kindesalter. Ihren Namen erhielten die Viren wegen ihres Erscheinungsbildes im
Elektronenmikroskop, wo sie wie ein Rad mit Speichen aussehen (lat. Rota = Rad).
Epidemiologie
Fast alle Kinder erkranken bis zu einem Alter von 3 Jahren an einer Rotavirus-Infektion. Weltweit lösen Rotaviren mehr als 70% der schweren Durchfallerkrankungen bei Kindern aus und sind damit die häufigste Ursache von Darminfektionen in dieser Altersgruppe. In den westlichen Industrieländern erkranken am häufigsten Säuglinge und Kinder im Alter von 6 Monaten bis zu 2 Jahren. Bis zu einem Alter von 5 Jahren erkrankt nahezu jedes Kind an Rotaviren. Die Ursache hierfür ist eine noch fehlende Immunität gegen die Viren (im Laufe der ersten Lebensjahre werden infolge von Kontakten mit Rotaviren zunehmend Antikörper (Abwehrkörper aus Proteinen) gebildet. Dennoch sind Rotaviren die häufigste Ursache einer stationären Aufnahme (Krankenhausaufenthalt) auf Grund eines Magen-Darminfektes. In den Nicht-Industrieländern sind die Rotaviren die Haupttodesursache durch eine Gastroenteritis und tragen maßgeblich zur Mortalität im Kindesalter bei.
Es wird geschätzt, dass in Afrika, Asien und Lateinamerika jährlich etwa 500 Millionen Kinder erkranken und etwa 600000 bis zu 1000000 durch Rotavirus-Infektionen sterben. Ca. 85% der Todesfälle nach Rotavirus- infektionen ereignen sich in den sog. Entwicklungsländern, aber auch in Deutschland sind Todesfälle bekannt (seit Eltern die Gefahr der Austrocknung durch Durchfall und Erbrechen bewusst ist, sind solche Todesfälle zum Glück nur noch selten zu beklagen). Bei Neugeborenen und Kleinkindern sind Rotaviren die Hauptursache für im Krankenhaus selbst erworbene (nosokomiale) Darminfektionen. Ursache hierfür ist die hohe Infektiosität der Rotaviren. Die Erkrankungshäufigkeit ist in den Wintermonaten am größten, weil die Übertragung des Virus in geschlossenen Räumen, speziell auch bei trockener Raumluft, effizienter ist.
Im Erwachsenenalter treten Erkrankungen vor allem als Reisediarrhoe (Durchfall erworben auf Reisen, ca. 20 % der Reisediarrhoen entstehen durch Rotaviren), bei Eltern erkrankter Kinder oder im Rahmen von Ausbrüchen in Altenheimen in Erscheinung.
Mit dem IfSG (§6 und 7) wurde in Deutschland eine Meldepflicht für Rotavirus-
Erkrankungen eingeführt. Im Jahr 2001 wurden 50199 Erkrankungen gemeldet, 82,3% dieser Erkrankungen
betrafen Kinder im Alter bis zu 5 Jahren; 5,3%
(2657) traten bei Personen über 60 Jahren auf, wovon 23% (623) der Erkrankten in einem Altenheim lebten.
Infektionsweg
Rotaviren werden besonders durch Schmierinfektionen (fäkal-oral), aber auch durch
kontaminiertes (mit Rotaviren belastetes) Wasser und Lebensmittel übertragen. Obwohl sich die Viren
im Respirationstrakt (Atemwege) nicht vermehren, können sie in der akuten Phase der Erkrankung auch
in Sekreten der Atemwege ausgeschieden werden, so dass auch eine Übertragung über die Luft (aerogen)
möglich ist. Das Virus ist sehr leicht übertragbar, bereits 10 Viruspartikel reichen aus, um ein Kind
zu infizieren. Bei akut Infizierten werden 100 Milliarden Viren pro g Stuhl ausgeschieden. Die Infektion
geschieht praktisch nur von Mensch zu Mensch. Zwar werden Rotaviren auch bei Haus- und Nutztieren gefunden,
doch besitzen diese Viren offensichtlich keine größere Bedeutung für Erkrankungen von Menschen. Da es
mehrere Rotavirusgruppen gibt (siehe Klassifikation des Erregers), kann
ein und dieselbe Person mehrfach eine Rotavirusinfektion erleiden.
Inkubationszeit:
Die Inkubationszeit beträgt 1-3 Tage.
Dauer der Ansteckungsfähigkeit:
Eine Ansteckungsfähigkeit besteht während des akuten Krankheitsstadiums und solange das Virus mit dem Stuhl ausgeschieden wird. Üblicherweise sind dies 8 Tage, unter Umständen bis zu 30 Tagen bei Abwehrschwäche).
Krankheitssymptome
Die Rotaviren vermehren sich in bestimmten Darmzellen (Epithelzellen
der sog. Villusspitzen der Dünndarmzotten), wodurch diese Zellen absterben. Die abgestorbenen Zellen
werden durch sog. unreife Zellen ersetzt, deren Fähigkeit zur Aufnahme von Nahrungsstoffen (Absorption)
eingeschränkt ist (=Malabsorption). Je nach Schwere der Erkrankung kommt es zu milden Bauchschmerzen,
leichten Durchfällen (=Diarrhoe) bis zu wässeriger Diarrhoe mit zum Teil schwerem Erbrechen und
Fieber bis über 40°C. Im Stuhl finden sich oft Schleim-Beimengungen. Die Symptomatik unterscheidet
sich nicht von Magen- Darmerkrankungen (Gastroenteritis) durch andere Gastroenteritiserreger. Der Verlauf
ist bei Säuglingen und Kleinkindern in der Regel schwerer als bei Durchfallerkrankungen durch andere
Erreger. Nach Ablauf der Infektion lassen sich Antikörper gegen den Rotavirustypus (s. u.) nachweisen.
Diagnose
Die labordiagnostische Methode der Wahl ist der Nachweis aus dem Stuhl mittels Enzym-Immun-Test (speziell: ELISA = Nachweis eines gruppenspezifischen Antigens des inneres Kapsids). Der direkte Virusnachweis mittels Elektronenmikroskopie ist leicht möglich, wird aber wegen des hohen Aufwandes und der damit verbundenen Kosten nur selten durchgeführt. Zur weiteren Diagnostik können RNA-Elektrophorese und PCR (Polymerase-Kettenreaktion) eingesetzt werden.
Therapie
Die Therapie besteht in der Zufuhr von Flüssigkeit, der Vermeidung schwerer zu verdauender Nahrungsmittel (sog. Diätkost) und bei schwereren Verläufen durch die Gabe von Salzlösungen (= Substitution von Elektrolyten).
Bei hohem Flüssigkeitsverlust besonders bei Säuglingen/Kleinkindern ist eine intravenöse Flüssigkeitszufuhr (Infusion) erforderlich. Unter den gemeldeten Erkrankungsfällen ist verständlicherweise der Anteil der Krankenhausbehandlungen recht hoch.
Schutz vor Ansteckung
Desinfektionsmaßnahmen haben oft wenig Erfolg.
Für eine Schutzwirkung ist das Vorhandensein von Antikörpern im Darm (sog. intraluminarer sekretorischer IgA-Antikörper) entscheidend, Serum-Antikörper (im Blut) allein sind nicht ausreichend. Der Ausgang einer Rotavirus-Infektion ist vom Verhätnis von Virusanzahl (-dosis) zu den Antikörpern (IgA) abhängig). Sektretorische IgA- und Serumantikörper sind frühestens 7-10 Tage nach Infektions-/Symptombeinn nachweisbar. Eine frühere Erkrankung kann bei späterer Reinfektion mit demselben bzw. einem andere Typ vor Erkrankung schützen.
Impfung
Eine Impfung steht gegenwärtig nur für 6-12 Wochen alte Säuglinge im Rahmen einer sog. Phase III- Studie zur Verfügung. In der USA war 1998 eine Schluckimpfung gegen Rotaviren in den normalen Impfplan aufgenommen worden (RotaShield® von Fa. Weyth Pharma). 1999 wurde diese Impfung wg. des Verdachts auf Zunahme von Invaginationen (Darmeinstülpungen - engl. intussusception) wieder zurückgezogen. Invaginationen treten bei Säuglinge und Kleinkindern in der Regel spontan mit einer Häufigkeit von 1: 1000- 1:2500 auf. Die Gesamtinvaginations-Rate im 1. Lebensjahr war bei den Geimpften nicht erhöht.
Für besonders interessierte Leser etwas Näheres zum Aufbau der Rotaviren:
Rotaviren wurden 1973 erstmals beschrieben und sind 65 - 75 nm große
unbehüllte, doppelsträngige RNS-Viren, die zur Familie Reoviridae gehören. Die Viren sind strukturell
dreischichtig (äußeres und inneres Kapsid und Core-Schale. Das Virusgenom besteht aus 11 Segmenten,
die für 6 Strukturproteine und 5 andere Proteine kodieren. Das reife Rotaviruspartikel besteht aus einem
Dreifach-Kapsid. Die innere Hülle beinhaltet die RNA und wird von drei Proteinen gebildet. Das mittlere
Kapsid wird ausschließlich vom sogenannten VP6 Protein gebildet und definiert Gruppen- und Subgruppenspezifität.
Die beiden Proteine in der äußeren Hülle weisen eine hohe Antigenvariabilität auf. Entsprechend werden
Rotaviren anhand dieser Variabilität klassifiziert. Man unterscheidet 7 Serogruppen (A–G).
Rotaviren der Gruppe A kommt weltweit die größte epidemiologische Bedeutung zu.
Die Antigenität des Virus wird von zwei Oberflächenproteinen (VP 4 und VP 7) bestimmt, anhand derer
auch die Einteilung der Viren einer Serogruppe in unterschiedliche Serotypen (Genotypen) nach einem
binären System erfolgt. Man unterscheidet 14 VP7-Typen (›G-‹) und 20 VP4-Typen (›P-‹), (s. Abb.). Der
größte Anteil der Rotavirus-Erkrankungen (~ 75 %) wird durch Rotaviren des Typs G1P8 verursacht. – Rotaviren
sind sehr umweltresistent (hohe Tenazität, Säure- und Hitzeresistenz). Von den Rotaviren der 7 Serogruppen
(A-G) kommen aber nur die ersten drei (A-C) beim Menschen vor. Die Rotaviren der Gruppe A sind am weitesten
verbreitet und für die meisten Infektionen bei Kindern verantwortlich. Ermöglicht wird die genetische
Variabilität der Rotaviren auch durch Rekombination der RNS-Segmente. Ist eine Zelle von verschiedenen
Typen infiziert, so ist eine Vermischung und damit Neuanordnung der RNS-Segmente relativ wahrscheinlich.
Denselben Mechanismus vermutet man übrigens auch bei der Entstehung des Sars-assoziierten Coronavirus,
dessen Herkunft bislang noch nicht geklärt werden konnte. Zahlreiche epidemiologische Studien wurden
weltweit durchgeführt, um die Subtypen-spezifische Verteilung der Gruppe A Rotaviren zu ermitteln. In
Deutschland findet man in der Regel Rotaviren Typ G1P1A. Allerdings sind in anderen Teilen der Welt
durchaus andere G (=Glykoprotein)- und P (=Protease-sensitives Protein)-Typen als dominante Varianten
zu finden, so zum Beispiel G5 in Brasilien, G9 in Indien oder den Vereinigten Staaten sowie G10 wiederum
in Indien. Es besteht jedoch die Befürchtung, dass mit der Zunahme des Tourismus verschiedene Genotypen
auch in anderen Teilen der Welt vorherrschender werden.
Literatur
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