轮状病毒简介

rotavirus

轮状病毒（Rotavirus，简称RV）是一种双链核糖核酸病毒（double-stranded RNA viruses）的属，属于呼肠孤病毒科。它是婴儿与幼儿腹泻的单一主因。几乎世界上每个大约五岁的小孩都曾感染过轮状病毒至少一次。然而，每一次感染时，免疫力（immunity）会逐渐发展，后续的感染就会较不严重，而成人就很少受到影响。这个属的病毒总共有七个种，以英文字母编号为A、B、C、D、E、F与G。轮状病毒A种是最为常见的一种，而人类轮状病毒感染超过90%的案例也都是该种造成的。

轮状病毒的基因组包括了11条独特的核糖核酸双螺旋分子，这11条中总共有18,555个核苷碱基对。每一条螺旋或是分段即是一个基因，并且依照分子尺寸由大到小依次编号为1到11。每一个基因都可以编码成一种蛋白质，而其中第9基因与第11基因比较特别，它们都可以编码成两种蛋白质。核糖核酸外围则是包围了三层二十面体的蛋白质壳体。病毒颗粒大约直径76.5 nm，并且并没有病毒包膜(Viral envelope)。

有六个病毒蛋白质(viral protein，VP)架构了整个病毒颗粒(病毒体)。这些"结构性"的蛋白质分别被称为VP1、VP2、VP3、VP4、VP6与VP7。除了这些结构性蛋白质之外，还有六个非结构性蛋白质(nonstructural protein，NSP)，这六个蛋白质仅仅在轮状病毒感染的细胞中制造，而没有构成病毒体的结构。这六个非结构性蛋白质分别称为NSP1、NSP2、NSP3、NSP4、NSP5与NSP6。

由轮状病毒基因组所编码的12个蛋白质中，至少6个会与核糖核酸结合。这些蛋白质在轮状病毒复制时所扮演的角色目前还没有完全被了解;它们的功用被认为有可能是与病毒体内核糖核酸的合成与包装相关，或是与将信使核糖核酸输送至基因体复制现场相关，或是与信使核糖核酸转译与基因表现调节相关。

结构性蛋白

VP1蛋白质位于病毒体核心，是一种核糖核酸聚合酶。在被感染的细胞中，这种酶会产生病毒蛋白质合成所需的信使核糖核酸转录复本，以及产生轮状病毒基因体核糖核酸片段拷贝来提供新产生的病毒体使用。

VP2蛋白质形成病毒体的核心层，并且结合核糖核酸基因体。

VP3蛋白质是病毒体内核的一部分，而且是一种称为鸟苷酸转移酶(guanylyl transferase)的酶。这种酶是一种加帽酶(Capping enzyme)，也就是制作信使核糖核酸转录后修饰时候所用的5'端帽的酶。这个5'端帽保护病毒的信使核糖核酸免受核酸酶(以核酸为底物的水解酶)水解，使之能够保持稳定。

VP4蛋白质位于病毒体的表面，突出来而成为一个刺突(spike)。它连接细胞表面的受体分子，并且驱使病毒进入那个细胞。在病毒有传染性之前，VP4蛋白质会被一种可以在内脏发现的蛋白酶改变成VP5*蛋白质与VP8*蛋白质。VP4蛋白质决定了该病毒的毒性(Virulence)，而它也决定了该病毒的P型。

VP6蛋白质形成壳体的体积。它是抗原性强的蛋白质，并且可以被用来分辨轮状病毒的种类。这个蛋白质被实验室用来进行轮状病毒A种感染症的各种测试上。

VP7蛋白质是一种建立病毒体外层表面的糖蛋白。扣除掉它在病毒结构上的功用之外，它也决定该病毒珠的G型。VP7蛋白质跟VP4蛋白质一样，都被免疫力(immunity)当作是防止感染的途径。

病毒的非结构性蛋白

NSP1蛋白质是第5号基因的产物，是一种非结构性蛋白质，而且也是核糖核酸结合蛋白质(RNA-binding protein)。

NSP2蛋白质是一种核糖核酸结合蛋白质，此种蛋白质会堆积于细胞质内含物(即病毒质，viroplasm)之中，并且是一种基因体复制时所需的蛋白质。

NSP3蛋白质受到感染细胞中的病毒信使核糖核酸影响，它负责停止细胞蛋白质合成的工作。

NSP4蛋白质是一种病毒性肠毒素(enterotoxin)，会引起腹泻的症状。此蛋白质是首种发现的病毒性肠毒素。

NSP5蛋白质是由轮状病毒A种基因体第11号基因编码的产物。而在受病毒感染的细胞中，NSP5蛋白质堆积在病毒质中。

NSP6蛋白质是一个结合核酸的蛋白质，是由第11号基因于开放阅读框架阶段的编码产物。

1943年，雅各·莱特(Jacob Light)与荷瑞西·赫德斯(Horace Hodes)证明了在感染传染性腹泻的小孩身上有一种滤过性的病媒，这个病媒也会造成家畜腹泻。30年后，被保存下来的病媒样本证明此病媒是轮状病毒。在介入的年代里，老鼠身上的病毒表现出引起成腹泻的病毒有相关性。1973年，位于澳大利亚的露丝·毕夏普(Ruth Bishop)在儿童肠胃炎的研究报告上描述出类似的病毒。

轮状病毒颗粒的电脑重建影像
轮状病毒颗粒的电脑重建影像
1974年，汤玛斯·亨利·费留特(Thomas Henry Flewett)在通过电子显微镜观察过这类病毒之后，建议将其命名为"轮状病毒"(rotavirus)，因为轮状病毒的颗粒看起来很像轮子，而拉丁文中"rota"的意思即为"轮状";这个名称四年后经由国际病毒分类委员会(International Committee on Taxonomy of Viruses)正式认可。1976年，相关类似的病毒也在许多其他种动物的研究上被描述到。这些被报告描述的病毒，通通都会导致急性肠胃炎，并且被认定为影响全世界人类与动物的集体病原体。轮状病毒的血清型于1980年首次发表，而在隔年，来自人体的轮状病毒借由添加胰蛋白酶(一种发现于哺乳动物十二指肠的酶，目前，已知是轮状病毒复制所必须的物质)首次在从自然环境中猴子肾脏取得的细胞培养中成功栽培。成功培养轮状病毒的能力加速了研究的脚步，且在1980年代中期，首批候选的疫苗已经开始进行评估。

1998年，首种轮状病毒疫苗(Rotavirus vaccine)获得在美国使用的执照。在美国、芬兰与委内瑞拉的临床试验发现该疫苗可以对于成功预防轮状病毒A种所产生的严重腹泻比率高达80%至100%，而研究者也没有发现显著的严重药物不良反应。然而，在该疫苗被发现会增加肠套叠(即肠梗阻(bowel obstruction)的一种)的风险之后，疫苗制造商在1999年将疫苗从市场上全部撤回，研究显示每12,000注射过疫苗的婴儿有一个会有肠套叠的症状。这次经验也引发了关于轮状病毒疫苗的相关风险与益处的激烈争论。2006年，两种对抗轮状病毒A种的新疫苗被证明对儿童是安全而且是有效预防的。


轮状病毒是由粪口路径(fecal-oral route)所传染的，借由与接触弄脏的手、弄脏的表面以及弄脏的物体来传染，而且有可能经由呼吸路径传染[1]。受感染病患的粪便每克可以包含超过1000亿亿[数据有问题，10E19个病毒的总重量大于1克]个有传染性的病毒颗粒;而其中只要10颗到100颗就可以借由传播而感染另一个人。

轮状病毒在自然环境中是稳定的，也可以在河口的样本中发现，其样本大概每美制加仑可以发现1至5颗有传染性的轮状病毒颗粒。消灭细菌与寄生虫的卫生设备似乎对于轮状病毒的控制是无效的，因为在高卫生水平与低卫生水平的国家中，轮状病毒感染的发病率是相似的。

于2006年，两种对抗轮状病毒A种感染的疫苗已经证明对儿童是安全而且有效的:分别是由葛兰素史克制造的"罗特律"(Rotarix®)与由默克大药厂制造的"轮达停"(RotaTeq®)。两种疫苗皆是用口服接种，并且都包含了无作用力的活病毒。轮状病毒疫苗目前在澳大利亚、欧洲、加拿大、巴西、埃及、印度、以色列、中国台湾、南非、巴拿马、阿根廷与美国等地都可以取得。

轮状病毒疫苗计划(Rotavirus Vaccine Program)是一个适宜卫生科技组织(Program for Appropriate Technology in Health，简写为PATH)、世界卫生组织与美国疾病控制与预防中心的合作计划，该计划由全球疫苗与免疫联盟(GAVI Alliance)资助。该计划的目的是借由制造可以让发展中国家使用的轮状病毒疫苗，来降低儿童因为痢疾而产生的疾病与儿童死亡率。