Аннотация. Норовирусы представляют собой небольшие безоболочечные икосаэдрические вирусы из семейства Caliciviridae, которые вызывают значительную часть случаев острого гастроэнтерита во всем мире и способствуют распространению заболевания как в обществе, так и в медицинских учреждениях и других местах массового скопления людей [1–3]. Согласно оценкам глобального бремени, ежегодно норовирусы становятся причиной примерно 685 миллионов случаев диареи и приблизительно 212,489 смертей, при этом большая часть летальных исходов приходится на развивающиеся страны [4]. Эти случаи влекут за собой значительные экономические потери, включая оценочные ежегодные общественные издержки в размере приблизительно миллиарда, при этом основную часть составляют потери производительности (93%) [5]. С точки зрения вирусологии, норовирусы имеют одноцепочечный РНК-геном положительной полярности размером ~7.5 kb, организованный в открытые рамки считывания, кодирующие неструктурные белки репликации и капсидные белки VP1 и VP2, причем 180 копий VP1 образуют икосаэдрическую частицу [6]. Восприимчивость хозяина и тропизм в значительной степени определяются взаимодействием между выступающим (P) доменом капсида и антигенами групп крови гистосистемы (HBGAs) с генотип-специфичными механизмами связывания и дополнительным усилением такими факторами, как желчные кислоты, в то время как окончательный клеточный рецептор для норовируса человека остается неизвестным [7, 8]. Клинически инфекция обычно вызывает тошноту, рвоту, диарею и боли в животе и может протекать тяжело у детей раннего возраста, пожилых людей и иммунокомпрометированных пациентов, включая длительное выделение вируса и хроническое течение заболевания у реципиентов трансплантатов [9, 10]. Профилактика основывается на мерах контроля инфекции во время вспышек (гигиена рук, ограничение контактов и дезинфекция окружающей среды) и разработке вакцин, включая пероральные векторные и мРНК-кандидаты, которые индуцируют антитела, блокирующие HBGA, и в некоторых условиях снижают выделение вируса [11–13]. Лечение в основном является поддерживающим, однако исследуемые стратегии включают препараты прямого противовирусного действия или средства, направленные на хозяина (например, nitazoxanide, ribavirin, нуклеозидные ингибиторы полимеразы), а также ингибиторы входа, блокирующие взаимодействие с HBGA, при этом системы культур органоидов и энтероидов все чаще позволяют проводить оценку противовирусных препаратов и дезинфицирующих средств [9, 14–16].
1. Введение
Норовирус описывается как наиболее распространенная причина острого гастроэнтерита во всем мире и ассоциируется с острым началом диареи и рвоты [17]. Вирусы представляют собой безоболочечные икосаэдрические члены семейства Caliciviridae с диаметром частиц около ~38 nm [1]. В Соединенных Штатах норовирус характеризуется как ведущая причина острого гастроэнтерита и связан со значительным ежегодным бременем заболеваемости и вспышек, включая системы эпиднадзора, ориентированные на отчетность о вспышках и типирование штаммов [3, 18]. Основной проблемой при оценке общественного здравоохранения является то, что многие случаи не распознаются или не тестируются, а отдельные случаи не подлежат обязательной регистрации в национальных системах, что способствует недооценке спорадического бремени и акценту на эпиднадзоре на основе вспышек [19, 20].
2. Вирусология
Биология норовируса определяется малым РНК-геномом, архитектурой капсида на основе VP1 с высокоизменчивой внешней поверхностью и штамм-специфическими взаимодействиями с гликанами хозяина, которые влияют на восприимчивость и, вероятно, формируют эволюцию на уровне популяции [6, 7, 21].
2.1 Организация и структура генома
Геномы норовирусов представляют собой одноцепочечные полиаденилированные молекулы РНК положительной полярности размером примерно 7.5 kb, организованные в три (или, в некоторых описаниях, три или четыре) открытые рамки считывания [6]. ORF1 кодирует набор неструктурных белков, участвующих в репликации, включая NS1/2, NTPase (NS3), 3A-подобный белок (NS4), VPg (NS5), протеазу (NS6) и РНК-зависимую РНК-полимеразу (NS7) [6]. ORF2 и ORF3 кодируют основной капсидный белок VP1 и малый капсидный белок VP2 соответственно [6]. Структурные описания указывают на то, что вирион состоит из 180 копий VP1 (90 димеров) в икосаэдрической упаковке [6]. VP1 разделен на домены оболочки (shell) и выступающие (protruding) домены, причем выступающая область считается основным сайтом антигенности и взаимодействия с клеточными факторами, такими как HBGAs [6].
2.2 Геногруппы и генотипы
Норовирусы генетически разнообразны, и классификация на основе последовательности VP1 используется для определения геногрупп и кластеров, ассоциированных с хозяевами у различных млекопитающих [22]. Более широкая схема классификации, описанная в недавнем синтезе данных, указывает на то, что норовирусы могут быть классифицированы как минимум на десять геногрупп (GI–GX) и более сорока генотипов [6]. Молекулярное типирование было обновлено и теперь включает систему двойного типирования, использующую как область, кодирующую RdRp, так и область капсида, что дает такие обозначения штаммов, как GI.1[P1] [6]. Эпидемиологические сводки подчеркивают, что среди признанных геногрупп GI и GII вызывают большинство заболеваний у людей, при этом генотип GII.4 в последние годы был ответственен за большинство вспышек в определенных регионах [23, 24].
2.3 Клеточные рецепторы и тропизм
Важным механизмом восприимчивости к норовирусу является то, что прикрепление вируса к клеткам хозяина в кишечнике опосредовано взаимодействием с антигенами групп крови гистосистемы (HBGAs), что может объяснять фенотипы резистентности или восприимчивости [7]. Многочисленные подходы in vitro и структурные методы (включая ELISA, поверхностный плазмонный резонанс и кристаллографию P-доменов) показали, что свойства связывания варьируют в зависимости от штамма и зависят от концевых остатков и внутренних углеводных структур в гликанах хозяина [7]. Были описаны паттерны связывания, зависящие от геногруппы, включая наблюдения, что большинство вирусов GI взаимодействуют с антигенами A и Lewis a, в то время как вирусы GII демонстрируют более разнообразные паттерны связывания HBGA, включая связывание с антигеном B у некоторых штаммов [7]. Экспериментальная работа с рекомбинантными VLPs вируса Норволк показала прикрепление к эпителиальным клеткам гастродуоденальной зоны и компонентам слюны только от доноров-секреторов и продемонстрировала, что связывание может быть устранено обработкой α-fucosidase и ингибировано конкуренцией с трисахаридами H типа 1 и H типа 3, что подтверждает необходимость фукозилированных лигандов у лиц-секреторов [25].
Генетика хозяина дополнительно модулирует восприимчивость через секреторный статус: полиморфизмы в FUT2 приводят к образованию нефункционального фермента примерно у 20–30% людей, что обуславливает статус «несекретора», препятствующий секреции антигенов ABO в биологических жидкостях [8]. Несекреторы проявляют значительную устойчивость к инфекции определенными штаммами, включая GI.1 и GII.4, хотя резистентность не является абсолютной, и инфекции могут возникать при контакте с некоторыми вирусами [8]. Помимо гликанов, процесс проникновения безоболочечных вирусов включает последовательное прикрепление, взаимодействие с рецептором, эндоцитоз, проникновение через мембрану и раздевание вируса; в случае калицивирусов связывание с рецептором может инициировать формирование пор, опосредованное VP2, для обеспечения доставки генома в цитозоль [8]. В то время как CD300lf идентифицирован как рецептор мышиного норовируса и является необходимым и достаточным для инфицирования мышей, рецептор для норовируса человека остается неизвестным, что подчеркивает важный пробел в знаниях о тропизме у человека [8].
Прикрепление норовируса может модулироваться дополнительными факторами, включая желчные кислоты и родственные молекулы, которые в некоторых системах функционируют как кофакторы прикрепления [8]. В системах репликации на основе энтероидов экзогенная желчь была необходима для репликации изолятов GII.3 человека и усиливала репликацию изолятов GII.4 человека, что подтверждает штамм-зависимый эффект желчи у вирусов человека [8].
2.4 Цикл репликации
Прямые описания полного цикла репликации норовируса человека остаются ограниченными из-за исторических трудностей в создании надежных систем культивирования человека; в литературе подчеркивается, что норовирусы долгое время считались некультивируемыми в стандартных клеточных культурах, что сделало системы на основе VLP центральными для изучения механизмов [26]. Согласно имеющимся механистическим данным, проникновение описывается как многоступенчатый процесс — от прикрепления до эндоцитоза и доставки генома, при этом малый капсидный белок VP2 считается важным для инфицирования и рассматривается как кандидат на роль медиатора процессов проникновения через мембрану у родственных калицивирусов [8].
2.5 Системы культивирования
Полученные из стволовых клеток интестинальные энтероиды человека, поддерживающие репликацию норовируса человека, позволили экспериментально продемонстрировать, что моноклональные антитела человека с активностью блокирования HBGA могут нейтрализовать норовирус человека, укрепляя функциональную связь между блокадой HBGA и нейтрализацией в физиологически релевантной модели [6]. Обзоры систем органоидов и энтероидов подчеркивают, что эти платформы in vitro поддерживают репликацию нескольких генотипов и предоставляют практические инструменты для разработки вакцин и терапевтических средств, включая оценку нейтрализации и инактивации вируса, а также измерение эффективности дезинфицирующих или санирующих средств [16].
2.6 Иммунный ответ хозяина и антигенная изменчивость
Центральной концепцией иммунологии норовирусов является то, что суррогатные маркеры нейтрализации были определены на основе блокады углеводных взаимодействий HBGA, особенно в условиях, когда традиционные системы культивирования были исторически недоступны; антитела, блокирующие HBGA, рассматриваются как корреляты защиты при разработке вакцин [6]. Экспериментальная работа по блокаде антителами показала, что сыворотки людей в период реконвалесценции эффективно блокировали связывание VLP Норволк с углеводами H типа 1 и родственными им структурами, тогда как сыворотки до заражения этого не делали; вызванные вакцинацией сыворотки у мышей могли блокировать почти 100% связывания с H типом 1, обеспечивая механистическую связь между ответом антител и ингибированием взаимодействия с рецептором [27].
На антигенно-структурном уровне субдомен P2 часто описывается как наиболее разнообразный и выступающий компонент капсида, участвующий во взаимодействии с хозяином и иммунном распознавании [1, 21]. Анализ последовательностей вирусов GII.4 выявляет гипервариабельность в домене VP1 P2 и в областях VP2, участвующих во взаимодействии с VP1; он показывает локальные минимумы попарного сходства нуклеотидов на уровне 77–90% в этих гипервариабельных областях, несмотря на общую идентичность нуклеотидов VP1/VP2 около ~95% у штаммов, разделенных во времени [28]. Внутрихозяинная эволюция при хронической инфекции наблюдалась в течение нескольких месяцев с быстро мутирующими квазивидами VP1 и VP2 и кодонами, находящимися под положительным отбором в обоих генах, что подтверждает наличие иммунного и/или функционального давления отбора в процессе персистенции [28].
Несколько линий доказательств связывают антигенный дрейф и популяционный иммунитет с динамикой эпидемий GII.4. Например, анализы, сравнивающие GII.4 2012 и GII.4 2015, указывают на то, что замены в эпитопах блокирующих антител влияют как на антигенность, так и на свойства связывания лигандов, включая полную потерю реактивности класса блокирующих антител из-за изменений в эпитопе A и снижение потенции блокады сыворотками на 32% на популяционном уровне [29]. В соответствии с парадигмой «эпохальной эволюции», отчеты эпиднадзора описывают постоянное появление новых вариантов GII.4, которые могут вытеснять ранее доминировавшие штаммы и вызывать новые пандемии, при этом во время таких событий появления происходят аминокислотные замены в основных эпитопах, расположенных в домене P2 [30].
Биология малых структурных белков также влияет на сборку капсида и, потенциально, на упаковку генома. VP2 ассоциируется с внутренней поверхностью домена оболочки VP1, и остаток VP1 Ile-52 в составе консервативного мотива IDPWI был определен как критический детерминант ассоциации VP1–VP2, поскольку мутация в этом сайте отменяла включение VP2 в VLPs при сохранении димеризации VP1 и формирования VLPs размером ~35–40 nm [31]. Электростатический анализ внутренней поверхности VP1 выявил области с локальным отрицательным зарядом, охватывающие димер VP1 вблизи кармана Ile-52, а VP2 был охарактеризован как высокоосновный белок (прогнозируемый pI ~10), что подтверждает предполагаемую роль VP2 в противодействии электростатическому отталкиванию между РНК и капсидом и стабилизации инкапсидированного генома [31].
3. Эпидемиология
Эпидемиология норовируса характеризуется высокой глобальной заболеваемостью, сильной склонностью к вспышкам в местах массового скопления людей, значительной недооценкой спорадических случаев и быстрой эволюцией вируса — особенно GII.4 — которая периодически меняет доминирование штаммов и активность заболевания [4, 32, 33].
3.1 Глобальное бремя
Оценки ВОЗ указывают на то, что норовирусы ежегодно вызывают примерно 685 миллионов случаев диареи (95% ДИ 491 миллион – 1.1 миллиарда) и 212,489 смертей (95% ДИ 160,595–278,420), при этом около 85% заболеваний и около 99% смертей приходится на развивающиеся страны [4]. Дополнительные обобщающие данные подчеркивают, что норовирус связан примерно с 18% случаев диарейных заболеваний во всем мире (95% ДИ 17–20) и, по оценкам, ежегодно вызывает 212,000 смертей во всем мире, при этом около 99% смертей происходит в странах с уровнем смертности от среднего до высокого [33]. Экономический анализ оценивает медианные ежегодные общественные издержки в размере 60 миллиардов (95% ИН 42–84 миллиарда), при этом 10 миллиардов составляют прямые расходы системы здравоохранения, а 50 миллиардов — потери производительности, с высоким бременем среди детей в возрасте до 5 лет [5].
3.2 Условия вспышек
Эпиднадзор за вспышками в Соединенных Штатах показывает, что большинство вспышек норовируса происходит в учреждениях длительного ухода и обычно связано с передачей от человека к человеку, что отражает высокую контагиозность и уязвимость институциональной среды [3]. Исторический анализ вспышек также показал, что вспышки GII.4 чаще происходили в учреждениях длительного ухода и на круизных лайнерах, чем в других местах, тогда как GI и другие вирусы GII чаще ассоциировались с ресторанами и вечеринками, что указывает на то, что распределение условий может варьировать в зависимости от геногрупп и линий [34]. Эпиднадзор в сфере общественного здравоохранения делает упор на отчетность в режиме реального времени и связь эпидемиологической информации с данными генотипирования через интегрированные системы, такие как NoroSTAT, которая связывает отчеты о вспышках с данными о штаммах для оценки активности вспышек и характеристик конкретных штаммов [18].
3.3 Пути передачи
Норовирус распространяется несколькими путями, причем передача от человека к человеку и через пищевые продукты описывается как наиболее важная; контроль вспышек опирается на такие меры, как гигиена рук, ограничение контактов с инфицированными лицами и тщательная дезинфекция окружающей среды [11]. Экспериментальные исследования распространения через фомиты показывают, что загрязненные пальцы могут последовательно переносить норовирус на семь чистых поверхностей, что обеспечивает механистическую основу для быстрого распространения в окружающей среде в условиях частого контакта [35]. В отчетах эпиднадзора отмечается, что на прямое воздействие зараженной пищи приходится менее 20% случаев по некоторым оценкам, что предполагает большой вклад других путей, таких как прямой контакт и распространение через окружающую среду [4].
3.4 Эволюция штаммов и пандемические варианты GII.4
Эпиднадзор в лабораториях общественного здравоохранения демонстрирует доминирование вирусов GII.4 в популяции и подчеркивает, что появление новых вариантов GII.4 связано с более высокими уровнями инфицирования и увеличением числа вспышек, даже если тяжесть заболевания не обязательно возрастает [32]. Молекулярные исследования предполагают, что GII.4 уникальным образом ассоциируется с пандемиями среди различных генотипов и что преобладающие штаммы GII.4 имеют более высокие темпы мутаций и эволюции, включая в среднем в 1.7 раза более высокую скорость эволюции в последовательности капсида, что способствует быстрому антигенному дрейфу под действием иммунного отбора [36]. Филогенетический анализ последовательностей VP1, полученных во время вспышек, показал, что вирусы GII.4 можно разделить на несколько субкластеров с предлагаемым порогом аминокислотной вариации 5% для классификации субкластеров и эволюционным паттерном, при котором новые субкластеры постепенно вытесняют предыдущие доминирующие штаммы, что аналогично паттернам, описанным для вируса гриппа [34].
Рекомбинация и сочетание полимеразы и капсида также важны в современной молекулярной эпидемиологии. В Соединенных Штатах рекомбинантный штамм GII.4 Sydney с новой полимеразой GII.P16 появился в 2015 году, вытеснил штамм GII.Pe-GII.4 Sydney и оставался преобладающим в течение сезона 2018–2019 годов, при этом полимераза GII.P16 также обнаруживалась в нескольких генотипах капсида [37]. Полногеномное секвенирование и филогенетический анализ далее предполагают, что линии GII.P16-GII.4 Sydney 2012 циркулируют как минимум с октября 2014 года в нескольких регионах и могут обладать повышенной контагиозностью, обусловленной заменами в полимеразе, а не уникальными изменениями капсида [38].
3.5 Сезонность
Активность норовируса часто демонстрирует зимнюю сезонность во многих регионах; в сводках по США вспышки описываются как наиболее частые с ноября по апрель [24]. Популяционное моделирование госпитализаций на Тайване аналогичным образом выявило зимнюю сезонность с пиками в декабре–марте, при этом в эпидемические годы пик наступал раньше (октябрь–январь), чем в неэпидемические, а пиковые сезоны совпадали с появлением новых штаммов и последующими пандемиями [39].
4. Клиническая картина
Норовирусная инфекция чаще всего проявляется как острый гастроэнтерит, но может приводить к тяжелому или длительному заболеванию в специфических группах риска; интерпретация диагностики осложняется длительным выделением вируса и обнаружением его у бессимптомных лиц в эпоху высокочувствительного молекулярного тестирования [9, 40].
4.1 Острый гастроэнтерит
Типичное заболевание включает тошноту, рвоту, диарею и боли в животе; симптомы могут быть тяжелыми у детей, пожилых людей и лиц с сопутствующими заболеваниями, потенциально вызывая обезвоживание и, в редких случаях, смерть [9]. Инкубационный период оценивается как короткий, в среднем около 1.2 дня, что способствует взрывной кинетике вспышек и затрудняет локализацию случаев [41]. В одном из обобщений симптомы описывались как обычно легкие и исчезающие в течение 48 часов после начала, хотя тяжесть варьирует, а количественные данные о тяжести у взрослых ограничены [41]. Диарея отмечается как преобладающий симптом примерно в 90% случаев, а рвота — примерно в 75% случаев, что подтверждает определения случаев, включающие заболевание только с рвотой для эпиднадзора за норовирусом и оценки бремени заболевания [23, 41].
Выделение вируса начинается до появления симптомов, может достигать пика примерно в 10^8–10^9 вирусных частиц на грамм фекалий примерно на 4-й день после контакта и может сохраняться в течение многих недель в общей популяции или месяцев у иммунокомпрометированных лиц, что подтверждает необходимость продолжения контроля инфекции после исчезновения симптомов в условиях высокого риска [41].
4.2 Методы диагностики
Клинические отчеты подчеркивают, что для своевременной диагностики часто требуется тестирование методом амплификации нуклеиновых кислот; клиницистам рекомендуется проводить ПЦР-тестирование для быстрой постановки диагноза и ведения пациентов в группах высокого риска, таких как отделения гематологической онкологии и трансплантологии [42]. В детской онкологии норовирусная инфекция выявлялась с помощью мультиплексной ПЦР у детей с симптомами, что иллюстрирует практическую роль синдромальных молекулярных панелей в диагностике норовируса у сложных пациентов [43]. На популяционном уровне было отмечено, что высокочувствительная RT-qPCR обнаруживает норовирус в стуле здоровых лиц, что усложняет установление причинно-следственной связи заболевания и интерпретацию положительных тестов [40].
4.3 Особые группы населения
У иммунокомпрометированных детей норовирусная инфекция может проявляться более частой диареей и более длительным выделением вируса, а лихорадка может встречаться реже по сравнению с иммунокомпетентными детьми, что потенциально затрудняет клиническое распознавание на основе системных симптомов [44]. У взрослых реципиентов почечного аллотрансплантата хроническая инфекция, определяемая по повторным положительным результатам анализа кала в течение как минимум трех месяцев, была связана с длительным выделением вируса (97–898 дней) и продолжительными симптомами (24–898 дней), при этом у некоторых пациентов сообщалось о госпитализациях по поводу тяжелого обезвоживания и дисфункции аллотрансплантата [10]. В этой серии случаев трансплантации снижение иммуносупрессии привело к клиническому улучшению или выздоровлению у всех пациентов, но выделение вируса прекратилось лишь у части из них, что иллюстрирует расхождение между контролем симптомов и вирусологической элиминацией [10].
В когортах пациентов с гематологическими злокачественными новообразованиями и после ТГСК диарея, связанная с норовирусом, может быть тяжелой; имеются сообщения о значительной краткосрочной смертности, которая не связана напрямую с самим норовирусом, и относительно редком использовании направленной против норовируса терапии, что подчеркивает важность поддерживающего лечения и диагностической бдительности [42].
4.4 Осложнения и внекишечные проявления
Хотя норовирус является преимущественно кишечным патогеном, в описании серии случаев был представлен норовирусный гепатит с повышенными уровнями АЛТ (146–458 Ед/л) и АСТ (700–1150 Ед/л) в 17 случаях, причем большинству пациентов было менее 18 лет, и большинство получало поддерживающую внутривенную инфузионную терапию [9]. В этой подборке все пациенты полностью выздоровели, летальных исходов не зафиксировано, что позволяет предположить, что хотя трансаминит и может возникать, исходы при поддерживающей терапии в зарегистрированных случаях благоприятны [9]. Сообщалось, что у иммунокомпрометированных реципиентов печени в этих случаях период восстановления после симптомов и нормализации печеночных проб был более длительным, что указывает на то, что иммуносупрессия может пролонгировать системные проявления наряду с кишечным заболеванием [9].
5. Профилактика
Профилактика норовируса требует как немедленных мер по контролю вспышек, так и долгосрочных стратегий, таких как вакцинация, однако оба подхода должны учитывать характеристики патогена: устойчивость в окружающей среде, высокий уровень выделения и широкое генетическое разнообразие [11, 45].
5.1 Разработка вакцин
Кандидаты в вакцины все чаще нацелены на индукцию сывороточных и мукозальных антител, блокирующих связывание с HBGA, что соответствует использованию блокады HBGA в качестве суррогатного маркера нейтрализации при разработке вакцин и в моделях с участием добровольцев [6]. Тривалентный вакцинный кандидат на основе мРНК (mRNA-1403), кодирующий VP1 трех глобально распространенных генотипов (GII.4, GI.3 и GII.3), оценивался в текущем рандомизированном плацебо-контролируемом исследовании фазы 1/2 по подбору дозы у взрослых 18–80 лет; вакцина хорошо переносилась в течение 8 месяцев, а однократная инъекция вызывала выраженный ответ сывороточных антител, блокирующих HBGA, и связывающих антител против соответствующих вакцинных генотипов через 1 месяц после введения во всех дозовых группах, что послужило основой для выбора дозы для фазы 3 [12].
Пероральные вакцинные подходы оценивались в контролируемых моделях инфекции у человека. В двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании термостабильной пероральной вакцины на основе нереплицирующегося аденовирусного вектора (VXA-G1.1-NN) 165 взрослых были рандомизированы, и 141 подходящий субъект был инфицирован 10^7 геномными копиями NV GI.1; вакцина показала эффективность 21% в профилактике норовирусного гастроэнтерита и 29% в профилактике инфекции, а также была связана с уменьшением геометрического среднего выделения вируса в кале на 85%, что подтверждает потенциальный эффект смягчения вспышек за счет снижения выделения [13].
В таблице ниже обобщены ключевые количественные характеристики выбранных вакцинных кандидатов, описанных в представленных источниках.
5.2 Проблемы
Многочисленные источники подчеркивают, что генетическое и антигенное разнообразие норовирусов осложняет разработку широкоэффективных вакцин и что перекрестная защита между генотипами ограничена, что обуславливает необходимость создания мультивалентных составов и потенциального обновления по мере эволюции штаммов [45, 46]. В обзоре процесса разработки вакцин также отмечается, что иммунитет к норовирусу кратковременен и обычно не обеспечивает сильного перекрестного иммунитета между штаммами, а большинство исследований показали, что иммунитет к одному и тому же штамму сохраняется менее шести месяцев, что подразумевает необходимость ревакцинации или расширения охвата для обеспечения длительной защиты [47]. Тот же обзор предполагает, что для достижения высокого охвата генотипов (например, 85%) может потребоваться включение нескольких генотипов в концепцию мультивалентной вакцины, что отражает широту циркулирующих штаммов [47].
5.3 Нефармацевтические вмешательства
Вспышки норовируса трудно предотвратить и контролировать из-за низкой инфицирующей дозы, высокого титра выделения и устойчивости в окружающей среде; управление вспышками основывается на гигиене рук, ограничении контактов с инфицированными лицами и тщательной дезинфекции окружающей среды [11]. Разработка доказательной базы для дезинфекции была ограничена исторической невозможностью культивирования норовируса человека, однако новые экспериментальные данные с использованием культивируемых суррогатов и исследования выживаемости в окружающей среде позволяют совершенствовать практику дезинфекции [11].
Механистические исследования загрязнения показывают, что перенос из загрязненного фекального материала через пальцы и ткани на контактные поверхности может привести к распространению вируса; очистка только моющими средствами, создающая видимую чистоту поверхности, может не устранить загрязнение, тогда как комбинированные составы гипохлорита/моющего средства могут уменьшить, но не всегда полностью устранить обнаруживаемый вирус в условиях фекального загрязнения [35]. При сильном загрязнении для надлежащей гигиены требовалось предварительное протирание поверхности моющим средством перед нанесением дезинфектанта, что подчеркивает важность протоколов «очистка перед дезинфекцией» при контроле вспышек норовируса [35].
6. Лечение
Для норовируса человека нет лицензированных противовирусных препаратов, и клиническое ведение в основном является поддерживающим, однако исследуемые терапевтические средства охватывают подходы, направленные на хозяина, препараты прямого действия (ингибиторы полимеразы и протеазы), а также ингибиторы входа, нацеленные на взаимодействие с HBGA; оценка этих средств все чаще становится возможной благодаря репликонным системам и моделям культур энтероидов [9, 14, 16, 48].
6.1 Поддерживающая терапия
Клинический анализ гепатита и гастроэнтерита, связанных с норовирусом, подчеркивает, что лечение в основном является поддерживающим и направлено на регидратацию и коррекцию электролитных нарушений, что соответствует общему подходу к острым вирусным гастроэнтеритам [9]. Тяжелое обезвоживание может потребовать госпитализации иммунокомпрометированных пациентов, включая реципиентов почечного трансплантата с хронической инфекцией, что подтверждает статус регидратации и поддерживающего мониторинга как основных мер вмешательства у уязвимых групп населения [10].
6.2 Исследуемые противовирусные препараты
Nitazoxanide использовался в клинических условиях для лечения тяжелого норовирусного гастроэнтерита у иммунокомпрометированных пациентов; в одном отчете описывается начало перорального приема nitazoxanide по 500 мг дважды в день и быстрое снижение частоты дефекаций в течение 24 часов с возвращением к исходному состоянию в течение 4 дней, хотя бессимптомное выделение вируса сохранялось более 30 дней [49]. Механистическое обсуждение в этом отчете предполагает, что nitazoxanide может модулировать противовирусные пути хозяина путем потенцирования PKR и фосфорилирования eIF2α, тем самым останавливая синтез вирусных белков [49].
Системы скрининга на основе репликонов позволяют проводить количественную оценку противовирусных кандидатов. В клетках, несущих репликон NV, IFN-α снижал количество вирусного белка и копий генома с ED50 примерно 2 ед/мл через 72 часа, IFN-γ ингибировал репликацию с ED50 примерно 40 ед/мл, а ribavirin ингибировал геном и белок NV с ED50 примерно 40 μM, при этом для комбинации IFN-α и ribavirin наблюдались аддитивные эффекты, а частичная отмена действия гуанозином соответствовала механизмам истощения нуклеотидов [14]. В модели персистирующей мышиной норовирусной инфекции у иммунодефицитных мышей нуклеозидный ингибитор полимеразы 2′-C-methylcytidine (2CMC) быстро снижал выделение с калом, делая вирусную РНК неопределяемой во время лечения, однако после прекращения последовал рецидив без признаков мутаций лекарственной устойчивости в секвенированных образцах, в то время как favipiravir не снижал выделение вируса в этой модели [15].
Favipiravir также описывался в клиническом случае хронической норовирусной инфекции у иммунокомпрометированного пациента, где лечение было связано со снижением диареи и вирусной нагрузки, но осложнилось повышением уровня печеночных ферментов, что привело к прерыванию терапии и рецидиву; секвенирование вируса показало отбор отдельного вирусного варианта и увеличение доли минорных мутаций во время лечения, что соответствует мутационному давлению [50].
6.3 Иммунотерапия
В условиях гематологических злокачественных новообразований и ТГСК терапия, направленная против норовируса, включала nitazoxanide или внутривенный иммуноглобулин у небольшой части пациентов, что указывает на то, что испытания иммунотерапии и противовирусных средств остаются ограниченными и часто резервируются для тяжелых случаев или персистирующего заболевания [42]. В отчетах о хронической инфекции также отмечается важность снижения иммуносупрессии, когда это возможно, поскольку интенсивность иммуносупрессии коррелирует с симптомами диареи у реципиентов трансплантатов, а снижение может привести к клиническому улучшению, даже если выделение вируса сохраняется [10].
6.4 Разработка лекарств с использованием систем энтероидов
Терапевтические стратегии, направленные на взаимодействие вируса с HBGA, подтверждаются данными структурной биологии, определяющими интерфейсы связывания HBGA, и подходами к скринингу, которые выявляют малые молекулы, способные блокировать связывание капсида с HBGA [51, 52]. Виртуальный скрининг и экспериментальная валидация с использованием структурных моделей GII.4 VA387 позволили выявить ингибиторы из библиотеки в 2.07 миллиона соединений, в результате чего было получено 20 соединений с ингибированием >50% при концентрациях ниже 40 μM и пять соединений с IC50 <10 μM, при этом значения CC50 находились в диапазоне ~170–267 μM, что поддерживает оптимизацию ведущих соединений для стратегий ингибирования входа [51].
Системы культур органоидов и энтероидов предоставляют дополнительные платформы для оценки. Обзоры систем интестинальных энтероидов человека подчеркивают их полезность для измерения нейтрализации и инактивации вируса, а также для оценки эффективности дезинфицирующих или санирующих средств, связывая этап открытия с трансляционной оценкой как терапевтических средств, так и мер инфекционного контроля [16].
7. Будущие направления
Будущий прогресс будет зависеть от интеграции молекулярного эпиднадзора с механистической вирусологией для прогнозирования появления штаммов, а также от разработки широкозащитных вакцин и терапевтических средств, учитывающих быструю эволюцию, рекомбинацию и ограниченный межгенотипический иммунитет [32, 45, 53]. Структуры эпиднадзора подчеркивают, что связь эпидемиологии с вирусологией является ключевой, поскольку количество вспышек и лабораторные отчеты указывают на уровни инфицирования, но не определяют напрямую циркулирующие штаммы без интегрированных систем генотипирования, что стимулирует дальнейшее расширение и модернизацию таких систем, как NoroSTAT и CaliciNet [32, 54]. Молекулярно-эволюционный анализ показывает, что пандемические вирусы GII.4 могут диверсифицироваться и распространяться в течение многих лет до официального признания начала пандемии и что изменения в популяционном иммунитете хозяина способствуют пандемическому распространению антигенно преадаптированных вариантов; это означает, что улучшенный отбор проб из неисследованных резервуаров мог бы улучшить прогнозирование и выбор вакцинных штаммов [53].
С иммунологической точки зрения доказательства того, что иммунитет к одному и тому же штамму может быть кратковременным, а перекрестный иммунитет ограничен, подразумевают, что вакцины следующего поколения должны быть мультивалентными и, возможно, регулярно обновляться по мере появления новых вариантов, что по концепции аналогично подходам, используемым для других быстро развивающихся вирусов [46, 47]. В плане терапии отсутствие лицензированных противовирусных препаратов в сочетании с результатами подтверждения концепции в репликонных системах, моделях на животных и клинических случаях подчеркивает необходимость проведения строгих клинических испытаний и использования моделей энтероидов человека для преодоления разрыва между противовирусной активностью in vitro и клинической эффективностью у различных групп пациентов [15, 16, 48].
8. Заключение
Норовирус остается ведущей причиной острого гастроэнтерита во всем мире: по глобальным оценкам, ежегодно регистрируется около 685 миллионов случаев диареи и более 200,000 смертей, что сопряжено со значительными общественными издержками и подчеркивает его неизменную важность для общественного здравоохранения [4, 5, 33]. Биология вируса — РНК-геном, кодирующий белки репликации и структурные белки, капсид на основе VP1 с высокоизменчивой поверхностью P2 и генотип-зависимое взаимодействие с HBGA, модулируемое генетикой хозяина — механистически связана с наблюдаемыми паттернами доминирования штаммов, склонностью к вспышкам и ускользанием от иммунного ответа [6, 7, 21, 30]. Клинически большинство инфекций проходят сами собой, но в группах высокого риска могут наблюдаться тяжелые и хронические заболевания с длительным выделением вируса, что требует таргетных стратегий диагностики и инфекционного контроля наряду с поддерживающей терапией [10, 41, 42]. Кандидаты в вакцины и исследуемые противовирусные препараты демонстрируют значимый прогресс, особенно те, которые индуцируют ответы, блокирующие HBGA, или снижают выделение вируса в моделях с инфицированием, однако изменчивость и кратковременный иммунитет остаются основными препятствиями, которые подтверждают необходимость интегрированного эпиднадзора, разработки мультивалентных вакцин и тестирования терапевтических средств в современных релевантных для человека системах культивирования [12, 13, 16, 47].
