Rotaviren

Erreger / Pathogenese

Rotavirus, Quelle: CDC Verteilung der häufigsten Rotavirustypen
Quelle: Santos et al, 2005
Die Rotaviren sind humanpathogene Viren der Familie der Reoviridae (reo: respiratory - enteric - orphan). Der Name leitet sich ab von den Radspeichen der Kapsidhülle im elektronenmikroskopischen Bild (lat. rota = Rad). Es wurde 1973 in Proben (Dünndarmschleimhaut, Stuhlproben) von erkrankten Kindern entdeckt.

Bei dem Virus handelt es sich um ein nicht-umhülltes Viruspartikel mit einem Genom aus 11 Segmenten einer doppelsträngigen RNA, das in ein dreischaliges Kapsid eingeschlossen ist. Es konnten bisher insgesamt 7 Serogruppen (A-G) mit verschiedenen Untergruppen (Serotypen) unterschieden werden. Hierbei sind die Gruppen A, B und C humanpathogen, d.h. sie befallen den Menschen.

Durch unterschiedliche Antigendeterminanten (Strukturproteine) erfolgt die Charakterisierung. Zu den wichtigsten zählen VP2, VP6 (inneres und mittleres Kapsid), VP4 und VP7 (auf der Oberfläche). Über VP2 und VP6 erfolgt eine Zuordnung der Serogruppen. Die für den Aufbau einer Immunität (Induktion der Antikörperbildung) wichtigen Oberflächenproteine VP4 (P-Protein, 20 Typen) und VP7 (G-Protein, 14 Typen) werden zur Einteilung der Serotypen genutzt. Hierbei ist das weitaus am häufigsten vorkommende Rotavirus: Serogruppe A, Typ G1P[8] gefolgt von G4P[8], G2P[4] und G9P[8].

Das Virus wird fäkal-oral übertragen und führt zu einem gastrointestinalen Infekt in den Spitzen der Dünndarmzotten (apikale Enterozyten). Eine anschließende Nekrose der Enterozyten und eine reaktive Hyperplasie des Darmepithels führt über eine vermehrte Sekretion im Dünndarm zum Bild der Gastrotenteritis. Gefunden wurde neben diesem Pathomechanismus ein virales Protein (NSP4), was mit Eigenschaften eines Enterotoxins besagten Effekt noch verstärkt.

Insbesondere bei schweren Durchfallerkrankungen sind Rotaviren häufig die Ursache (35-50%). Die Gefahr besteht hier in der Dehydratation (mass. Flüssigkeitsverlust). In den Entwicklungsländern, ohne adäquate medizinische Versorgung, sterben nach Schätzungen der WHO ca. 850.000 Kinder/Jahr an besagter Rotavirus-induzierten Dehydratation.

Eine Besonderheit der Rotaviren ist das segmentierte Genom. Kommt es zu einer parallelen Infektion mit zwei unterschiedlichen Erregertypen, so kann eine Austausch von Teilen der Erbinformation zwischen den Virustypen erfolgen (Antigenshift). Neue Rotavirus-Varianten entstehen. Ähnliches ist beim Influenzavirus möglich und bekannt.

Ansteckung / Inkubation

Die Rotaviren werden bei einer Erkrankung massenhaft über den Stuhl ausgeschieden. Dies erfolgt bereits vor Einsetzen der klinischen Symptome. So können große Mengen an Virusmaterial verbreitet werden, bevor die Gefahr überhaupt bewusst wird.

Die Infektion mit Rotaviren erfolgt meist fäkal-oral (Schmierinfektion, direkt oder über kontaminierte Gegenstände). Aber auch eine aerogene Übertragung (Ausscheidung über das Sekret der Atemwege) und über das Erbrochene ist bei unmittelbarem Kontakt denkbar (z.B. Pflege des Erkrankten). Des Weiteren ist eine Infektion über kontaminierte Lebensmittel oder über verunreinigtes Trinkwasser möglich. Dieser Infektionsweg ist aber meist nur bei unzureichender Aufbereitung von Brauchwasser zu beachten.

Insgesamt gilt das Virus als hochinfektiös. (vgl. Reservoir und Übertragung)

Nach der Infektion findet eine Virusvermehrung in den Spitzen der Dünndarmzotten (apikalen Enterozyten) statt. Schon jetzt kommt es zur Virusausscheidung.

Die Inkubationszeit beträgt 1-3 Tage. Erst nach dieser Zeit kommt es zu Symptomen.

Krankheitsverlauf / Diagnostik

Nach 1-3 Tagen kommt es zu klinischen Symptomen. Erbrechen, Fieber und Durchfälle sind die häufigsten Symptome einer Rotavirus-Infektion. Im Allgemeinen gilt hierbei: Je früher ein Kind erkrankt, desto schwerwiegender ist der Verlauf.

Insbesondere bei Kindern unter 5 Jahren verläuft eine Rotavirusinfektion mit bis zu 20 Durchfällen pro Tag. Die Gefahr liegt schließlich in einem Elektrolyt- und Flüssigkeitsverlust (Dehydratation). Die Gefahr ist wiederum um so größer, je kleiner das Kind ist. In den meisten Fällen klingt die Erkrankung spontan nach 2-6 Tagen ab.

Als Nachweis steht ein Enzym-Immuntest (EIA) oder auch Schnellteste zur Verfügung. Ein elektronenmikroskopischer Virusnachweis aus dem Stuhl erfolgt aufgrund des hohen Aufwandes nur noch selten.

Komplikationen

In schweren Verläufen kann eine Erkrankung ohne entsprechende medizinische Maßnahmen durch die massiven Elektrolyt- und Flüssigkeitsverluste zum Tode führen. In Deutschland sind diese aufgrund der guten med. Versorgung (Füssigkeits- und Elektrolytersatz) jedoch selten (ca. 4-8/Jahr).

Immunität

Die durchgemachte Erkrankung hinterlässt eine Immunität. Auch ist eine gewisse Kreuzimmuniät, also eine Immunität gegen andere Serogruppen bzw. Serotypen, nach einer Infektion gegeben. Nach einer Infektion ist ein Organismus mit ca. 70% gegen weitere Rotaviren-Infektionen geschützt (bis zum 2. Lebensjahr haben die meisten Kinder mindestens eine Infektion durchgemacht). Nach einer weiteren Infektion erhöht sich dieser Schutz bereits auf ca. 85%. Im Verlauf des Lebens kommen stetig Infektionen hinzu und der Schutz erhöht sich weiter.

Im Erwachsenenalter verlaufen die Infektionen, die laufend vorkommen, aufgrund der schon hohen Kreuzimmunität meist unbemerkt oder unter dem Bild einer leichten Durchfallerkrankung. Symptomatische Rotavirusinfektionen treten oft als Reisediarrhoe auf. Durch den Ortswechsel "lernt" der Reisende neue Rotavirustypen kennen. Ist die (Kreuz-)Immunität gegenüber diesen Serotypen noch zu gering, kommt es zu entsprechend ausgeprägten Symptomen.

Therapie

Die Rehydratation (Flüssigkeits- und Elektrolytersatz) ist die einzige wirksame Therapie. Bei einem massiven Verlust ist evtl. eine intravenöse Gabe und eine stationäre Behandlung nötig.

Des Weiteren sollte zur Verhinderung weiterer Ansteckungen eine strikte Hygiene eingehalten werden (Isolation des Patienten, intensive Händehygiene, Verwendung von geeigneten (Hände-)Desinfektionsmitteln, Schutzkleidung).

Epidemiologie

Rotavirus, weltweit
Erreger von endemischen und epidemischen Gastroenteritiden im Säuglingsalter
Industrieländer
Erreger vn endemischen und epidemischen Gastroenteritiden im Säuglingsalter
Entwicklungsländer
Rotaviren sind weltweit verbreitet. Sie werden zu den Hauptursachen für gastrointestinale Infekte bei Kindern unter 5 Jahren gezählt. Nach Angaben der WHO erkranken jährlich zwischen 110-140 Mio. Menschen. Von diesen werden rund 25 Mio. ambulant und 2 Mio. stationär behandelt. Die Zahl der Todesfälle wird auf 400.000-600.000 geschätzt, wobei bei allen Angaben weitaus mehr Personen in Entwicklungsländern zu finden sind. Hier zählt eine Rotavirusinfektion zur dritthäufigsten Todesursache bei Kindern.

Für Deutschland besteht grundätzlich eine Meldepflicht. Jedoch erfolgt eine Untersuchung auf Rotaviren nur bei schwereren Krankheitsverläufen. So sind die angegebenen Zahlen des Robert Koch-Institutes sicherlich unter den realen Zahlen zu sehen. Es werden jährlich 37.000-73.000 Erkrankungen (Inzidenz: 46-94/100.000 Einwohner) gemeldet mit 75% der Erkrankten unter 5 Jahren. Weiterhin zeigt sich in unseren Breiten eine saisonale Häufung in den Wintermonaten (November bis Mai) mit einem Gipfel im März/April. Hier machen sie einen Großteil der gastrointestinalen Infekte aus (bis zu 50%).

Bezüglich der Serotypen zeigen sich einige führende Vertreter (G1P1[8], G2P1[4], G3P1[8], G4P1[8] und G9P1[8]). Sie sind mit über 90% an den meisten Erkrankungen im europäischen Raum beteiligt. Hierbei ist der Serotyp G1 am weitesten verbreitet (70%). Das Auftreten und die Verteilung sind insgesamt jedoch variabel und saisonal unterschiedlich.

Reservoir und Übertragung

Das Hauptreseroir der Rotaviren ist der Mensch (Serogruppen A, B und C). Neben diesen gibt es aber auch Rotaviren im Tierreich. Eine Infektion erfolgt fäkal-oral (Ausscheidung des Virus über den Stuhl bis max. 2 Wochen nach Infektion; bei Neugeborenen oder Immunsuppression über Monate mgl.) Als Schmierinfektion ist hier eine direkte oder eine indirekte Übertragung über kontaminierte Gegenstände, verunreinigte Lebensmittel oder Trinkwasser möglich. Auch wird eine aerogene Übertragung durch virushaltige Sekrete der Atemwege in der Akutphase beschrieben.

Das Rotavirus ist sehr resistent gegenüber Umwelteinflüssen. Hitze, Kälte oder Trockenheit werden gut toleriert. Auf kontaminierten Materialien (Spielzeug) bleiben sie meist Wochen infektiös. Eine massive Ausscheidung (Erkrankter scheidet 109-1011Viruspartikel/g Stuhl aus → bis zu 100.000.000.000 Viren pro gramm Stuhl!) steht einer sehr hohen Infektiosität gegenüber. Als Infektionsdosis reichen nach unterschiedlichen Quellen im Mittel 10.000-100.000 Viren aus. Bei Kindern können aber schon 10 Viruspartikel zur Infektion führen. Stellt man dies der astronomischen Menge der ausgeschiedenen Viren gegenüber, wird schnell klar, wie rasch eine Ansteckung erfolgen kann.

Steckbrief Erreger
Erreger: Rotaviren
Infektionsquelle: menschliche Ausscheidungen (fäkal-oral) bzw. kontaminierte Produkte
weltweit verbreitet entsprechend Hygiene
Übertragung: fäkal-oral
Inkubationszeit: 1-3 Tage
Krankheitsbild: Erbrechen, Fieber und Durchfälle
Komplikation: Dehydratation
Diagnose: Die Diagnose wird klinisch, d.h. aus dem Krankheitsbild und der Vorgeschichte, gestellt.
Nur in seltenen Fällen Erregernachweis.
Behandlung: symptomatische Therapie (Elektrolytersatz), Hygiene/Isolation

Impfstoff

Rotashield®
Im August 1998 wurde der erste Rotavirus-Lebendimpfstoff in den USA (Rotashield®) zugelassen. Der Impfstoff zeigte laut Studien Wirkung, jedoch auch ein gehäuftes Auftreten von Invaginationen (Instülpung des Darms) bei den Impflingen. Dem Impfstoff wurde 1999 wieder die Zulassung entzogen.

aktuelle Impfstoffe

Derzeit sind zwei unterschiedliche orale Lebendimpfstoffe auf dem deutschen Markt zugelasen. In Anbetracht der Nebenwirkungen des ersten Rotavirusimpfstoffes waren die Studien entsprechend umfangreich.

Da es sich um einen Lebendimpfstoff handelt, kommt es nach der oralen Gabe auch zu einer gewollten Vermehrung und schließlich zu einer Ausscheidung des Impfvirus über den Stuhl des Impflings. Es handelt sich zwar um attenuierte Impfviren, d.h. um abgeschwächte Erreger, aber dennoch ist hier eine gewisse Vorsicht geboten. Neben entsprechenden Hygienemaßnahmen (Händewaschen und ggf. Desinfektion nach Wickeln) wird unter anderem empfohlen, einen Kontakt zu Immungeschwächten zu meiden (max. Ausscheidung des Impfvirus um den 7.Tag nach Impfung).

Neben den allgemeinen Kontraindikationen (Allergie gegen Impfstoffbestandteile,…) sollte auch bei einer Invagination in der Anamnese keine Impfung erfolgen. Außerdem wird bei bekannter Fructose-Intoleranz, Glukose-Galaktose-Malabsorption oder Saccharose-Isomaltase-Intoleranz von einer Impfung mit dem pentavalenten Impfstoff (RotaTeq®) abgeraten.

RotaTeq® (2006)
RotaTeq® ist ein pentavalenter attenuierter human-boviner reassortierter Lebendimpfstoff. Dies bedeutet, dass durch eine genetische Reassortierung (vgl. Antigenshift) ein ursprünglich boviner (Schwein infizierend) Virus dahingehend verändert wurde, dass die Oberflächenproteine der fünf (pentavalent) häufigsten Virustypen expremiert werden (G1P1[8], G2P[4], G3P1[8], G4P1[8], G9P1[8]).
Rotarix® (2008)
Rotarix® ist ein monovalenter attenuierter humaner Lebendimpfstoff (G1P1[8]). Durch eine Kreuzimmunität wird auch ein entsprechender Schutz gegen andere Serotypen erreicht.

Grundimmunisierung

Derzeit ist eine generelle Impfung gegen Rotaviren nicht Bestandteil der STIKO-Empfehlungen (Ständige Impfkommission) des Robert Koch-Institutes (vgl. Impfplan). Dennoch kann eine Impfung sinnvoll sein.

Die Grundimmunisierung erfolgt jeweils nach den Herstellerangaben:

  • RotaTeq®:
    Immunisierung bei Säuglingen ab einem Alter von 6 bis 32 Wochen
    Impfstoffgaben zur Grundimmunisierung: 3 Dosen
    1. Dosis: ab Vollendung der 6. Lebenswoche, jedoch nicht später als vor Vollendung der 12. Lebenswoche
    2. und 3. Dosis: Jeweils im Abstand von mindestens 4 Wochen
    Die Grundimmunisierung sollte vorzugsweise bis zur Vollendung der 20. bis 22. Lebenswoche abgeschlossen sein.
  • Rotarix®:
    Immunisierung von Säuglingen im Alter von 6 bis 24 Wochen
    Impfstoffgaben zur Grundimmunisierung: 2 Dosen
    1. Dosis: ab einem Alter von 6 Wochen
    2. Dosis: mindestens 4 Wochen Abstand zur Dosis 1
    Die Grundimmunisierung sollte vorzugsweise vor dem Alter von 16 Wochen abgeschlossen sein.

Immunogenität

In Studien konnte eine gute Wirksamkeit beider Impfstoffe gezeigt werden. Neben den unmittelbaren Effekten während des ersten Lebensjahres (Minderung von Hospitalisierung, Minderung schwerer Rotavirus-bedingter Gastroenteritiden, Minderung von Krankheitsverläufen,…) lassen sich sogar noch im Verlauf (nach 2-3 Jahren) positive Effekte der Impfung nachweisen (niedrigere Raten von Krankenhaus-/Notfallbehandlungen).

Auffrischung

Eine Auffrischung ist nicht nötig, da im Verlauf des Lebens durch stetige Konfrontation quasi eine "natürliche Auffrischung" erfolgt.
Steckbrief Impfstoff
Impfstoff: RotaTeq® (attenuierter pentavalenter human-boviner reassortierter Lebendimpfstoff) - oraler Impfstoff
Rotarix®
(attenuierter monovalenter humaner Lebendimpfstoff) - oraler Impfstoff
Impfempfehlung:

Grundimmunisierung nach Herstellerangabe:

  • RotaTeq® (attenuierter pentavalenter human-boviner reassortierter Lebendimpfstoff)
    Alter: 6-32 Wochen; 3 Dosen im Abstand von 4 Wochen
  • Rotarix® (attenuierter monovalenter humaner Lebendimpfstoff)
    Alter: 6-24 Wochen; 2 Dosen im Abstand von 4 Wochen
Auffrischung:

-

Impfabstände:

Lebendimpfstoff - mind. 4 Wochen zu anderen Impfungen

Alter: vgl. oben
Lokal- und Allgemeinreaktionen:

Selten kann es nach der Impfung zu unspezifischen, vor allem gastrointestinalen Symptomen als Impfreaktionen kommen (z.B. Übelkeit, Erbechen, Durchfall, Bauchschmerzen, Blähungen, Aufstoßen, Verstopfungen,…). Neben diesen sind auch andere Allgemeinsymptome (Temperaturerhöhung, grippeähnliche Symptome,…) möglich. In der Regel sind diese Lokal- und Allgemeinreaktionen vorübergehender Natur und klingen rasch und folgenlos wieder ab.

Komplikationen:

Selten treten Überempfindlichkeitsreaktionen auf.

Quellen: Epidemiologische(s) Bulletin(s), Robert Koch Institut
  Bernhard-Nocht-Institut (Tropenmedizin Hamburg)
  www.reisemedizin.de
  www.impfakademie.de
  www.fit-for-travel.de
  www.impfservice.de
  www.impfen-aktuell.de
  www.reisemed.at
  Centrum für Reisemedizin
  WHO (www.who.int, www.who.int/immunization_monitoring)
   
  1) Ärzte Zeitung, 19.02.2008, Eur J Emerg Med 14, 2007, 14
  2) Ärzte Zeitung, 19.02.2008, Clin Diagn Lab Immunol 12, 2005, 1057
  3) nach Klouche M., Görg S., Wilhelm D. et al., Geschlechts- und altersabhängige Lücken im Tetanusimmunschutz. Dtsch Med Wochenschr, 1994; 119: 827-832

Hinweis: An dieser Stelle sind allgemeine Informationen zu der Erkrankung genannt. Auch die im Steckbrief aufgeführten Daten sind nur eine Zusammenfassung und beinhalten nicht alle möglichen Symptome oder Komplikationen nach einer Impfung. Hierzu bitten wir andere Quellen (z.B. www.fachinfo.de), zu Rate zu ziehen. Außerdem empfehlen wir für Patienten eine ärztliche Rücksprache zu Fragen vor einer entsprechenden Impfung.