Bo! Of Sanu Panam 98(4), 1985 VIROLOGIA DE LOS ROTAVIRUS Y EPIDEMIOLOGIA DE LA DIARREA POR ROTAVIRUS1 Alberto Simhon2 Introducclito Ames del decenio de 1960 no existfan pruebas fehacientes de que los virus causaran diarrea, pero la relacion se sos- pechaba a rafz de ciertos estudios en que se administraron per os intrados fecales de pacientes con "diarrea no bacilar y no amfbica" a voluntarios que contrajeron diarrea (1). Aderrias, algunos informes es- porldtcos una relaci6n estadfs- tica entre ciertos enterovirus-y adenovirus y la presencia de diarrea (2, 3). Gracias a los adelantos tecnol6gicos de los dltimos dos decenios, se ha descubierto una amplia gama de agentes entericos vfricos o similares a los virus, como los ro- tavirus, los virus de Norwalk y tipo Norwalk, los adenovirus entericos (antes denominados "no-cultivable?' o "fasti- diosos"), los agentes similares a los par- vovirus, los calicivirus, los astrovirus y otros virus entericos pequefios. Adernis, se identificaron las enterobacteriaceas y Vibrionaceae enterotoxfgenas y se "redes- .cubrieron" ciertos agentes como Campylo- batter fetusjejuni, Aeromonas hydrophila, Yersi- nia enterocolitica y Cryptosporidium sp. Mas del 60% de los casos de diarrea main =la- ' Este estudio fue parcialmente futanciado por a Organizacidn Mundial de la Salud, el Consejo Costarricense de Investigariones Cientfkas y Tecnoldgicas, la Vicerrectorfa de Invettigacidn de la Universidad de Costa Rica y el prestamo 515-T-026 de USAID. Una pam de este anodic, fue prescntada como teals doctoral en la Universidad de Londres. 2 Institute de Investigaciones en Salud(INISA), Universidad de Costa Rica. Direcci6n postal: INISA, Ciudad Universitaria "Ro- drigo Facia", San Jose, Costa Rica. cionados con esos agentes y otros que ye. se conocian (4-6). Los rotavirus se destacan como agentes en los casos pediatricos de diarrea atendidos en los dispensarios de los pafses en desarrollo, por ejemplo, en Bangladesh y Costa Rica (4, 5). Sin em- bargo, en los estudios prospectivos reali- zados en pafses como Bangladesh y Gua- temala se ha demostrado que los agentes enteropatogenos bien conocidos, como Shigella y Ciardia lamblia, y el agente en- terotoxfgeno Escherichia coil desempenan un papel relativamente mass importante que los rotavirus (7, 8). Este artfculo trata de la diarrea causada por rotavirus en los lactantes y nifios de corta edad, poniendo de relieve ciertos as- pectos como las propiedades fisioqufmicas y biologicas del virus, los metodos de estu- dio en los laboratorios, la epidemiologia de is infection que causa y los posibles me- todos de control y prevention de las en- fermedades diarreicas pertinentes. Propledades fIsloquimicas y blologlcas de los rotavIrus Los rotavirus son un grupo de virus de amplia dispersion que infectan a diversos vertebrados, incluido el hombre, a me- nudo durante los primeros dias de vida. El murino es el primer rotavirus que fue identificado, en la diarrea epizoOtica de los ratones lactantes (9). Mas tarde se des- cubri6 el virus de la diarrea neonatal de los terneros (NCDV). La enfermedad se 295 296 BOLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA A bril 1985 reprodujo experimentalmente en terneros gnotobi6ticos privados de calostro, a los que se inocularon filtrados libres de bacte- rias de heces, provenientes de terneros con infecciones naturales de diarrea (10). Se han encontrado rotavirus en casos de dia- rrea en un gran ntimero de mamfferos, como lechones, corderos, potrillos, cone- jos, perros y gatos, y tambien en ayes, como pavos y pollos (11). Los rotavirus del hombre se descu- brieron simultaneamente en Australia, Inglaterra y Canada (12-14). Actual- mente se considera que son una de las principales causas de las enfermedades diarreicas en el ser humano y un factor que contribuyc notablemente a la tre- menda rnortalidad y morbilidad entre los lactantes y ninos de corta edad en todo el mundo (15). Con el microscopio electronic° se pue- den distinguir dos tipos de particulas re- dondas en las heces diarreicas: viriones "linos" o "completos", de doble capside y 70 nm de diametro, y particulas "rugo- sas" o "incompletas", de capside simple y de 60 a 65 nm de diametro. Los rotavirus son muy resistentes a las temperaturas alias, pH acid°, solventes de lfpidos y detergentes no ionicos (16, 17). En el tratamiento tradicional del agua por floculacion, parece ser menos eficaz la ad- sorciOn de ios rotavirus que la de los otros virus entericos. El cioro es relativamente ineficaz como inactivador de los rotavirus, en tanto que el etanol (al 70% o mas) es muy eficaz (18). La replicacion del rotavirus se produce en el citoplasma de la celula infectada (19, 20). Una polimerasa endOgena de ARN sintetiza 8 especies mensajeras de ARN, que se traducen en 10 6 12 polipeptidos, algunos de los cuales sufren modifica- ciones tales como glucosilaciOn, segrnen- taciOn y reducciOn durante o despues del proceso traduccional (21, 22). Todos los organelos citoplasmicos, incluso el ndcleo, quedan destruidos (23). El tejido al que se dirigen es el epitelio velloso del intestino delgado. En los terneros infectados, las celulas cilfndricas en las que se detecta replicaciOn viral por inmunofluorescencia son reernplazadas rapidamente por celulas cuboideas no fluorescentes (10, 24). La biopsia del in- testino delgado del ser humano revela cambios histopatologicos similares, in- cluso el acortamiento y embotamiento del vello, observandose particulas vfricas fa- cilmente reconocibles en las cisternas dis- tendidas del retfculo endoplasmico rugoso (12, 19). La regeneracion del epitelio se inicia entre los 5 y 7 dfas despues del co- mienzo de la diarrea; 10 6 15 dfas despues de la terminacion de la enferrnedad, el as- pecto del vello es casi normal (25, 26). La diarrea resulta de la denudaciOn inhe- rente, la atrofia del vello y la disminuciOn evidente de la capacidad de absorciori de los enterocitos. Sin embargo, en los casos de diarrea causada por rotavirus, la absor- ciOn y la digestiOn no son afectadas al grado que impida la rehidrataciOn oral con soluciones de sal y azdcar. En Costa Rica y Bangladesh, el tratamiento oral dio buenos resultados, en la rehidrataciOn y mantenimiento de ninos con diarrea causada por rotavirus. Tanto la glucosa como la sucrosa fueron eficaces (27, 28). La solucion de azdcar y sal recomendada por la OMS fue eficaz para la rehidrata- ciOn oral de neonatos hasta en los casos que presentaron hipernatremia y acidosis (29). Los rotavirus constituyen un genero se- parado dentro de la familia de los Reoviri- dae, y su genoma consiste en once seg- mentos de ARN de tira doble. De esa manera, los rotavirus se diferencian de los reovirus y los orbivirus, que tienen diez segmentos de ARN de tira doble. Como ei genoma es segmentado, la coinfeccion de un cultivo celular con dos clases de ro- tavirus resultaria en la produccion de un virus con las caracterfsticas genotfpicas y fenotfpicas de los progenitores. Emple- Simhon ROTAVIRUS 297 L; ando ese metodo fue posible "rescatar" rotavirus humanos no cultivables combi- nindolos con un mutante is cultivable de un rotavirus bovino (30). Los estudios de hibridaciOn de rotavirus humanos y ani- males en los que se usa ADN complemen- tario han revelado que, en general, los ro- tavirus humanos y animales presentan un baja orden de correlacion entre sus respec- tivas secuencias, o sea, en la homologfa de los pares de bases. Los investigadores plantean la hipOtesis de que eso esti de acuerdo con el concepto de que los rotavi- rus evolucionaron por medio de cambios acumulativos causados por "desviacidn", "transposicion" y el intercambio de segmentos (31, 32). Mitodos de laboratorio para el estudio de los rotavirus Una de las razones por las que se tar& tanto tiempo en descubrir los rotavirus es que se desarrollan solo en medios de cultivo especialmente fortificados, y no crecen en is mayorfa de los histocultivos utilizados corrientemente. Ese problema se resolvio, en parte, cuando se descubrio que la tripsina refuerza la infeccian por rotavirus y la replicaciOn del virus en el histocultivo (33, 34), al actuar coma me- diador de la ruptura del polipeptido prin- cipal exterior de la cipside, cuyo peso mo- lecular es 88 000, antes de que el rotavirus pierda la envoltura (35, 36). La primera cepa de rotavirus humane) que se cultiva fue la cepa mutante Wa, realizindose pasajes repetidos de cultivo preliminar en lechones a fin de facilitar su desarrollo con tripsina en histocultivos de rinOn de mono primarios y, mas tarde, continuos (37). Poco despite's, en Japan se cultivaron ce- pas humanas de tipo silvestre en histo- cultivos continuos de rifion de mono en presencia de tripsina en tambores rotato- rios (38, 39). Aunque no siempre se logra el crecimiento apropiado, este metodo tec- nologico podria ser muy iitil para corn- prender la epidemiologfa de los rotavirus. Teniendo en cuenta los casos notifica- dos de reinfeccion por rotavirus se infiriO la existencia de varios serotipos de ro- tavirus humanos (40). A menudo, esas reinfecciones fueron denominadas "se- cuenciales", en parte porque se pensaba que los diferentes serotipos asf Ilamados eran la causa. Sin embargo, Inas tarde se note) que las especificidades antigenicas detectadas originalmente par medio de tecnicas como la fijaciOn del comple- mento, la prueba de inmunoabsorciOn en- zimitica (ELISA) y la valoracion de la hemaglutinaciein por inmunoadherencia (IAHA) (11) son distintas de las que indu- cen la apariciOn de anticuerpos neutraliza- dores (41-43). Se empleo la palabra "sub- grupo" para describir las primeras (44), y "serotipo" para las segundas. Ahora se ha Ilegado a un acuerdo en cuanto a la no- menclatura de los serotipos de rotavirus, y se han reconocido por lo menos cuatro serotipos (43). El tipo 1 incluye las cepas similares o identicas a las Birmingham I, NIH Wa y las japonesas K8 y KU; el tipo 2 comprende las Birmingham II, NIH DS- l y las japonesas S2 y KUN; el tipo 3, la Birmingham III, NIH P y las japonesas YO e Ito; y el tipo 4, la cepa 4 de St. Thomas y las japonesas Hosokawa y Hochi. Se han podido obtener cepas de rotavirus del tipo humano 3, en simios, caninos y felinos. Los sintomas leves y la excrecion asintomatica de partfculas en recien naci- dos de Gran Bretana y Australia se han atribuido a la presencia de cepas de los ti- pos 3 y 4 (43). La clasificaciOn de las cepas humanas en subgrupos es una tarea mis sencilla. Se han establecido dos subgrupos humanos. Como ya se ha indicado, eso se puede ha- cer empleando tecnicas como la fijacian del complemento, ELISA y IAHA o me- diante electroforesis del ARN genOmico en gel policrilamfdico (PAGE). Adernis, con la tecnica PAGE, la movilidad rela- 298 BOLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA Abril 1985 tiva de los segmentos de ARN facilita la tipificacion electroforitica de las cepas prevalentes en una comunidad o en un medio especial durante un period° deter- minado (45, 46). PAGE permite identifi- car a primera vista el subgrupo anti- genic°. La pauta de migration "corta" de los segmentos 10 y 11 corresponde al sub- grupo 1, mientras que la pauta "larga" de los segmentos 10 y 11 corresponde al sub- grupo 2 (47). Aunque se ha documentado la mayor prevalencia de las cepas del sub- grupo 2 entre los rotavirus que causan diarrea (11, 43, 48), todavfa no se ha es- tablecido una correlaciem entre el sub- grupo antigenic° y la virulencia. En cuanto a la detection del antigen° y eI anticuerpo del rotavirus, se recomienda el excelente trabajo de Kapikian et al (11). El metodo clasico para determinar la pre- sencia del antigen° de rotavirus en las heces es la microscopfa electronica, que generalmente se usa coma base para corn- parar las demas tecnicas. Sin embargo, para visualizar particulas (con tincion ne- gativa), se necesitan concentraciones de por lo menos 106 particulas por grarno. En los estudios sabre inmunidad en los que se emplea la microscopfa electrOnica, la sen- sibilidad aumenta si se incuban previa- mente los especimenes con suero obtenido de casos convalecientes o hiperinmunes. Sin embargo, la microscopfa electronica lleva rnucho tiempo, requiere Ia interven- cion de tecnicos muy competentes y no es apropiada para el estudio de muchos especimenes. Las tecnicas tradicionales coma la in- munofluorescencia (IF), la fijaciem del complemento, la IAHA y la contrainmu- noelectroforesis han sido reemplazadas en gran medida por el radioinmunoensayo de fase solida (RIA) y ELISA, que actual- mente son los metodos de inmunoensayo mas sensibles y los que se prefieren para el examen de grandes cantidades de especi- menes. ELISA tiene otras ventajas: se puede realizar en cualquier sitio y no es peligrosa porque no se usan radioiseitopos. Por medio de varias tecnicas (microscopfa electronica, fijacion del complement°, in- munofluorescencia indirecta, ELISA, RIA, neutralization de focos fluorescentes y neutralization por reduction de placas) se ha determinado la presencia de anti- cuerpos contra los rotavirus en el suero, la leche humana y las heces. ELISA y RIA son los metodos mas sensibles y mas fa- ciles, y los que se prefieren para compro- bar la presencia de anticuerpos contra una clase especffica de virus o de anticuerpos bloqueadores. Sin embargo, la neutraliza- dem por reduction de placas, metodo re- cientemente desarrollado, permite eva- luar los anticuerpos neutralizadores de determinados serotipos. Eoldemiologio do Ia diarrea por rotavirus La patogenicidad de los rotavirus varia segtin la edad del huesped. En los mami- feros, a exception de los humanos, la sus- ceptibilidad a la diarrea causada por ro- tavirus es mayor en el perfodo neonatal; en los animales privados de calostro, la mortalidad causada por rotavirus puede ser muy elevada (10, 49, 50). En los seres humanos, la frecuencia de la diarrea causada por rotavirus es rnenor en los pri- meros seis meses de vida. Los lactantes y los nifios de 6 a 24 meses suelen contraer una cnfermedad mas grave, caracterizada por una diarrea muy acuosa que se pre- senta stibitamente. Tambien puede haber fiebre, vomitos, deshidrataciOn isotonica y acidosis metabolica compensada (14, 51). Es comtin la infeccidn —general- rnente leve o asintornatica— de los her- manos mayores y los adultos que estan en contacto con los nifios infectados por rota- virus (52, 53). Cabe destacar la infection por rotavirus de los nifios recien nacidos. En grandes hospitales de Gran Bretafia y Australia se Simhon ROTAVIRUS 299 han producido casos de infecciOn durante la primera o segunda semana de vida, ob- servandose casos frecuentes de excretores asintomaticos, o neonatos con sintomas de inked& intestinal leve, fenOmenos que pueden persistir de manera enclimica (54, 55). Se puede afirmar casi con certeza que esa clase de infecciem se contrae en los hos- pitales, y hace poco se han aislado los serotipos 3 y 4, que son menos comunes, en esos neonatos (43). For el contrario, en las unidades de atencion especial de los re- cien nacidos en India, Costa Rica, Italia, Gran Bretafia y Estados Unidos se han notificado brotes de diarrea de gravedad variable (56-60). Las sales para recien na- cidos en los hospitales son ideales para la difusiOn de rotavirus porque: 1) albergan una cantidad siempre renovada de suscep- tibles en los cuales es posible que ciertas funciones inmunes esten reducidas por in- madurez y 2) una vez introducidos, los ro- tavirus son dificiles de erradicar debido a su gran concentration, estabilidad y resis- tencia a los desinfectantes. Es de interes sefialar que las infecciones por rotavirus son poco frecuentes entre los neonatos de los aborigenes australianos y los indfgenas mayas de Guatemala en su media natural (8, 61). A veces, en poblaciones no inmunes, los rotavirus son la causa de grandes epide- mias que afectan a todos los grupos de edad, como ocurri6 en una comunidad de un archipielago aislado del Pacifico (62) y en una aldea indigena aislada del norte de Brasil (63). Adernas, se han notificado brotes esporadicos de diarrea grave cau- sada por rotavirus en adultos y pacientes de geriatria hospitalizados (64, 65). En esos adultos, la gastroenteritis puede ser un signo de disminuciem de la inmunidad. Los rotavirus estan distribuidos en todo el mundo. Su dispersion general se ha camprobado por media de investigaciones seroepidemiologicas. En general, la con- centracion de anticuerpos en el suer° de los neonatos refleja la transferencia de IgG materna a traves de la placenta. Los titu- los disminuyen a los 4 6 6 meses, y des- pues aumentan constantemente como consecuencia de las infecciones sintomati- cas y asintomaticas que se producen du- rante la infancia y la nifiez asi come, en la edad adulta por exposition de los padres a los rotavirus de sus hijos (52). El n6mero de anticuerpos disminuye en las personas de ma's de 40 alias (66). Es probable que los adultos scan reservorios de La infeccion y que los rotavirus circulen en la comunidad sin producir sintomas, quiza produciendo una excretion de antigenos tan pequdia que no sea posible detectarlos. Sin embargo, los principales propagadores del virus son los nifios con diarrea. En los paises industrializados de clima templado, los rotavirus son la causa del 50 al 70 % de los casos pediatricos de diarrea que requieren atenciOn medica. La ma- xima incidencia se produce en el invierno. En general, esos periodos de maxima inci- dencia no coinciden con los de los casos de diarrea causada por bacterias (14, 52, 67). En las zonal templadas, rara vez se detec- tan rotavirus durante los meses de verano. Por el contrario, en los paises en desarro- llo de clima tropical, la frecuencia oscila entre d 40 y el 50% de los casos durante los meses de maxima incidencia, que generalmente son los ma's frios, pero los rotavirus siguen siendo endemicos (entre el 10 y el 20% de los casos) durante el resto del and (5, 68). Es probable que los rotavirus no sean tan frecuentes en los paises en desarrollo donde la causa princi- pal de las enfermedades diarreicas son los agentes bacterianos y parasitarios (7, 8). Se dispone de muy poca informaci6n sobre las tasas reales de prevalencia e inci- dencia de las infecciones por rotavirus. En los paises en desarrollo, los nifios general- mente contraen diarreas (de todas las etiologias) de 2 a 8 veces al afio, corres- pondiendo, en parte, a la intensidad de la vigilancia (8, 69, 70). En los paises desa- 300 BOLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA Abril 1985 rrollados, los nicios por lo general sufren un solo episodio de diarrea al alio (71). Las tasas correspondientes a los rotavirus oscilan entre 0,3 y 0,8 episodios por cada niiio al alio (7, 8, 71). En el cuadro 1 se presentan datos sabre 544 millones de niiios de 0 a 4 alias en 1980. Es probable que las cifras scan menores en Ias regions ma's desarrolladas, como America del Norte, Europa, la Union Sovietica, ja- pan, Australia y Nueva Zelandia. En un estudio reciente de una cohorte de 51 ninos en una zona rural de Costa Rica se observaron tasas mucho menores de incidencia de diarrea causada por ro- tavirus y por otros agentes (72) (cuadro 2). Fue sorprendente descubrir el bajo grado de patogenicidad de las infecciones por rotavirus en la cohorte de Costa Rica donde solo 5 de 39 infecciones (el 12,8%) resultaron en enfermedad diarreica. La combination de la lactancia natural pro- longada y la exposition a una concentra- ciOn menor de agentes infecciosos en un medio rural con buenas practicas de hi- giene podria explicar la baja incidencia y patogenicidad de las infecciones por ro- tavirus en esa cohorte. Mitodos de control y prevention de las enferrnedades diarreicas En condiciones experimentales se ha demostrado que los anticuerpos presentes en los intestinos confieren inmunidad con- tra los rotavirus. En los animales la infection y la diarrea por rotavirus pue- den evitarse mediante la ingestion de pre- parations ricas en anticuerpos contra ro- tavirus (49, 50, 73). La inoculation de ro- tavirus por via parenteral de vacas paridas aun-ientO y prolongo la secretion de anti- cuerpos IgGI en la leche durante un plazo de hasta 28 dias. Aunque esos anticuerpos aplazaron la infecciOn por rotavirus en los CUADRO 1—Prevalencia de diarreas y diarrea por rotavirus en Whoa de 0 a 4 atios de diversas regioness 1980.* Episodios de Ninos de 0 a 4 Episodios diarrea causada Regiones anos de diarrea".` por rotavirus" Mt& desarrolladas 86 86 26 Europa 33 33 10 Union Sovietica 23 23 7 America del Norte japc3n/Australia/ 20 20 6 Nueva Zelandia 10 10 3 Memos desarrolladas 458 916-3664 138-367 Asia meridional 212 424-1696 64-170 Asia oriental/Oceania (a excepriOn de JapOn, Australia y Nueva Zelandia) 106 212-848 32-85 Africa 87 174-696 26-70 America Latina 53 106-424 16-42 Total 544 1002-3750 164-393 Estimada cn millones, Nations Unidas, 1982. 4 Por cada Mho a] ail°, en los parses mas desarrollados se produce on episodio de diarrea y 0,3 de diarrea por rotavirus (ref. 71). Por cada nino al alto. en los paises menos desarrollados se producen de dos a ocho episodios de diarrea y de 0,3 a 0,8 de diarrea por rotavirus (refs. 6, 8, 70). Simhort ROTAVIRUS 301 CUADRO 2—Incidencia de diarreas y de diarrea por rotavirus en diversos ecosistemas.• Proporci6n Patogenicidad Todas las Diarrea por de diarrea por de las Localidad diarreas rotavirus rotavirus (%) rotavirus (%) Cauque, Guatemala, 1964-1969 N - 132,5'' Winnipeg, Canada, 1976-1979 N = 139 Metlab, Bangladesh, 1978-1979 N - 120 Puriscal, Costa Rica, 1981-1984 N = 70,7 1050 (7,9)' 109 (0,8) 10,4 65,7d 165 (1,2) 40 (0,3) 24,2 80,0 727 (6,1) 34 (0,3) 1,7 44 (0,6) 5 (0,1) 11,4 12,8 Adaptado de las referencias 7, 8 y 71, Nino anus observados, ' Mutter° de episodios (tasa de incidencia por nitio-ado). Proporcitin de diarreas pot rotavirus en relacinn con las infecciones por rotavirus (sintomiticas y asintomiticas) x 100 Inn se incluyen Ins datos). terneros lactantes, no evitaron la enferme- dad (74). SegOn los investigadores, la fuerte dosis inoculada supere) el efecto pro- tector de la leche. El mismo grupo llevO a cabo un experimento similar con ovejas y sus crias como modelos de rumiantes. Esa vez, la dosis de virus inoculada fue 4 log menor, y protegio a los corderos (75). Hace poco se evitO la diarrea causada por rotavirus en los neonatos hospitalizados que permanecian en una unidad de atenciOn especial para recien nacidos por medio de la administracion oral de IgG (76). Actualmente se considera la posibilidad de inmunizar a mujeres gestantes por via oral o parenteral para reforzar los titulos de anticuerpos en la leche y evitar las in- fecciones y la diarrea causadas por ro- tavirus en lactantes, especialmente en los paises en desarrollo. En Gran Bretafia se notifico el caso de una madre lactante en cuya leche no se detectaron anticuerpos. El nifio contrajo diarrea causada por ro- tavirus a las 43 semanas, pero 9 dias despues del episodio, se observe) un aumento considerable de La IgA especifica contra rotavirus en la leche de la madre e IgG especifica en el suero (77). Es preciso determinar la edad optima para la administraciein de una vacuna contra los rotavirus. Se ha propuesto la vacunaciOn durante las primeras semanas de vida. Existen indicios no confirmados de que los nirios que contraen infecciones por rotavirus durante el period() neonatal tienen menos posibilidades de contraer enfermedades diarreicas en caso de rein- fecciones ulteriores (78). La estrategia de la vacunaciOn neonatal es prometedora, a juzgar por los estudios realizados con terneros vacunados in uiero con una cepa 302 BOLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA Abril 1985 bovina y luego inoculados al nacer con un rotavirus humano. La protecciOn fue mayor en los terneros vacunados que en el grupo testigo (79). Sin embargo, antes de recomendar la vacunacion neonatal hay que tener en cuenta otros factores como el desarrollo y la persistencia de la respuesta inmunitaria y el efecto de la lactancia natural. Es necesario encontrar una cepa ade- cuada para la vacuna. Todavia no es posi- ble cultivar en altos titulos los rotavirus humanos, y la replicaciOn eficaz en los his- tocultivos se logra solo despues del pasaje repetido de especimenes fecales con un gran ntimero de partfculas. Se necesita un nuevo adelanto en el metodo de cultivo de rotavirus humanos a fin de desarrollar ce- pas atenuadas para que las compafilas productoras de vacunas puedan disponer de grandes cantidades de virus atenuados, necesarias para las campahas de vacuna- cion en masa que se han propuesto. Es po- sible evitar esos problemas usando un ro- tavirus heterologo que proporcione una protecciOn cruzada contra la infecciOn por rotavirus humano. En Finlandia hace poco se realizaron pruebas de la inmuno- genicidad e inocuidad de la vacuna oral de la cepa RIT 4237 de rotavirus bovino vivo en 20 adultos y 20 nifios (80). Una dosis produjo seroconversiOn homOloga en el 70% de los casos seronegativos y res- puesta de refuerzo en el 25% de los nifios seropositivos. En el suero de 3 nifios se comprob6 la presencia de anticuerpos neutralizadores heter6logos del rotavirus humano. Los resultados de esta primera prueba de la vacuna son alentadores, ya que se comprob6 la inmunogenicidad de la cepa bovina administrada por via oral y la ausencia de reacciones intestinales o funcionales. Es preciso investigar nuevos metodos de vacunacion. Hace poco se really!) el clonaje molecular de genes de rotavirus (81, 82). Es posible que dentro de poco tiempo se logre el clonaje de genes o se- cuencias que codifiquen para polipeptidos que, a su vez, induzcan is aparicion de anticuerpos neutralizadores. Tambien es posible que con la tecnologia de recom- binacion del ADN se obtenga un toxoide colerico/LT/ST que pueda combinarse con una vacuna preparada con una sub- unidad de rotavirus, administrada oral- mente. Si esa vacuna no produce una con- centraciOn satisfactoria de anticuerpos en los intestinos, se podrian producir cepas con modificaciones geneticas que no tengan las secuencias causantes de la viru- lencia. Sin embargo, hay que destacar tambien la importancia molecular y epi- demiologica de los "pararotavirus" des- cubiertos recientemente (83, 84). Conclusiones La incidencia de la diarrea causada por rotavirus es mayor en los paises en desa- rrollo, y es en esos paises donde mas se ne- cesita una vacuna contra los rotavirus. Debe hacerse hincapie en la experiencia adquirida con la administracion de las va- cunas antipoliomielitica y antisaram- pionosa de virus vivo atenuado. Es evi- dente que, en los paises desarrollados, esas vacunas son muy eficaces para to pre- vencion de las enfermedades siempre que se cumplan los esquemas de vacunacion y se logre una amplia cobertura de la pobla- clan expuesta. Sin embargo, en algunos paises existen "brechas inmunitarias", debidas en gran medida a los problemas administrativos que acompafian las cam- pafias de vacunacion en gran escala y a otros problemas logisticos como el man- tenimiento de la cadena de frit). No obs- tante, los paises en desarrollo deben esfor- zarse por reducir todas las formas de diarrea de origen infeccioso. Eso se puede lograr con un enfoque integral, o sea, con medidas Itigicas cuya finalidad sea: 1) la prestacion de servicios de atencion prima- ria de salud a todos los sectores de la Simhon ROTAVIRUS 303 poblacion, especialmente los pobres y los necesitados; 2) prestaciOn de servicios de abastecimiento de aqua potable y evacua- tion de desechos y excretas; y 3) la trans- ferencia de tecnologias educativas y de cuidado maternoinfantil, como el fomento de la lactancia natural, la rehidratacion oral en el hogar, etc. Los programas de sa- lud, education y bienestar son de funda- mental importancia y deben constituir prioridades para esos paises. Resumen Los rotavirus son una de las causas principales de morbilidad y mortalidad por diarrea entre lactantes y niflos de corta edad en todas partes del mundo, es- pecialmente en los paises menos desarro- ilados. Esos microorganismos se replican en el epitelio velloso del intestino delgado ocasionando diarrea por denudation, atrofia del vello y disminuciOn de la capa- cidad de absorcion de los enterocitos. Constituyen un genero separado dentro de la familia de los Reoviridae y se tree que su evoluciOn es consecuencia de cam- bios acumulativos provocados por desvia- ciOn, transposiciOn e intercambio de seg- mentos del ARN. Su descubrimiento fue tardfo debido a sus exigencias en cuanto al medio y sistemas de cultivo, lo cual difi- cultO tambien su desarrollo en condiciones experimentales. La utilization de tripsina coma mediador de la ruptura del polipep- tido exterior de la capside facilito el cultivo de cepas humanas mediante pasajes pre- liminares en lechones y, subsecuente- mente, histocultivos continuos en riiion de mono. Este metotio permitiO cultivar ce- pas humanas de tipo silvestre. Las cepas humanas de rotavirus se han clasificado en cuatro serotipos y dos subgrupos con la ayuda de tecnicas como la fijacion del complement°, la hemaglutinacion por in- munoadherencia y la inmunoabsorciOn enzimatica (ELISA). La electroforesis en gel policrilamfdico ademas posibilita la ti- pificacion de cepas prevalentes en una co- munidad o medio especial durante tin period° determinado, permitiendo la identificaciOn a primera vista del sub- grupo antigenic° por la pauta de migra- tion de los segmentos de ARN. Entre los metodos de inmunoensayo para la detection del antigen° y anticuerpo del ro- tavirus, actualmente se prefieren el ELISA y el radioinmunoensayo de fase solida (RIA), que son sensibles y faciles. Recientemente, el nuevo procedimiento de neutralization por reduction de placas ha simplificado la evaluaciOn de los anti- cuerpos neutralizadores de determinados serotipos. Los principales propagadores del virus son los nifios con diarrea, que frecuente- mente transmiten una infection leve o asintomatica a sus contactos. Aunque la susceptibilidad del hombre, a diferencia de los otros marnfferos, es menor en los primeros seis meses de vida, en grandes hospitales se han observado casos fre- cuentes de neonatos con infection asinto- matica, en tanto que en algunos paises se han notificado brotes de diarrea grave. Las salas de hospital son ideales para la dispersion del virus, por la reducida in- munidad de los recien nacidos y la alta concentration, estabilidad y resistencia del virus. En pobiaciones no inmunes, este ha sido la causa de grandes epidemias en todos los grupos de edad y se han notifi- cado brotes esporadicos entre adultos y ancianos hospitalizados. Sin embargo, hay poca informaciOn sobre las verda- deras tasas de prevalencia e incidencia de las infecciones por rotavirus. La maxima incidencia se produce en los meses mas frios tanto en los climas templados como en los tropicales. Las infecciones son menos frecuentes o de menor patogenici- dad en medios rurales higienicos donde la lactancia natural es prolongada. Como re- sultado de experimentos en animates, ac- tualmente se contempla la inmunizacion 304 1101.ET1N DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA Abril 1985 de mujeres gestantes para reforzar los titu- los de anticuerpos en la leche. Las posibili- dades de vacunaciem empiezan a perfi- larse como prometedoras, pero quedan varios problemas pertinentes que re- solver. Hace falta determinar la edad op- tima para la vacunaciOn y todavia no se ha encontrado la cepa adecuada para la va- cuna ni un metodo que produzca cepas humanas en cantidades suficientes para vacunaciem en masa. En Finlandia se ha empezado a estudiar la preparacion de una vacuna oral a base de un rotavirus he- tereilogo bovino, que ha dado resultados alentadores. El clonaje molecular reciente de genes de rotavirus es otra posibilidad para la production de una cepa adecuada para la vacuna, que es una creciente nece- sidad, especialmente para los paises en de- sarrollo. n REFERENCIAS 1. Gordon, I. The nonamebic nonbacillary diar- rheal disorders. Am,/ Trop Med Hyg 4:739-755, 1955. 2. Ramos-Alvarez, M. Cytopathogenic enteric viruses associated with undifferentiated diar- rheal syndrome in early childhood. Ann NY Acad Sci 67:326-331, 1956. 3. Kjellen, L., Zetterberg, A. y Svedmyr, A. An epidemic among Swedish children caused by adenovirus type 3. Acta Paediair 46:561-568, 1957. 4. Stoll, B. J., Glass, R. I., Huq, M. I., Khan, M. U., Holt, J. E. y Banu, H. Surveillance of patients attending a diarrhea! disease hospital in Bangladesh. Br Med J 285:1185-1188, 1982. 5. Mata, L., Simhon, A., Padilla, R., Gamboa, M. M., Vargas, G., Hernandez, F., Mobs, E. y Lizano, C. 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They constitute a separate genus in the family of the Reoviridae, and are believed to have evolved through cumulative "drift" and "shift" changes as well as exchange of seg- ments of the RNA. They were discovered late because of their requirements of culture sys- tems and media, which also made it difficult to develop them in experimental conditions. The use of trypsin to mediate the rupture of the outer capsid polypeptide facilitated the culture of human strains by prior passage through pig- lets and subsequently by continuous histocul- ture in monkey kidney. This procedure yielded sylvatic human strains. The human strains of rotavirus have been classified in four serotypes and two subgroups by such tech- niques as complement fixation, immune ad- herence hemagglutination, and enzyme- linked immunosorbent assay (ELISA). Electrophoresis in polyacrylamide gel also per- mits the typing of strains prevalent in a com- munity or particular environment over a given period of time, and affords immediate identifi- cation of the antigenic subgroup by the pattern of RNA segment migration. The immunoas- say methods currently preferred for detection of the rotavirus antigen and antibody are ELISA and the solid-phase radio-immunoas- say (RIA) procedures, which are sensitive and straightforward. The evaluation of neutraliz- ing antibodies in certain serotypes has recently been simplified by the new neutralization pro- cedure by plaque reduction. The principal propagators of the virus are children with diarrhea, who frequently trans- mit a mild or asymptomatic infection to their contacts. Although human susceptibility, un- like that of other mammals, is lower in the first six months of life, neonates with asymptomatic infection have been frequently seen in large hospitals, and in some countries severe diar- rhea outbreaks have been reported. Hospital wards are ideal environments for the spread of the virus because of the low immunity of new- borns and the high concentration, stability and resistance of the virus. In nonimmune popula- tions this has been the cause of major epidem- ics in all age groups, and sporadic outbreaks have been reported among hospitalized adults L. and old people. However, there is little infor- mation on true rates of prevalence and inci- dence of rotavirus infections. Incidences peak in the colder months both in temperate and tropical climates. Infections are less frequent or less pathogenic in hygienic rural areas where breast-feeding is protracted. As a result of experiments in animals, the immunization of expectant mothers is currently under con- sideration to raise the antibody titer in their milk. The possibilities for vaccination are be- ginning to show promise, but several impor- tant problems remain. The optimal vaccinat- ing age has to be determined and there has been as yet no success in discovering the right vaccine strain or a method for the production of human strain in quantities sufficient for mass vaccinations. In Finland studies have be- gun on the preparation of an oral vaccine based on a heterologous bovine rotavirus, which has given encouraging results. Recent molecular cloning of rotavirus genes is another possibility for the production of a suitable vac- cine strain, which is a growing need particu- larly for developing countries. Virologia dos rotavirus e epidemiologla da diarreia por rotavirus (Resumo) Os rotavirus sat) uma das principais causas de morbidade e mortalidade por diarreia entre lactantes c criancas pequenas em todas as partes do mundo, especialmente nos paises menos desenvolvidos. Esses microrganismos se reproduzem no epitello veloso do intestino delgado ocasionando diarreia por denudaeao, atrofia do vela e diminuicao da capacidade de absorcao dos enterocitos. Constituem urn genera separado dentro da familia dos Reovi- ridae e acredita-se que ma evolucao é consequencia de mudancas acumulativas pro- vocadas por desvio, transposicao e interc'am- bio de segmentos de ARN. Seu descrobimento Sirnison ROTAVIRUS 309 foi tardio devido a suas exigencias quanto ao meio e aos sistemas de cultura, o que tambem dificultou seu desenvolvimento em condicOes experimentais. A utilizacao de tripsina como mediador da ruptura do polipeptido exterior da capside facilitou a cultura de cepas hu- manas mediante testes preliminares em leitoes histoculturas subseqiientes continuas em rins de macaco. Esse metodo permitiu cultivar ce- pas humanas de tipo silvestre. As cepas hu- manas de rotavirus foram classificadas em quatro serotipos e dois subgrupos corn a ajuda de tecnicas como a fixacao do complemento, hemaglutinagio por imuno-aderencia e imu- no-absorcao enzimatica (ELISA). A electro- forese em gel policrilamidico possibilita a tipi- ficacao de cepas prevalecentes numa cornuni- dade ou meio especial durante um period° de- terminado, perrnitindo a identificacao a pri- meira vista do subgrupo antigeno pelo padrao de migracao dos segmentos de ARN. Entre os metodos de imunoteste para deteccao do antfgeno e anticorpo do rotavirus, atualmente prefere-se o ELISA e o radioimunoensaio de fase solida (RIA), que sao sensiveis e faceis. Recentemente, o novo procedimento de neu- tralizacao por reducao de placas simplificou a avaliacao dos anticorpos neutralizadores de determinados serotipos. Os principais propagadores do virus sao as criancas corn diarreia, que frequentemcntc transmitem uma infeccao leve o assintomatica a seus contatos. Embora a suscetibilidade do homem, ao contrario dos outros mamiferos, seja menor nos primeiros seis meses de vida, em grandes hospitals observarem-se casos freqiientes de recem-nascidos corn infeccao as- sintomatica, e em alguns paises notificaram-se surtos de diarreia grave. As salas de hospital sao ideals para a dispersao do virus, pela redu- zida imunidade dos recem-nascidos e alta con- centracao, estabilidade a resistencia do virus. Em populaceies nao imunes, tern lido a causa de grandes epidemias em todos os grupos de idade e notificaram-se surtos esporadicos entre adultos e anciaos hospitalizados. Todavia, ha poucas informacaes sobre as verdadeiras taxas de prevalencia e incidencia das infeccoes por rotavirus. A maxima incidencia ocorre nos meses mais frios canto nos climas temperados como nos tropicais. As infeegoes sao menos frequentes ou de menor patogenicidade em meios rurais higienicos onde a lactancia natu- ral e mais prolongada. Como resultado de ex- perimentos em animais, atualmente consi- dera-se a imunizacao de gestantes para reforcar os titulos de anticorpos no kite. As possihilidades de vacinacao comecam a parg, cer promissoras, mas falta resolver varios pro- blemas pertinentes. Falta determinar a idade otima para a vacinagao e ainda nao se encon- trou a cepa adequada para a vacina nem urn metodo que produza cepas humanas em quan- tidade suficiente para vacinacao em massa. Na Einlandia comecou-se a estudar a preparacio de uma vacina oral a base de um rotavirus bovino, corn resultados alentadores. A clona- gem molecular recente de genes de rotavirus é outra possibilidade para a producao de uma cepa adequada para a vacina, que a uma cres- cente necessidade, especialmente para os paises em desenvolvimento. VIrologle des rotavirus et epidemlologle de la diarrhea causes par rotavirus (Résumé) Les rotavirus sont l'une des causes princi- pales de la morbidite et de la mortalite par diarrhee chez les enfants a la mamelle et les en- fants en bas age dans toutes les parties du monde, et en particulier dans les pays en deve- loppement. Ces micro-organismes se multi- plient dans l'epithelium velu de l'intestin grele, causant Ia diarrhee en denudant et en atrophiant le duvet et en diminuant la capacite d'absorption des enterocytes. Its constituent un genre distinct dans la farnille des Reoviri- dae et l'on pense que leur evolution est Ia consequence de changements curnules provo- ques par deviation, transposition et echange de segments de 1'ARN. Leur decouverte a ete tardive en raison des exigences du milieu et des systemes de culture, qui a rendu diffidie leur developpement en condition experimen- tale. L'utilisation de tripsine comme me- diateur de Ia rupture du polypeptide exterieur 310 BOLETIN DE LA OFICINA SANITARIA PANAMERICANA Abrit 1985 de la capside a facilite la culture de souches hu- maines en passant par des essais preliminaires stir les cochons de lait, et subsiquemment par des histocultures continues sur rein de singe. Cette methode a permis de cultiver des souches humaines de type sylvestre. Lea souches humaines de rotavirus ont ete classies en quatre serotypes et en deux sous-groupes avec l'aide de techniques telles que la fixation du compliment, rhemaglutination par im- muno-adherence et l'immuno-absorption en- zymatique (ELISA). L'electrophorese sur gel polycrilamidique permet en outre de definir les souches presentes dans tine comniunaute ou dans un milieu particulier pendant une pe- node determine, ce qui facilite l'identifica- don a premiere vue du sous-groupe antige- nique par la regle de migration des segments d'ARN. Parini les methodes d'immuno-essai par la detection de rantigene et de l'anticorps du rotavirus, on prefere actuellement 1'ELISA et, le radio-immuno-essai de la phase solide (RIA), qui sont sensibles et faciles. Recem- ment, le nouveau procede de neutralisation par reduction des plaques a simplifie revalua- tion des anticorps neutralisateurs de certains serotypes. Les principaux propagateurs du virus sont les enfants atteints de diarrhee, qui transmet- tent souvent une infection peu grave et asymp- tomatique a leur contacts. Bien que la suscep- tibilite de l'etre humain, a la difference des autres mammiferes, soit moins forte dans les six premiers mois de son existence, dans de grands hapitaux, on a observe des cas fre- quents de nouveau-nes atteints d'infection asymptomatique, au point que dans certains pays, on a signale des cas de cliarrhee grave. Les salles d'hopital sont un endroit ideal pour la propagation du virus, du fait de rinsmunite recluite des nouveau-nes et de la forte concen- tration, stabilite et resistance du virus. Chez les populations non immunistes, cela a ete la cause de graves epidemies dans tous les groupes d'age, et l'on a signale des irruptions sporadiques chez les adultes et les vieillards hospitalises. Toutefois, on dispose de peu d'informations sur les taux veritable! de pre- valence et d'incidence des infections par ro- tavirus. L'incidcnce La plus forte se produit dana les mois les plus froida, tant dans les cli- mats temperes que dans les regions tropicales. Les infections sont moins frequentes ou moins pathogenes en milieux ruraux hygieniques oit l'allaitement nature! at prolonge. A la suite d'experiences sur des animaux, on envisage actuellement d'immuniser lea femmes en- ceintes pour renforcer les titres d'anticorps dans le lait. Les possibilites de vaccination commencent a s'annoncer prometteuses, mail it reste plusieurs problemes a resoudre. II faut encore determiner rage optimal pour la vacci- nation et l'on n'a pas encore trouve la souche adequate A cet effet, ni une methode de pro- duction de souches humaines en quantites suf- fisants pour des vaccinations de masse. En Finlande, on a commence a etudier la prepara- tion-14un vaccin oral I base d'un rotavirus heterologue bovin, qui a donne des resultats encourageants. Le clonage moleculaire recent de genes de rotavirus est tine autre possibilite pour la production d'une souche appmpriee pour le vaccin, qui se fait de plus en plus neces- saire, surtout dans les pays en developpement. e , Impreso en la Ofkina de Publicaciones de la Universidad de Costa Rica