Japońskie zapalenie mózgu
Etiologia i przyczyny
Japońskie zapalenie mózgu (JEV) to wirusowa choroba neuroinfekcyjna wywoływana przez jednoniciowy RNA wirus z rodziny Flaviviridae, przenoszona głównie przez komary z rodzaju Culex, zwłaszcza Culex tritaeniorhynchus. Wirus utrzymuje się w cyklu zoonotycznym między komarami a gospodarzami amplifikującymi, takimi jak świnie i ptaki wodne, natomiast ludzie są gospodarzami przypadkowymi, nieprzekazującymi wirusa dalej. Patogeneza obejmuje lokalną replikację wirusa po ukąszeniu, przejściową wiremię oraz inwazję ośrodkowego układu nerwowego, gdzie wirus atakuje głównie wzgórze, jądra podstawy, śródmózgowie, móżdżek i rogi przednie rdzenia kręgowego, co odpowiada klinicznym objawom neurologicznym. Występuje pięć genotypów wirusa, z dominującym genotypem I w Azji oraz rzadziej genotypem IV, który wywołał niedawne epidemie w Australii. Rocznie notuje się około 30 000-50 000 przypadków klinicznych, z 10 000-15 000 zgonów i śmiertelnością sięgającą 30% u chorych, a 30-50% pacjentów doświadcza trwałych następstw neurologicznych lub psychiatrycznych.
Etiologia japońskiego zapalenia mózgu
Japońskie zapalenie mózgu jest chorobą zakaźną wywoływaną przez wirus japońskiego zapalenia mózgu (JEV, ang. Japanese encephalitis virus), który należy do rodziny Flaviviridae, rodzaju Flavivirus.123 Jest to jednoniciowy wirus RNA blisko spokrewniony z wirusami Zachodniego Nilu, dengi, żółtej gorączki oraz zapalenia mózgu St. Louis.45 JEV jest główną przyczyną wirusowego zapalenia mózgu w wielu krajach Azji, z szacowaną liczbą 100 000 przypadków klinicznych rocznie.67
Pierwsze kliniczne doniesienia o japońskim zapaleniu mózgu pochodzą z 1870 roku, jednak wirus prawdopodobnie wyewoluował już w połowie XVI wieku.8 Choroba została po raz pierwszy zidentyfikowana w Japonii w 1935 roku, a wirus został wyizolowany z ludzkiego mózgu w Tokio.910
Charakterystyka wirusa
Wirus japońskiego zapalenia mózgu posiada otoczkę lipidowo-białkową otaczającą nukleokapsyd/” title=”nukleokapsyd” class=”to-tag” data-termid=”32879″>nukleokapsyd składający się z białka rdzeniowego i jednoniciowego RNA o długości około 11 kb.1112 Genom zawiera pojedynczą otwartą ramkę odczytu kodującą poliproteinę, która jest następnie rozcinana na trzy białka strukturalne (C, prM, E) i siedem białek niestrukturalnych (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B, NS5).13
Białko otoczki (E) ułatwia wnikanie wirusa do komórki gospodarza.14 Obecnie wyróżnia się pięć genotypów wirusa JEV (I-V), które należą do tego samego serotypu i mają podobną zjadliwość.15 Genotyp I jest obecnie dominującym genotypem w Azji i związany jest z większością przypadków zachorowań u ludzi.16 Niedawny wybuch epidemii w Australii został zidentyfikowany jako genotyp IV, wcześniej rzadko występujący wariant, który wykryto w Chinach, Indonezji, Malezji i Papui Nowej Gwinei.17
Drogi transmisji wirusa
Japońskie zapalenie mózgu jest chorobą przenoszoną przez komary, głównie z gatunku Culex tritaeniorhynchus oraz innych gatunków z rodzaju Culex.181920 Najważniejszymi wektorami są: Culex annulus, Culex fuscocephalus, kompleks Culex vishnui, Culex gelidus (w tropikach) oraz Culex tritaeniorhynchus (główny wektor epidemii).21
Wirus utrzymuje się w przyrodzie w cyklu zoonotycznym między komarami a zwierzętami kręgowymi, głównie świniami i ptakami wodnymi (takimi jak czaple i egretty).222324 Wirus krąży między tymi gospodarzami, a następnie może zostać przeniesiony na ludzi przez ukąszenie zakażonego komara.25
Rola gospodarzy w cyklu transmisji
W transmisji wirusa można wyróżnić różne typy gospodarzy:
- Gospodarze amplifikujący (wzmacniający) – świnie i ptaki wodne, które po zakażeniu rozwijają wysoką wiremię, umożliwiającą dalsze zakażanie komarów. Odgrywają kluczową rolę w cyklu transmisji wirusa.2627
- Gospodarze naturalni – dziko żyjące ptaki wodne (czaple i egretty) stanowią naturalne rezerwuary wirusa, przyczyniając się do jego rozprzestrzeniania na rozległych obszarach geograficznych.28
- Gospodarze przypadkowi/ślepi (dead-end hosts) – ludzie i niektóre inne zwierzęta, np. konie, które nie rozwijają wystarczająco wysokiego poziomu wiremii, aby zakażać komary, a tym samym nie odgrywają dalszej roli w transmisji wirusa.2930
Ludzie nie mogą przekazywać wirusa innym ludziom. Nie jest możliwe również zakażenie przez kontakt z chorą osobą, spożywanie mięsa zakażonych zwierząt ani bezpośredni kontakt ze zwierzętami.333435 Istnieją jednak pewne obawy, że bliski kontakt z zakażonymi świniami może prowadzić do transmisji wirusa bez udziału wektora, ale jest to zjawisko rzadkie.3637
Warunki sprzyjające transmisji
Transmisja wirusa jest silnie związana z warunkami środowiskowymi. Komary przenoszące JEV rozwijają się głównie w obszarach:
- Zalanych pól ryżowych3839
- Terenów rolniczych i wiejskich40
- Zbiorników wody stojącej41
- Kanałów irygacyjnych42
- Terenów zalewowych43
W większości obszarów o klimacie umiarkowanym Azji JEV jest przenoszony głównie w ciepłym sezonie, kiedy mogą wystąpić duże epidemie.45 Pora monsunowa, z deszczami i powodziami, znacznie zwiększa miejsca lęgowe komarów, potęgując ryzyko transmisji.46 Komary kąsają głównie o zmierzchu lub tuż po zachodzie słońca.4748
Rozwój rolnictwa, intensywna uprawa ryżu i zwiększone stosowanie nawozów azotowych są prawdopodobnymi przyczynami rozprzestrzeniania się JEV na nowe obszary.4950 Zmiany środowiskowe związane ze zmianami klimatycznymi również wpływają na zmianę dystrybucji JEV i wydają się ważnym czynnikiem warunkującym epidemiologię tej choroby.51
Patogeneza japońskiego zapalenia mózgu
Po ukąszeniu przez zakażonego komara, wirus japońskiego zapalenia mózgu przechodzi złożony proces patogenetyczny, który może prowadzić do ciężkiego zapalenia mózgu:
- Wniknięcie i replikacja lokalna – wirus wnika przez skórę w miejscu ukąszenia komara i namnaża się lokalnie w tkankach oraz regionalnych węzłach chłonnych.5253
- Wiremia przejściowa – po fazie replikacji lokalnej wirus przedostaje się do krwiobiegu, powodując przejściową wiremię.54
- Inwazja ośrodkowego układu nerwowego – wirus przekracza barierę krew-mózg i atakuje ośrodkowy układ nerwowy drogą krwiopochodną.5556
- Replikacja w neuronach – w neuronach wirus replikuje się i dojrzewa w neuronalnym systemie wydzielniczym, głównie w szorstkim retikulum endoplazmatycznym i aparacie Golgiego, ostatecznie niszcząc te struktury.57
Infekcja neuronów przez wirus japońskiego zapalenia mózgu prowadzi do odpowiedzi zapalnej charakteryzującej się naciekaniem komórek zapalnych w miąższ mózgu, tworzeniem mankietów okołonaczyniowych i fagocytozą zakażonych komórek.58 Zmiany patologiczne w mózgu pacjentów z ostrym japońskim zapaleniem mózgu charakteryzują się guzkami glejakowymi i ograniczonymi ogniskami martwiczymi.59
Predyspozycja anatomiczna
Wirus wykazuje szczególne powinowactwo do określonych struktur mózgu. Najbardziej dotknięte są wzgórze, jądra podstawy, śródmózgowie, móżdżek i rogi przednie rdzenia kręgowego, co odpowiada anatomicznym korelatom drżenia, dystonii i porażenia wiotkiego charakteryzujących tę chorobę.60 W rzadkich przypadkach wirus japońskiego zapalenia mózgu może również powodować zapalenie rdzenia kręgowego.61
Odpowiedź immunologiczna
W japońskim zapaleniu mózgu ważną rolę odgrywa zarówno odporność humoralna, jak i komórkowa:
- Odpowiedź humoralna – została dobrze scharakteryzowana i odgrywa kluczową rolę w zwalczaniu zakażenia.62
- Odpowiedź komórkowa – przyczynia się do zapobiegania chorobie w modelach zwierzęcych japońskiego zapalenia mózgu poprzez ograniczenie replikacji wirusa, zanim zaatakuje on ośrodkowy układ nerwowy.63
Obserwacje sugerują, że zwiększona aktywacja mikrogleju po zakażeniu wirusem japońskiego zapalenia mózgu wpływa na wynik choroby.64 Ponadto, polimorfizm genu TLR3 może wpływać na genetyczną podatność gospodarza na japońskie zapalenie mózgu w populacjach indyjskich.65
Czynniki ryzyka i epidemiologia
Japońskie zapalenie mózgu stanowi poważny problem zdrowia publicznego w wielu krajach Azji i obszaru zachodniego Pacyfiku.66 Jest endemiczne w 24 krajach Azji Południowo-Wschodniej i zachodniego Pacyfiku, narażając ponad 3 miliardy ludzi na ryzyko zakażenia.67
Główne czynniki ryzyka
Główne czynniki zwiększające ryzyko zakażenia JEV to:
- Przebywanie na obszarach wiejskich i rolniczych, szczególnie w pobliżu pól ryżowych6869
- Aktywność na zewnątrz, zwłaszcza o zmierzchu i w nocy70
- Podróżowanie do obszarów endemicznych w sezonie transmisji71
- Bliskość świń i ptaków wodnych, które są rezerwuarami wirusa7273
- Pora roku – zwiększone ryzyko w sezonie letnim i monsunowym7475
Osoby pracujące lub mieszkające w pobliżu hodowli świń są szczególnie narażone ze względu na amplifikującą rolę tych zwierząt w cyklu transmisji wirusa.76 Japońskie zapalenie mózgu dotyka głównie dzieci w obszarach endemicznych, gdzie dorośli często nabywają odporność poprzez szczepienia lub naturalne zakażenie.7778
Rozkład geograficzny
JEV występuje głównie w:
- Azji Wschodniej (Japonia, Korea, Chiny, Tajwan)79
- Azji Południowej (Indie, Nepal, Bangladesz)8081
- Azji Południowo-Wschodniej (Tajlandia, Wietnam, Filipiny, Malezja, Indonezja)8283
- Wyspach zachodniego Pacyfiku84
W ostatnich latach wirus przekroczył swoje tradycyjne granice i rozprzestrzenił się do wschodniej Indonezji, Papui Nowej Gwinei, północnej Australii i Cieśniny Torresa.85 W 2022 roku wirus JEV został po raz pierwszy wykryty w świniach, ludziach i komarach w Australii, co spowodowało ogłoszenie ogniska o znaczeniu krajowym.8687
Epidemiologia choroby
Japońskie zapalenie mózgu jest jedną z najważniejszych przyczyn wirusowego zapalenia mózgu na świecie:88
- Rocznie notuje się około 30 000 – 50 000 przypadków klinicznych8990
- Oszacowana liczba zgonów wynosi 10 000 – 15 000 rocznie9192
- Współczynnik śmiertelności może sięgać 30% wśród osób z objawami choroby9394
- Trwałe następstwa neurologiczne lub psychiatryczne mogą wystąpić u 30-50% pacjentów9596
Warto podkreślić, że większość zakażeń JEV przebiega bezobjawowo. Tylko około 1% zakażonych osób rozwija objawy kliniczne, ale szacunki dotyczące odsetka przypadków objawowych znacznie się różnią – od 1 na 25 do 1 na 1000 zakażonych.9798 W populacjach nieendemicznych odsetek ten może być wyższy.99
Podsumowanie etiologii
Japońskie zapalenie mózgu jest chorobą wirusową wywoływaną przez wirus z rodziny Flaviviridae, przenoszony głównie przez komary z rodzaju Culex. Wirus utrzymuje się w cyklu transmisji między komarami a zwierzętami (głównie świniami i ptakami wodnymi), a ludzie są przypadkowymi gospodarzami, którzy nie odgrywają dalszej roli w transmisji. Zrozumienie złożonego cyklu transmisji, patogenezy i czynników ryzyka jest kluczowe dla skutecznej profilaktyki, w tym szczepień, które stanowią najskuteczniejszą strategię zapobiegania tej potencjalnie śmiertelnej chorobie.100101
Zmiany klimatyczne i zmiany w praktykach rolniczych wpływają na epidemiologię JEV, prowadząc do jego rozprzestrzeniania się na nowe obszary geograficzne. Monitoring epidemiologiczny, programy szczepień i kontrola wektorów pozostają najważniejszymi narzędziami w zapobieganiu i kontroli japońskiego zapalenia mózgu.102103
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.