ไวรัสแอสโทร (Astrovirus) สาเหตุของโรคทางเดินอาหารในมนุษย์และสัตว์

ไวรัสแอสโทร (Astrovirus) หรือไวรัสในวงศ์ Astroviridae เป็นกลุ่มของไวรัสที่ถูกค้นพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 1975 ผ่านการใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน หลังจากเกิดการระบาดของอาการท้องร่วงในมนุษย์ ไวรัสชนิดนี้มีความโดดเด่นที่รูปร่างลักษณะพื้นผิวที่ดูคล้ายดาวห้าแฉกหรือหกแฉก ซึ่งเป็นที่มาของชื่อ "Astrovirus" (มาจากคำว่า astron ในภาษากรีกที่แปลว่า ดาว)

การก่อโรคและผลกระทบ

ในมนุษย์ ไวรัสแอสโทรเป็นสาเหตุสำคัญของการเกิดโรคทางเดินอาหารอักเสบ (Gastroenteritis) โดยเฉพาะในเด็กเล็กทั่วโลก อาการหลักคือการท้องร่วงและอาเจียน อย่างไรก็ตาม ในบางกรณีอาจพบการติดเชื้อที่ส่งผลต่อระบบประสาทจนเกิดภาวะสมองอักเสบ (Encephalitis) ได้

นอกจากมนุษย์แล้ว ไวรัสชนิดนี้ยังสามารถพบได้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์ปีก โดยก่อให้เกิดโรคที่แตกต่างกันไปตามสายพันธุ์ เช่น:

• สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม: ก่อให้เกิดการติดเชื้อในทางเดินอาหาร และอาจพบภาวะสมองอักเสบในวัว
• สัตว์ปีก (เช่น เป็ด ไก่ ไก่งวง): ก่อให้เกิดการติดเชื้อในทางเดินอาหาร รวมถึงโรคตับอักเสบ (Hepatitis) และโรคไตอักเสบ (Nephritis) ในสัตว์ปีก

จุลชีววิทยาและโครงสร้าง

การจำแนกทางอนุกรมวิธาน

คณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยอนุกรมวิธานของไวรัส (ICTV) ได้กำหนดให้ Astroviridae เป็นวงศ์ของไวรัสในปี ค.ศ. 1995 โดยแบ่งออกเป็น 2 สกุล (Genus) หลัก ได้แก่:

1. Avastrovirus: พบในสัตว์ปีก เช่น ไวรัสในไก่ (Chicken astrovirus), เป็ด (Duck astrovirus) และไก่งวง (Turkey astrovirus)
2. Mamastrovirus: พบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมถึงมนุษย์ (Human astrovirus), วัว (Bovine astrovirus), แมว (Feline astrovirus), สุกร (Porcine astrovirus) และแกะ (Ovine astrovirus)

ลักษณะทางโครงสร้าง

ไวรัสแอสโทรเป็นไวรัสชนิดไม่มีเปลือกหุ้ม (Non-enveloped virus) มีรูปร่างเป็นทรงหลายหน้า (Icosahedral) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 28–35 นาโนเมตร

จุดเด่นของไวรัสชนิดนี้คือส่วนหนาม (Spike) บนพื้นผิวแคปซิด ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนโครงสร้าง VP25 และ VP27 ที่ทำให้เกิดรูปร่างคล้ายดาว โดยโครงสร้างนี้มีความคล้ายคลึงกับโปรตีนที่พบในไวรัสตับอักเสบอี (Hepatitis E virus)

จีโนมและพันธุกรรม

จีโนมของไวรัสแอสโทรประกอบด้วย RNA สายเดี่ยวชนิดบวก (Positive-sense, single-stranded RNA) ที่ไม่แบ่งส่วน มีความยาวประมาณ 6.8 ถึง 7.9 kb โดยมีลักษณะสำคัญดังนี้:

• มีหาง Poly A ที่ปลาย 3' แต่ไม่มีหมวก (Cap) ที่ปลาย 5' โดยจะเชื่อมต่อกับโปรตีน VPg แทน
• แบ่งออกเป็น 3 กรอบการอ่าน (Open Reading Frames - ORFs) โดย ORF1a และ ORF1b มีการซ้อนทับกันประมาณ 70 นิวคลีโอไทด์ ซึ่งทำหน้าที่สร้างเอนไซม์ RNA-dependent RNA polymerase เพื่อใช้ในการจำลองตัว
• ORF2 ทำหน้าที่รหัสโปรตีนโครงสร้าง เช่น VP26 ซึ่งเป็นโปรตีนที่สำคัญที่สุดในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันและเกี่ยวข้องกับขั้นตอนแรกของการติดเชื้อ

วงจรชีวิตและการแพร่เชื้อ

ไวรัสแอสโทรแพร่กระจายผ่านทาง Fecal-oral route (การปนเปื้อนจากอุจจาระสู่ปาก) โดยไวรัสจะมุ่งเป้าไปที่เซลล์บุผิวลำไส้ (Enterocytes) กระบวนการติดเชื้อเริ่มจากการที่ไวรัสยึดเกาะกับตัวรับ (Receptor) บนผิวเซลล์โฮสต์และเข้าสู่เซลล์ผ่านกระบวนการ Endocytosis

เมื่อเข้าสู่เซลล์แล้ว RNA ของไวรัสจะทำหน้าที่เป็น mRNA เพื่อสร้างโปรตีนที่ไม่ใช่โครงสร้าง (Nonstructural proteins) และจำลองตัวเองขึ้นมาใหม่ จากนั้นจะสร้างโปรตีนแคปซิดตั้งต้น (VP90) ซึ่งจะถูกตัดแบ่งโดยเอนไซม์ภายในเซลล์จนกลายเป็น VP70 เพื่อประกอบเป็นอนุภาคไวรัสที่ยังไม่สมบูรณ์ (Immature capsids) และถูกปล่อยออกจากเซลล์โดยไม่ทำให้เซลล์แตก (Non-lytic release)

ขั้นตอนสุดท้ายคือการที่อนุภาคไวรัสที่ปล่อยออกมาจะถูกเอนไซม์ทริปซิน (Trypsin) ภายนอกเซลล์ตัดแบ่งโปรตีนอีกครั้ง เพื่อเปลี่ยนให้เป็นอนุภาคไวรัสที่สมบูรณ์และสามารถแพร่เชื้อได้ (Mature infectious virions)