Projekt GenoSalmSurv: Integrierte genombasierte Surveillance von Salmonellen

Die Salmonellose ist eine Erkrankung, die durch Enterobakterien der Gattung Salmonella hervorgerufen wird. Sie ist nach der Campylobakteriose die zweithäufigste gemeldete bakterielle Durchfallerkrankung beim Menschen in Deutschland, jedoch ist die Hospitalisierungsrate bei Salmonellosen deutlich höher als bei Campylobacter-Enteritidien. Von besonderer gesundheitspolitischer und sozioökonomischer Bedeutung ist zudem, dass dieser Zoonoseerreger viele lebensmittelbedingte Krankheitsausbrüche verursacht.

Die Auswertung und Interpretation der Salmonella Sequenzdaten in Deutschland erfolgt bisher auf Basis von Einzellösungen, mit denen eine integrierte sektorenübergreifende Surveillance nicht umgesetzt werden kann. Diese erfordert eine Harmonisierung von Laborabläufen inkl. der Generierung von Sequenzdaten und von bioinformatischen Analyseprozessen sowie die Sektor-übergreifende Zusammenführung von Daten, um eine einheitliche Interpretation von Ergebnissen zu gewährleisten (One Health Konzept).

Ziele:
Im Rahmen des vom Bundesministerium für Gesundheit (BMG) geförderten Projekts „GenoSalmSurv“ wird ein Modell für eine integrierte genombasierte Surveillance von Salmonellen erarbeitet und etabliert, das auf dem Einsatz von modernen hochauflösenden Genomsequenzierverfahren basiert. Ziel des Projekts ist die Einrichtung von Standardprotokollen und die Umsetzung einer Ressort-übergreifenden WGS-gestützten Surveillance (Mensch, Tier, Lebensmittel) von zoonotischen Infektionserregern, insbesondere von Salmonella.

Hierbei arbeiten die Referenzlaboratorien der Humanmedizin (Robert Koch-Institut) und der Lebensmittelüberwachung (BfR) des Bundes unter Einbeziehung weiterer Institutionen des öffentlichen Gesundheitsdienstes (ÖGD) bzw. der Behörden für Lebensmittelsicherheit und Tiergesundheit der Länder zusammen.
Spezifisch sollen im Projekt

1. Typisierungsmethoden incl. Genomsequenzanalyseverfahren für Salmonellen erhoben, harmonisiert und Bottlenecks erkannt,
2. möglichst lizenzfreie (open-source) Sequenzanalyse-Programme für die Clustererkennung und Typisierung von Salmonellen evaluiert und den Überwachungsbehörden sektorenübergreifend unterbreitet,
3. prospektive Genomsequenzierungen durchgeführt und die Sequenzdatenergebnisse zusammengeführt sowie
4. in den Überwachungsbehörden das neue Konzept vorgestellt und Multiplikatoren geschult werden.
5. Dies dient dem Zweck, das hochauflösende Verfahren der Genomanalyse zur Clustererkennung, Erregerüberwachung und Infektionsquellenanalyse allen beteiligten Behörden in einfacher Form zugänglich zu machen und damit dessen Etablierung sektorenübergreifend (One Health Konzept) zu beschleunigen und in breitem Maße zu realisieren.

^{Abbildung: Im GenoSalmSurv Projekt entwickeltes Modell für eine integrierte genombasierte Surveillance von Salmonellen. Im Zentrum des Projekts steht der entwickelte standardisierte Bioinformatik-Workflow, der auf wissenschaftlich validierten Open-Source-Softwareprogrammen (AQUAMIS, BakCharak und chewieSnake) beruht und alle Schritte von der Genomassemblierung bis zur In-silico-Serotypisierung und automatischen Clustererkennung umfasst. NGS-Daten werden dezentral unter Verwendung der GenoSalmSurv-Pipelines für die Rohdaten-QC, de novo Assemblierung, Stammcharakterisierung und cgMLST-Typisierung (unter Anwendung des EnteroBase cgMLST-Schema) analysiert. Identifizierte Allelvarianten werden in Allel-Hashes überführt und können nomenklaturfrei zwischen den Partnern ausgetauscht werden und ermöglichen so eine gemeinsame und abgestimmte Interpretation der Analyseergebnisse.}

Eine Übersicht über die entwickelten Pipelines und Prozesse im Screencast Format ist unter folgendem Link verfügbar: GenoSalmSurv Screencasts

Projektkoordinator:

• Robert Koch-Institut, Bereich Wernigerode, FG11 Bakterielle darmpathogene Erreger und Legionellen

Projektpartner:

• Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR)
• Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL)

Laufzeit: 2019 - 2023

Förderung: Bundesministerium für Gesundheit (BMG)

Förderkennzeichen: ZMVI1-2518FSB709

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