GenoSalmSurv: Integrierte genombasierte Surveillance von Salmonellen (BMG-Projekt; gemeinsam mit RKI und BfR)

Kurzbeschreibung:

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. Im beantragten Projekt soll ein Modell für eine integrierte genombasierte Surveillance von Salmonellen etabliert werden, das auf dem Einsatz von modernen hochauflösenden Genomsequenzierverfahren basiert. Hierbei sollen die Referenzlaboratorien der Humanmedizin und der Lebensmittelüberwachung des Bundes unter Einbeziehung weiterer Institutionen des öffentlichen Gesundheitsdienstes (ÖGD) bzw. der Behörden für Lebensmittelsicherheit und Tiergesundheit der Länder zusammenarbeiten. Im Projekt sollen

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.

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.

Laufzeit: 1.3.2019 - 31.08.22

1. Das Projekt

Das GenoSalmSuv-Projekt hat das Ziel, eine integrierte genombasierte Überwachung (Surveillance) von lebensmittelbedingten Krankheitsausbrüchen durch Salmonellen in Deutschland aufzubauen. In diesem Video wird das Projekt und die am Projekt beteiligten Partner vorgestellt.

2. Die Pipelines

In dem Projekt wurden open-source Pipelines für die genombasierte Salmonellen-Ausbruchsanalyse entwickelt und ausgetestet. In diesem Video werden die Pipelines AQUAMIS, BakCharak und chewieSnake im Überblick vorgestellt.

3. AQUAMIS und die QC Entscheidungen

Die AQUAMIS (Assembly-based Quality Assessment for Microbial Isolate Sequencing) Pipeline wird für die Assemblierung sowie Qualitätskontrolle (QC) der Sequenzdaten verwendet. In dem folgenden Video wird die AQUAMIS Pipeline und die QC Entscheidungen genauer vorgestellt.

4. Allele calling mit chewieSnake

Die chewieSnake Pipeline führt das allele calling bei einer cgMLST (core genome multi locus sequence typing) Analyse durch. In dem Video wird einerseits das allel calling und die cgMLST Analyse im Allgemeinen erläutert und zum anderen die chewieSnake Pipeline mitsamt einzelner Komponenten genauer vorgestellt.

5. Gemeinsame GenoSalmSurv Datenbank

In dem folgenden Video wird die Anwendung der chewieSnake Pipeline vorgestellt, das Zusammenführen der Daten in die gemeinsame GenoSalmSurv Datenbank (beinhaltet Daten aller Projektpartner) und die Bewertung der daraus resultierenden gemeinsamen Cluster und Ausbrüche.

6. Metachewiereport + Interpretation

Da für eine sinnvolle Clusterinterpretation und Ausbruchsanalyse das Einbeziehen der Metadaten zwingend notwendig ist, werden die jeweiligen Isolate mit den Metadaten verknüpft und die Ergebnisse im Metachewiereport zusammengefasst. In dem folgenden Video wird die Clusterinterpretation unter Einbeziehung der Metadaten vorgestellt.

7. Demo einer Ausbruchsanalyse

Das nächste Video demonstriert eine Ausbruchsanalyse unter Anwendung der innerhalb des Projektes entwickelten Pipelines (AQUAMIS, BakCharak und chewieSnake). Hierfür wird exemplarisch ein Salmonella Derby Ausbruch retrospektiv analysiert.

8. Installationshilfe

In dem letzten Video werden unterschiedliche Installationswege mitsamt Troubleshooting der open-source Pipelines AQUAMIS, BakCharak und chewieSnake vorgestellt.