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Collaborative Management-Plattform zur Detektion und Analyse von neu (wieder) auftretenden und lebensmittelbedingten Ausbrüchen in Europa

Projekt


Förderkennzeichen: FLI-IVD-08-Ri-0368
Laufzeit: 01.12.2014 - 30.11.2019
Fördersumme: 1.000.000 Euro
Forschungszweck: Grundlagenforschung

Innerhalb des von der EU im Forschungs- und Innovations-Rahmenprogramm Horizon 2020 geförderten internationalen Verbund-Projektes COMPARE (www.compare-europe.eu) werden Next-Generation-Sequencing (NGS) Methoden für die Identifikation und Charakterisierung von Krankheitserregern eingesetzt. Dabei werden transsektoral die Bereiche Human- und Tiergesundheit sowie Lebensmittelsicherheit in einem One-health-Konzept verbunden. COMPARE wird einen universellen Analyserahmen und eine Datenaustauschplattform etablieren, mit denen sequenzbasierte Erreger Daten in Kombination mit den zugehörigen klinischen und epidemiologischen Informationen in einem internationalen interdisziplinären Ansatz interpretiert werden können.

Das FLI war an verschiedenen Arbeitspaketen (work packages, WP) beteiligt, mit einem Schwerpunkt auf WP2. Die grundsätzliche Herausforderung des WP2 bestand darin, Protokolle zu optimieren und anzupassen um einen generischen Probenbearbeitungsworkflow für Metagenom-Sequenzierung mittels NGS zu erarbeiten. Dieser Workflow sollte für verschiedene Probenmatrices als auch für verschiedene Pathogene anwendbar sein und für Proben nutzbar sein die aus verschiedenen Sektoren stammen (Volks- und Tiergesundheit, Lebensmittelsicherheit). Die Arbeit im COMPARE-WP2 resultierte in einen optimierten Workflow, der eine schnelle Pathogendetektion in Fällen von aufkommenden Infektionskrankheiten und bei Lebensmittelausbrüchen ermöglicht. Ein hochentwickeltes analytisches Gerüst, inklusive einer Reihe von Standard Operating Procedures (SOPs und Laboratory LOPs, https://www.compare-europe.eu/library/protocols-and-sops), das eine universelle Probenanalyse gewährleistet, konnte dem Konsortium und der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden. Der aus aufeinander abgestimmten Modulen bestehende generische Workflow kann Pathogen- sowie Proben-unabhängig eingesetzt werden und wurde in einem Schlüsselartikel von COMPARE publiziert (Wylezich et al. 2018, siehe auch Wylezich et al. 2019). Die etablierte und gestärkte Kollaboration zwischen Europäischen Instituten, die an Infektionskrankheiten forschen, wird über das COMPARE Projekt hinaus bestehen bleiben und wird weiterhin Detektion und Charakterisierung von wieder-aufkommenden Pathogenen verbessern um die klinische Reaktion darauf zukünftig zu beschleunigen. Ring- und Leistungsteste (proficiency tests) zur Validierung der etablierten SOPs und LOPs wurden zum ersten Mal für Hochdurchsatzsequenzierung (high-throughput sequencing, HTS) im Rahmen des COMPARE Netzwerks durchgeführt. Deren Endergebnisse werden dazu beitragen, Standards zu entwickeln und die Implementierung von HTS in Diagnostiklaboren in nächster Zukunft voranzutreiben. Auch hinsichtlich wissenschaftlicher Publikationen war COMPARE ein sehr erfolgreiches Projekt (168 Publikationen, die aus COMPARE finanziert wurden, können in Web of Science gefunden werden; 77 davon sind im Rahmen von oder in Assoziation zu WP2 entstanden; FLI-Wissenschaftler trugen zu 33 der Publikationen bei). Ausgewählte Publikationen: Höper D, Mettenleiter TC, Beer M (2016) Metagenomic approaches to identifying infectious agents. Rev Sci Tech. 35(1):83-93. doi: 10.20506/rst.35.1.2419 Lycett et al. 2016. Role for migratory wild birds in the global spread of avian influenza H5N8. Science 354:213-217, 10.1126/science.aaf8852 Wylezich et al. 2018. A versatile sample processing workflow for metagenomic pathogen detection. Scientific Reports Aug 30, 8:13108, DOI: 10.1038/s41598-018-31496-1 Brinkmann et al. 2019. Proficiency testing of virus diagnostics based on bioinformatics analysis of simulated in silico high-throughput sequencing datasets. Journal of Clinical Microbiology 57(8):e00466-19 doi: 10.1128/JCM.00466-19 Wylezich et al. 2019. Metagenomics for broad and improved parasite detection: A proof-of-concept study using swine faeces samples. Int J Parasitol 49(10):769-777 https://doi.org/10.1016/j.ijpara.2019.04.007

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