Molekulare Salmonella-Surveillance mittels Next Generation Sequencing am LGL

Die Salmonellose ist eine der häufigsten lebensmittelbedingten Infektionskrankheiten, die von Enterobakterien der Gattung Salmonella hervorgerufen wird. Beim Menschen ist diese in Deutschland nach der Campylobacteriose die zweithäufigste gemeldete bakterielle Durchfallerkrankung, jedoch mit deutlich höherer Hospitalisierungsrate. Die Überwachung und Analyse von Salmonella-bedingten Infektionsketten und Ausbruchsgeschehen ist somit zum Schutz der Gesundheit des Menschen von zentraler Bedeutung.

Die Next Generation Sequencing (NGS) Technologie ermöglicht eine optimale Erregerüberwachung und Analyse von Infektionsvehikeln durch die hochauflösende Darstellung kompletter Genome. Verdachtsproben können präzise eingeordnet werden, um Ausbruchsgeschehen und bestenfalls deren Infektionsvehikel frühzeitig zu erkennen. Dabei ist die intersektorielle Zusammenarbeit zwischen der Lebensmittelüberwachung, der Human- und Veterinärmedizin sowie die instituts- und laborübergreifende Kooperation zur Ausbruchsaufklärung essentiell, gerade auch, um im Falle überregionaler Ausbruchsgeschehen Zusammenhänge von Infektionsfällen über die Grenzen von Landkreisen und Bundesländern hinweg zu erkennen. Dies ist jedoch mit Herausforderungen verbunden, da standardisierte Arbeitsabläufe und Austauschmöglichkeiten großer Datenmengen zwischen verschiedenen Instituten und Laboren fehlen.

Hierfür wurden erste Projekte und Plattformen geschaffen, um Sequenzdaten aus verschiedenen Sektoren und Regionen abgleichen zu können. Im Rahmen des GenoSalmSurv-Projektes (2019–2022) wurde die Zusammenarbeit des LGL mit den wichtigsten nationalen Instituten wie dem RKI, BfR, FLI und BVL erweitert. Hierbei wurde die überregionale Etablierung standardisierter Arbeitsabläufe angestrebt sowie der Datenaustausch und die Clusterdetektion in einer gemeinsamen Datenbank ausgetestet. Ein aktuelles Ziel ist die Standardisierung des überregionalen Datenaustausches mittels weiterer Plattformen, wie z.B. des MiGenomeSurv (Microbial Genomic Surveillance) Netzwerkes oder des EFSA One Health WGS Systems. Bei allen Plattformen steigt der Nutzen mit der Anzahl an beteiligten Behörden und Labore.

Die Sequenzierung von Salmonella-Genomen am LGL beweist bereits heute die Vorteile der intersektoriellen und überregionalen Zusammenarbeit. Insbesondere werden alle Lebensmittelisolate sowie ausgewählte Human- und Veterinärisolate aus den LGL-Laboren routinemäßig sequenziert und die Sequenzdaten mit weiteren Sequenzierlaboren abgeglichen. Die seit 2015 fortlaufend weiterentwickelte Routinesequenzierung am LGL beinhaltet Analysen von Salmonella Serovaren mittels core genome Multi Locus Sequence Typing (cgMLST) und der kommerziellen Software, Ridom SeqSphere+, als zentralen Bestandteil der molekularen Surveillance. Neu sequenzierte Isolate werden mit der LGL-Datenbank, die alle zuvor sequenzierten LGL-Isolate beinhaltet, sowie mit Referenzsequenzen überwiegend deutschlandweiter Ausbruchsgeschehen abgeglichen. Dies ermöglicht eine breite und überregionale Überwachung und im besten Fall eine schnellere Reaktionsfähigkeit zur Eindämmung von Infektionsketten und Ausbruchsgeschehen. Ein Beispiel vom Sommer 2024 zeigt, wie während eines Ausbruchsgeschehen von Salmonella Coeln in Bayern durch die enge Zusammenarbeit der LGL-Bereiche sowie durch die Unterstützung externer Institute, wie dem RKI, zwei verschiedene Ausbrüche voneinander differenziert und die Infektionsquelle mit Sequenzanalysen bestätigt werden konnte. Ebenso konnten weitere Isolate aus humanen, Veterinär- und Lebensmittel-Verdachtsproben als sporadische Isolate bestimmt und vom Ausbruchsgeschehen abgegrenzt werden.

Ein zentrales Ziel für die Zukunft wird es sein, den überregionalen Datenaustausch zu standardisieren, sodass Infektionsgeschehen zum Schutz der Gesundheit des Menschen zukünftig noch schneller eingedämmt werden können. Insgesamt stellt die molekulare Routine-Surveillance mittels NGS am LGL bereits jetzt ein zukunftsweisendes System dar, das kontinuierlich optimiert wird, um eine noch effizientere, überregionale Überwachung lebensmittelbedingter Infektionen, insbesondere der Salmonellose, zu ermöglichen.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
11. März 2025