Bestandsaufnahme der verfügbaren und aktuell eingesetzten Typisierungsmethoden einschließlich genombasierter Verfahren von Zoonoseerregern am Beispiel von Salmonella enterica

Abstract

Hintergrund

In den vergangenen Jahren hat sich die Gesamtgenomsequenzierung („whole genome sequencing“; WGS) in Kombination mit bioinformatischen Analysen zum Stand der Technik bei der Bewertung des Pathogenitäts- und Resistenzpotenzials sowie der Verwandtschaftsgrade zwischen Bakterien entwickelt. Die WGS-Analyse stellt somit ein zentrales Instrument bei der Typisierung von Erregern und der Untersuchung von Krankheits- und Ausbruchsclustern im Rahmen der molekularen Epidemiologie dar. Ziel der Studie war die Generierung eines Überblicks der in Deutschland auf Landes- und Bundesebene verfügbaren Erregertypisiermethoden von Salmonellen und Shiga-Toxin-bildenden bzw. enterohämorrhagischen Escherichia coli (STEC/EHEC) und den angewandten geno- und phänotypischen Methoden sowie über die Verfügbarkeit der genombasierten Typisierung und entsprechenden Analyseverfahren.

Methoden

Im Zeitraum vom Februar bis Juni 2020 wurde eine elektronische Umfrage bei Laboratorien durchgeführt, die für den öffentlichen Gesundheitsschutz und gesundheitlichen Verbraucherschutz tätig sind.

Ergebnisse und Fazit

Die Ergebnisse der Umfrage zeigten, dass viele der teilnehmenden Laboratorien über eine große Auswahl an phänotypischen und molekularbiologischen Methoden verfügen. Molekularbiologische Typisierungen werden am häufigsten für die Speziesidentifizierung von Salmonellen herangezogen. WGS-Verfahren sind vielfach schon bei Einrichtungen auf Bundes- und Landesebene etabliert oder befinden sich im Aufbau. Die Illumina-Sequenzierung ist dabei die am weitesten verbreitete Technologie. Die Umfrage bestätigt die Bedeutung von molekularbiologischen und genombasierten Typisierungstechnologien für die Laboratorien bei der Diagnostik von bakteriellen zoonotischen Erregern.

Background

In recent years, whole genome sequencing (WGS) in combination with bioinformatic analyses has become state of the art in evaluating the pathogenicity/resistance potential and relatedness of bacteria. WGS analysis thus represents a central tool in the investigation of the resistance and virulence potential of pathogens, as well as their dissemination via outbreak clusters and transmission chains within the framework of molecular epidemiology. In order to gain an overview of the available genotypic and phenotypic methods used for pathogen typing of Salmonella and Shiga toxin-producing and enterohemorrhagic Escherichia coli (STEC/EHEC) in Germany at state and federal level, along with the availability of WGS-based typing and corresponding analytical methods, a survey of laboratories was conducted.

Methods

An electronic survey of laboratories working for public health protection and consumer health protection was conducted from February to June 2020.

Results and conclusion

The results of the survey showed that many of the participating laboratories provide a wide range of phenotypic and molecular methods. Molecular typing is most commonly used for species identification of Salmonella. In many cases, WGS-based methods have already been established at federal and state institutions or are in the process of being established. The Illumina sequencing technology is the most widely used technology. The survey confirms the importance of molecular biology and whole genome typing technologies for laboratories in the diagnosis of bacterial zoonotic pathogens.