NGS för övervakning och utbrottshantering av livsmedelsburna bakterier

Transkript

1 NGS för övervakning och utbrottshantering av livsmedelsburna bakterier Informationsdag om NGS Cecilia Jernberg

2 Överföring till nya generationen typningsmetodik av de livsmedelsburna smittorna - internationellt perspektiv Överföra de traditionella typningssystemen till WGS sker nu i ett mycket högt tempo Var ska sekvenseringen ske? Externt lab, core facilitet, inom samma enhet Datalagring och datadelning? Dela data, i vilken form? Rådata? Tvättad data? Bara ett namn? Ny nomenklatur? Nu när vi har all data: Hur lika vs olika kan isolaten vara för att tillhöra samma utbrott/kluster? Internationella jämförelser-hur gör vi under övergångsperioden innan alla har givits möjlighet till ny teknik? Sid 2.

3 2013 börjar man på allvar starta arbetet med att gå över till WGS: Framför allt i USA, UK, DK Sid 3.

4 Vilka bakteriella livsmedelsburna smittämnen typar vi inom det mikrobiella övervakningsprogrammet Salmonella (inhemsk smitta) isolat per år EHEC (alla) cirka 300 per år Listeria (alla) cirka 100 per år Shigella (inhemsk smitta) cirka 100 per år Biofilm med Salmonella Sid 4.

5 Och vilka analyseras nu med WGS I rutinövervakingen Listeria och EHEC Som subtypningsverktyg i utbrott Salmonella, Shigella, Campylobacter Sid.

6 . Sid Översätta befintlig metodik till WGS? 6 H-antigen H-antigen O-antigen PFGE_ApaI PFGE_AscI L1/14 L11/14 L12/14 L15/14 L17/14 L18/14 L19/14 L2/14 L21/14 L22/14 L23/14 L27/14 L28/14 L3/14 L30/11 L34/14 L35/14 L4/14 L40/14 L49/13 L49/14 L5/11 L5/14 L50/14 L55/13 L56/14 L57/14 L58/13 L59_14 L6/14 L60_14 L62/13 L70_14 L74/13 L74_14 L75/13 L84/13 L85/13 L9/14 L90/13 L93/13

7 Övergången till WGS som epidemiologiskt typningsverktyg vid Folkhälsomyndigheten Det började med Listeria monocytogenes Allvarlig sjukdom, relativt få isolat, litet genom, få typningsmarkörer att översätta till ny metodik Sid 7.

8 Listeria tidigare metodik PCR för verifiering av art (L. monocytogenes) för bestämning av molekylär serotyp PFGE för klusteranalyser (utbrott, smittspåring) för verifiering av art (L. monocytogenes) för bestämning av molekylär serotyp Sid 8.

9 Listeria Odling (1 dag) PCR för art och molekylär serotyp (1 dag) PFGE (4 days) Tidigare metodik Dagar NGS-baserad metod Odling (1 dag) Extraktion+NGS arbetsflöde (4 dagar) Sid 9.

10 Sid 10.

11 Sid 11.

12 Sid 12.

13 Sid 13.

14 WGS nu även för EHEC Sid 14.

15 EHEC analyseras nu med WGS i rutinen Serotyp, subtyp shigatoxingen, eae, MLST, andra virulensgener Sid.

16 EHEC analyseras nu med WGS i rutinen Serotyp, subtyp shigatoxingen, eae, MLST, andra virulensgener Sid.

17 SNP-bestämning för klusterdetektion Fördelar: Högsta möjliga upplösning Kräver ingen databas eller något speciellt (typnings-)schema Nackdelar Rekombinationer kan ge felaktiga avståndsbestämningar släktmässigt Svårt att jämföra mellan laboratorier utan att dela rådata. Sid 17.

18 Visualisering Fylogenetiska träd Visar en modellerad evolution Minimum spanning trees Visar det kortaste avståndet (räknat på skillnader) när ett dataset länkas ihop Sid 18.

19 Resultat WGS jmf PFGEmetodologisk frågeställning Sid 19.

20 wgmlst/cgmlst Samma sak som vanlig MLST men fler gener Exempel: L. monocytogenes cgmlst, 1700 gener Man bestämmer normalt inte en ST från profilen utan använder hela vektorn med allel-ids som indata för klustring Fördelar Klarar av rekombinationsevents Möjliggör standardiserad nomenklatur Lätt att utöka en analys med fler isolat Nackdelar Lägre upplösning än SNPs Kräver central databas och datakurering Sid 20.

21 Samarbete nationella myndigheter SVA och FOHM delar vid behov isolat eller WGS-data FOHM analyserar (typar) bl a Listeria och EHEC åt Livsmedelsverket Sid.

22 och på EU-nivå många initiativ, många aktörer som vill bygga databaser, lösa nomenklaturfrågor dela typningsdata och arbetet med att följa och stötta utvecklingen mot WGS Sid 22.

23 Databas vid ECDC där medlemsländerna delar typningsdata och epidata The European Surveillance System (TESSy) molecular surveillance service (MSS) TESSy MSS: Webbaserad plattform innehållande bl a information om serotyp PFGE-profiler, MLVA-profiler och information om land, tidpunkt, etc Sid 23.

24 ECDC I databasen scannar ECDC multinationella kluster och informerar medlemsländer inom aktuella kluster om dessa och initierar ev utredning. Startat en pilot med EFSA att dela typningsdata inom TESSy MSSplattformen. Sid 24.

25 Sid.

26 Nationella internationella utmaningar Ingen standardiserad nomenklatur Saknas struktur för hur systematiskt dela data Tolkning av kluster: är de lika eller inte? Hur mycket meta (epi)-data förutom WGS-data från olika källor kan delas? När och hur kan resultaten från gemensamma kusterutredningar kommuniceras. Sid.

27 Sid 27.