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Forschungsstelle
BLV
Projektnummer
1.15.11
Projekttitel
Entwicklung eines Verfahrens zur Diagnose von Ausbrüchen neuer, mutierter oder unbekannter viraler Erreger
Projekttitel Englisch
Development of a procedure for the diagnosis of outbreaks of emerging, mutated or novel viral pathogens.

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
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Publikationen / Ergebnisse
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)

Seuchen-Diagnostik, neue Viren, Virom-Analyse, next generation sequencing, Schwein, Influenza virus

Schlüsselwörter
(Englisch)

Outbreak diagnostics, emerging viruses, virome analysis, next generation sequencing, swine, influenza virus

Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Die Seuchendiagnostik steht heute vor neuen Herausforderungen. Im Zuge von erleichterter Mobilität, Globalisierung und globaler Erwärmung, treten weltweit in zunehmenden Masse Infektionen mit  „exotischen“, „neuen“ sowie vormals eradizierten Viren auf, wie die Beispiele von Blauzungenkrankheit, Schmallenberg oder afrikanischer Schweinepest zeigen. Häufig sind die Erreger nicht Teil des bestehenden diagnostischen Spektrums oder es existieren gar keine Diagnostika. Bis im Falle eines Krankheitsausbruches der Erreger identifiziert ist, kann viel wertvolle Zeit (und Geld) verstreichen, da das Probenmaterial auf  alle in Frage kommenden Viren einzeln und oft sequentiell getestet werden muss. Bei der sogenannten Virom-Analyse mittels next generation sequencing (NGS) hingegen, muss nicht gezielt nach einem oder mehreren Erregern gesucht werden, vielmehr kann die Gesamtheit der vorhandenen Viren auf einen Schlag bestimmt werden; unabhängig vom Vorhandensein spezifischer diagnostischer Mittel. Die offensichtlichen Vorteile dieser Methode bezüglich der Identifizierung  von neu auftretenden, seltenen oder mutierten Viren macht sie für die Früherkennung von ‘emerging viruses‘ besonders wertvoll. Mit ständig sinkenden Sequenzierungskosten werden NGS Untersuchungen auch für die veterinärmedizinische Diagnostik zunehmend attraktiv und werden in den nächsten Jahren weiter an Bedeutung gewinnen - was auch von der OIE (World Organisation for Animal Health) in einem „White paper“ klar festgehalten wurde (Belak et al., 2013). Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es daher, ein diagnostisch anwendbares Verfahren zu entwickeln, das in Fällen, wo übliche diagnostische Mittel nicht zum Ziel führen, eingesetzt werden kann. Ein auf die Bedingungen der veterinärvirologischen Diagnostik angepasstes NGS-Verfahren soll eine schnelle, umfassende aber auch kosteneffiziente und wirtsunspezifische Identifizierung viraler Erreger bei Krankheitsausbrüchen unbekannter Genese ermöglichen. Für die technische Entwicklung werden bereits vorhandene und charakterisierte Nasentupfer und Kotproben von Schweinen verwendet.  Ebenfalls sollen Gülle aus einzelnen Buchten und Kauseilsaft als einfach zu erhaltende Sammelproben-Materialien getestet werden. Neben der Entwicklung der Virom-Methode für die Diagnose neuauftretender Viren (z.B. Porcine delta coronavirus (PDCoV), Influenza C-like virus), kann NGS auch bei potentiellen Kreuzreaktionen in der Routinediagnostik eingesetzt werden (z.B. zwischen verschiedenen Pestiviren) und ermöglicht gleichzeitig zur Diagnose die Typisierung von Viren. Dank der geplanten Untersuchung von Feldproben ergibt sich die Gelegenheit, erste Informationen bezüglich der in der Schweizer Schweinepopulation mittels NGS nachweisbaren Viren zu erhalten, sowie die zirkulierenden Schweine-Influenzaviren umfassender zu charakterisieren.
Kurzbeschreibung
(Englisch)

Today, the diagnosis of disease outbreaks is facing new challenges. As a result of increased mobility, global trade and global warming, disease outbreaks caused by “exotic”, “new” and re-emerging  viruses such as bluetongue, Schmallenberg and African swine fever are increasing. Emerging pathogens are often not part of the diagnostic spectrum or there are no diagnostic tools available all together. Valuable time (and money) may be lost until a virus is identified due to having to screen with an array of different specific tests sequentially. In contrast, the so-called virome analysis using next generation sequencing (NGS) enables the unspecific identification of all viruses present in a sample without requiring knowledge of the virus and independent of the existence of specific diagnostic tools. The obvious advantages of this method regarding the identification of new, rare or mutated viruses make it particularly suitable for the early recognition of (re-)emerging viruses. With constantly decreasing sequencing costs, NGS analyses are becoming increasingly attractive also for the veterinary diagnostic field and – according to a ‘white paper’ commissioned by the  OIE (World Organisation for Animal Health) – will substantially gain on importance in the coming years (Belak et al., 2013).

Therefore, the aim of this project is the development of a diagnostically applicable NGS method that can be implemented if routine diagnostic tools fail. Being tailored to the veterinary diagnostic requirements, this method should enable the fast, comprehensive, species-independent but also cost-efficient identification of the viral pathogen(s) present in a disease outbreak. For the technical development, already available and well characterised nasal and faecal samples of pigs will be used. In addition, manure from single bays and chew rope fluid (saliva) representing easy to gain collective samples will be included. In addition to using the virome method for diagnosis of novel viruses such as the porcine delta coronavirus (PDCoV) or the influenza C-like virus, NGS may clarify cases of diagnostic cross-reactivity (e.g. between different pestiviruses) and enables immediate genotyping of the identified viruses. Furthermore, the analysis of porcine field samples as part of the project will offer the chance to gain first indications on the spectrum of viruses detectable by NGS and enables more detailed characterisation of the circulating influenza viruses.

Projektziele
(Englisch)

The objective of the project is to develop a NGS protocol suitable for veterinary diagnostic purposes that enables identification of new, emerging or mutated viruses with focus on sample choice and preparation.

Part a)  Test sample preparation and nucleic acid isolation procedures for nasal swabs, faecal sample, manure samples and chew rope fluid (saliva) from pigs.

Part b)  Use samples from experimental infections and porcine field samples to apply the methods established in part a) and to obtain a first indication of the viruses that are detectable in Swiss pigs.   

Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)

Jakub Kubacki, Münchenwiler meeting for Virology students, Münchenwiler (BE) 27.-28.10.2016 and 02.-03.11.2017 Oral presentation

Jakub Kubacki, Virology–colloquium, Institute of Virology, Vetsuisse faculty, University of Zurich 12.05.2017 Oral presentation

Kubacki J, Fraefel C, Jermini M, Giannini P, Martinetti G, Ripellino P, Bernasconi E, Sidler X, Stephan R,

Bachofen C. 2017. Complete genome sequences of two Swiss hepatitis E virus isolates from human stool and raw pork sausage. Genome Announc 5:e00888-17. https://doi.org/10.1128/genomeA.00888-17

Zugehörige Dokumente
URL-Adressen
(Deutsch)