Molekularbiologische Diagnostik

Polymerasekettenreaktion (PCR)

Im Rahmen der Abklärung von Infektionskrankheiten stellen PCR-Verfahren im Gegensatz zur serologischen Diagnostik ein direktes labormedizinisches Nachweisverfahren dar. Als Untersuchungsmaterialien kommen für PCR-Verfahren Blut und andere Körperflüssigkeiten wie Sputum, Zell- und Gewebeproben (z.B. Abstriche aus dem Nasen-/Rachenbereich bzw. Haut), Harn, Liquor zum Einsatz.

Das molekularbiologische Labor des NLGAs bietet modernste PCR-Methoden an, die sowohl qualitative als auch quantitative Ergebnisse zur Abklärung diagnostischer Fragestellungen liefern. Bei der Multiplex-PCR können aus einem Untersuchungsmaterial sogar mehrere Infektionserreger parallel analysiert werden. Für die SARS-CoV-2-Diagnostik wurde die sogenannte Target-PCR etabliert, die aufgrund von Mutationen eine Virustypenzuordnung erlaubt. Eine anschließende Feintypisierung erfolgt bei Bedarf über Next Generation Sequencing.

Next Generation Sequencing (NGS)

Die hochauflösende Ganzgenomsequenzierung mittels Next Generation Sequencing (NGS) ist heutzutage die Methode der Wahl zur Überwachung (Surveillance) und Ausbruchsaufklärung von Infektionserregern.

Untersuchungen von Infektionsausbrüchen und Identifizierung möglicher Infektionsquellen

Bei Verdacht auf Krankenhausausbrüche oder Ausbrüche in Gemeinschaftseinrichtungen bietet das NLGA den niedersächsischen Gesundheitsämtern eine Sequenzierung der Isolate an, um den Ausbruch zu bestätigen, die dazugehörigen Fälle einzugrenzen und durch Sequenzierung von Umgebungsproben mögliche Quellen zu identifizieren. Hierdurch können das Ausbruchsmanagement unterstützt und gezieltere Maßnahmen ergriffen werden. Bei lebensmittelbedingten Infektionen und Ausbrüchen kann in Kooperation mit dem Niedersächsischen Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES) auch ein möglicher Zusammenhang zwischen Erregern in Human- und Lebensmittel-Proben untersucht werden.

NGS-basierte Carbapenemase-Surveillance

2019 wurde die molekulare Surveillance von Carbapenem-nichtempfindlichen Acinetobacter und anderen gram-negativen Bakterien am NLGA etabliert. Von den gemäß IfSG gemeldeten Fällen aus Niedersachsen werden Isolate am NLGA feintypisiert, um frühzeitig lokale Cluster und Ausbrüche zu erkennen bzw. um bei einem Verdacht auf einen nosokomialen Ausbruch mögliche Transmissionen zu bestätigen. Darüber hinaus ermöglicht die Ganzgenomsequenzierung einen Einblick in die molekulare Epidemiologie von Carbapenemasen und anderen Mechanismen der Carbapenem-Resistenz.

EHEC-Feintypisierung

Seit Dezember 2022 werden alle am NLGA nachgewiesenen EHEC-Isolate routinemäßig mittels NGS feintypisiert. Im Gegensatz zur PCR, die lediglich eine grobe Unterscheidung der Shigatoxingene stx1 und stx2 ermöglicht, erlaubt NGS eine präzise Bestimmung der einzelnen Shigatoxin-Subtypen. Die genauere Bestimmung des Subtyps stx2 kann unmittelbare Auswirkungen auf die Wiederzulassung zu Gemeinschaftseinrichtungen (gemäß § 33 und § 34 IfSG) haben: Bei undifferenziertem Nachweis eines Shigatoxins 2 ist eine Wiederzulassung in der Regel erst nach Abklingen der Symptomatik und dem Vorliegen von drei negativen Stuhlproben möglich. Bei Kenntnis des Shigatoxin 2-Subtyps gilt diese Regelung nur für die mit schweren Erkrankungen assoziierten Subtypen stx2a, stx2c und stx2d. Liegen ausschließlich Shigatoxin 1 oder andere, nicht mit schweren Verläufen assoziierte stx2-Subtypen vor und zusätzlich kein HUS, ist eine Wiederzulassung bereits 48 Stunden nach Symptomfreiheit ohne Stuhlkontrollen möglich.

NGS-basierte Feintypisierung bakterieller Gastroenteritiserreger

Am NLGA wird bei bakteriellen Gastroenteritiserregern wie beispielsweise Escherichia coli und Salmonella enterica die Ganzgenomsequenzierung (WGS) auf Basis von NGS eingesetzt, um das Serovar sowie relevante Virulenzfaktoren zu bestimmen.

Nanopore Sequencing

Mit dieser alternativen Sequenzierungstechnologie ist ein erweitertes Angebotsspektrum möglich, welches z. B. die schnelle Analyse von Plasmid-basierten Ausbrüchen beinhalten soll.

miGenomeSurv-Konsortium

Das NLGA ist Mitglied des miGenomeSurv-Konsortiums, eines Zusammenschlusses öffentlicher Sequenzierlabore. Das Ziel dieses Konsortiums ist eine deutschlandweite, sektorübergreifende, prospektive genomische Surveillance für bestimmte Organismen. Durch diese Vorgehensweise wird eine frühzeitige Erkennung von Clustern und potenziellen Ausbrüchen ermöglicht. Dies trägt dazu bei, die Sicherheit von Verbrauchern und Patienten zu verbessern, indem die Ausbreitung von Infektionskrankheiten verhindert oder im Falle eines Ausbruchs frühzeitig begrenzt werden kann.

Kontaktdaten

Die Laborbereiche für PCR und NGS können telefonisch unter der 0511 4505-201 erreicht werden. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, das NGS-Labor unter ngs-anfragen@nlga.niedersachsen.de zu kontaktieren.