Die Swiss Pathogen Surveillance Platform (SPSP) wird eine entscheidende Lücke im Kampf gegen resistente Bakterien schließen: die Erkennung von Resistenzgenen, die sich über mobile DNA-Elemente schnell in Populationen und über Arten hinweg verbreiten können. Ihre neuen Instrumente werden die Überwachung und das Verständnis von AMR-Trends verbessern, die Schweizer Strategie zur Antibiotikaresistenz vorantreiben und die Führungsrolle der Schweiz in der genomischen Überwachung von Krankheitserregern und der Epidemievorsorge stärken. Das One-Health-Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen dem SIB, dem Bundesamt für Gesundheit (BAG) und führenden akademischen und klinischen Partnern in der Schweiz.
SPSP: eine nationale Genomikplattform für One Health
Das SPSP sammelt, kuratiert und analysiert Gesamtgenomsequenzen und zugehörige Daten für Bakterien, Viren und Pilze aus einer Vielzahl von klinischen, veterinärmedizinischen, lebensmittelbezogenen und umweltbezogenen Quellen in der Schweiz. Ausgewählte Daten werden dem BAG in Form von massgeschneiderten Berichten zur Verfügung gestellt, um Entscheidungen im Bereich der öffentlichen Gesundheit zu unterstützen. Die Plattform arbeitet in ähnlicher Weise mit dem Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen (BLV) im Bereich tier- und lebensmittelbedingter Krankheitserreger zusammen. Dieser One-Health-Ansatz bietet einen umfassenden Echtzeit-Überblick darüber, wie Krankheitserreger entstehen, sich entwickeln und sich in menschlichen Populationen und Ökosystemen ausbreiten.
Die Plattform wird von der SIB in Zusammenarbeit mit Universitätskliniken und akademischen Einrichtungen in Basel, Lausanne, Genf, Bern und Zürich betrieben. Sie ist Teil des SIB-Zentrums für Pathogen-Bioinformatik und eine SIB-Ressource.
Weitere Informationen zum Auftrag der SPSP für die Bundesregierung
Weitere Informationen zur Unterstützung von SPSP für Regierungsinitiativen
Behebung einer kritischen Lücke in der AMR-Überwachung
Infektionen durch arzneimittelresistente Erreger stellen eine weltweit wachsende Bedrohung dar, insbesondere für ältere Menschen. Obwohl die Schweiz mit ihrer Strategie zur Bekämpfung der Antibiotikaresistenz (StAR) erhebliche Fortschritte erzielt hat, weist das Land nach wie vor eine der höchsten jährlichen Raten resistenter Infektionen unter den OECD-Ländern auf, und die Kosten für die Gesundheitsversorgung aufgrund von AMR werden auf jährlich 444 Millionen CHF geschätzt.
SPSP: eine nationale Genomikplattform für One Health
Das SPSP sammelt, kuratiert und analysiert Gesamtgenomsequenzen und zugehörige Daten für Bakterien, Viren und Pilze aus einer Vielzahl von klinischen, veterinärmedizinischen, lebensmittelbezogenen und umweltbezogenen Quellen in der Schweiz. Ausgewählte Daten werden dem BAG in Form von massgeschneiderten Berichten zur Verfügung gestellt, um Entscheidungen im Bereich der öffentlichen Gesundheit zu unterstützen. Die Plattform arbeitet in ähnlicher Weise mit dem Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen (BLV) im Bereich tier- und lebensmittelbedingter Krankheitserreger zusammen. Dieser One-Health-Ansatz bietet einen umfassenden Echtzeit-Überblick darüber, wie Krankheitserreger entstehen, sich entwickeln und sich in menschlichen Populationen und Ökosystemen ausbreiten.
Die Plattform wird von der SIB in Zusammenarbeit mit Universitätskliniken und akademischen Einrichtungen in Basel, Lausanne, Genf, Bern und Zürich betrieben. Sie ist Teil des SIB-Zentrums für Pathogen-Bioinformatik und eine SIB-Ressource.
Weitere Informationen zum Auftrag der SPSP für die Bundesregierung
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Die Ausbreitung von AMR ist besonders schnell bei Bakterien, die zwei Arten von DNA haben: das Hauptchromosom und kleinere mobile Elemente. Wenn eine Population eine Resistenz gegen ein Antibiotikum entwickelt und das dafür verantwortliche Gen auf einem mobilen Element liegt, kann dieses Gen schnell von einem Bakterium auf ein anderes überspringen – sogar auf eine andere Spezies. Und während Methoden zur genomischen Überwachung von Krankheitserregern Resistenzgene erkennen können, lassen sich deren Standorte mit Standardtechnologien nicht identifizieren. Dies hinterlässt eine kritische Lücke bei den Bemühungen, resistente Bakterien zu verstehen und zu bekämpfen.
Die Vision von SPSP ist es, als Schweizer Plattform zur genomischen Überwachung von Krankheitserregern die Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit und der Tiergesundheit sowie die Forschung zu AMR zu unterstützen. Im Rahmen eines vom BAG geförderten Forschungsprojekts zur Verwirklichung dieser Vision erweitert die Plattform ihre Fähigkeiten durch die Integration fortschrittlicher Bioinformatik-Tools und -Pipelines, um
- Resistenzgene auf mobilen DNA-Elementen zu erkennen, zu identifizieren und zu analysieren;
- die integrierte AMR-Überwachung durch die Verknüpfung von Daten und Fachwissen aus den Bereichen Mensch, Tier und Umwelt zu stärken;
- gleichzeitige Ausbrüche resistenter Stämme und/oder Arten mit demselben Resistenzgen zu identifizieren;
- die Antibiotikaresistenz auf der Grundlage der vollständigen genetischen Ausstattung von Bakterien vorherzusagen.
Das Projekt wird gemeinsam von der SIB und der Universität Bern, der Universität Freiburg, dem Schweizerischen Zentrum für Antibiotikaresistenz (ANRESIS), den Universitätskliniken Genf (HUG), Lausanne (CHUV), Basel (USB) und Zürich (UZH) sowie VetSuisse geleitet. Mit Schwerpunkt auf den StAR-Prioritätsbakterien wird das Projekt den Bundesbehörden und Forschern ein reaktionsfähigeres und umfassenderes System zum Verständnis und zur Bekämpfung von arzneimittelresistenten Infektionen innerhalb eines einheitlichen One-Health-Rahmens zur Verfügung stellen.
Dieses vom SIB mitgeleitete Projekt zielt darauf ab, das BAG zu einem weltweit führenden Institut für die genomische Überwachung von AMR zu machen, das in der Lage ist, wirksam auf aktuelle und neu auftretende Bedrohungen zu reagieren und gleichzeitig einen Beitrag zum globalen Wissen und zur Epidemievorsorge zu leisten.
Eine neue Generation von AMR-Bioinformatik-Tools für die Schweiz
Die Arbeit wird die technischen und organisatorischen Voraussetzungen für ein robustes, skalierbares SPSP-System schaffen, das die nationalen Anforderungen für die Identifizierung, Überwachung und Meldung von AMR unterstützen und die Abstimmung mit internationalen Initiativen zur Überwachung von Krankheitserregern sicherstellen kann.
In diesem Zusammenhang werden Genomdaten aus SPSP mit Daten zur Antibiotikaempfindlichkeit aus ANRESIS integriert, um die Genauigkeit von Tools zur Resistenzvorhersage zu bewerten und zu verbessern. Die Leistungsfähigkeit der neuen Tools und technischen Entwicklungen der Plattform wird unter realen Bedingungen in der Schweiz anhand von retrospektiven Daten zu problematischen Bakterien wie Carbapenem-resistenten Enterobacteriaceae bestätigt.
Weitere FAIRifizierung von Daten zur bakteriellen Genomik
In einem ergänzenden, von swissuniversities finanzierten Projekt wird die bestehende Pipeline der SPSP zur Verarbeitung bakterieller Sequenzierungsdaten namens IMMense erweitert, um mehr Arten, neue Sequenzierungsdatentypen und artspezifische Analysen zu verarbeiten. Diese neuen Funktionen werden die SPSP weiter stärken, indem sie die Einreichung bakterieller Genome durch Mikrobiologen in der Schweiz fördern.
Eine wichtige Ressource für die AMR-Forschung
Die verbesserte SPSP-Plattform wird auch dazu beitragen, wertvolle neue Erkenntnisse über AMR-Übertragungsmuster, mikrobielle Genomik und die Gestaltung wirksamer Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit zu gewinnen. Die neuen Tools und Datensätze werden Forschern, Universitäten, Krankenhäusern und Gesundheitsbehörden gemäß den FAIR-Prinzipien (Findable, Accessible, Interoperable and Reusable) zur Verfügung stehen. Dies wird die Zusammenarbeit zwischen diesen Akteuren stärken und den Beitrag der Schweiz zum Verständnis und zur Eindämmung der globalen Bedrohung durch Antibiotikaresistenzen fördern.
Weitere FAIRifizierung von Daten zur bakteriellen Genomik
In einem ergänzenden, von swissuniversities finanzierten Projekt wird die bestehende Pipeline der SPSP zur Verarbeitung bakterieller Sequenzierungsdaten namens IMMense erweitert, um mehr Arten, neue Sequenzierungsdatentypen und artspezifische Analysen zu verarbeiten. Diese neuen Funktionen werden die SPSP weiter stärken, indem sie die Einreichung bakterieller Genome durch Mikrobiologen in der Schweiz fördern.
Reference(s)
Bildnachweis: Dreidimensionales, computergeneriertes Bild von Escherichia coli, einem Stamm, der Extended-Spectrum-ß-Lactamase produziert und gegen eine Vielzahl gängiger Antibiotika resistent ist. CDC Public Health Image Library (PHIL) / Alissa Eckert – Medizinische Illustratorin
