Foto: Tuala Hjarnø

Sygdomsovervågning med global database

fredag 13 sep 13
|

Kontakt

Rene S. Hendriksen
Professor MSO
DTU Fødevareinstituttet
35 88 62 88

Genomsekventering

Ved en genomsekventering bliver et helt genom sekventeret i modsætning til tidligere, hvor man blot analyserede de gener, hvor man formodede, der kunne være mutationer. 

Den nye metode er hurtigere, billigere, og den giver et fuldstændigt billede af en bakteries dna i modsætning til den tidligere metode.

Global Microbial Identifier

DTU har taget initiativ til at samle forskere fra hele verden for at udvikle en global og åben database, der
skal kortlægge, identificere og overvåge mikroorganismer ved hjælp af genomsekventeringssteknologi.

Læs mere om projektet på: 

En ny teknik kan på et døgn afkode en bakteries dna. Teknologien kan bruges til overvågning af infektiøse sygdomme og kan dermed revolutionere global sygdomsbekæmpelse.

Ingen ved det med sikkerhed, men 38-årige Jean Salgadeau Pelette er formentlig det første offer for den koleraepidemi, der hærgede Haiti efter jordskælvet. Den 16. oktober 2010 vågner han op og går som sædvanlig ned til floden for at vaske sig. Han er langtfra alene ved floden Latem River. Få timer efter sin badetur bliver Jean Salgadeau Pelette fundet ved bredden. Stærkt afkræftet og ude af stand til at gå hjem på grund af et voldsomt og pludseligt opstået maveonde. Ingen skænker kolera en tanke, for blandt Haitis utallige problemer bliver lige netop den sygdom ikke set som en trussel for den plagede befolkning.
Langt fra Haitis kaotiske tilstande sidder professor Henrik Westh på sit kontor på Hvidovre Hospital. Her forsker han i multiresistente bakterier. For godt et halvt år siden begyndte Hvidovre Hospital at tage en ny teknologi inden for genomsekventering i brug. En teknologi, der gør Henrik Westh og hans kollegaer klogere på, hvordan bakterier er skruet sammen. Tidligere kunne der gå op til to uger, inden en bakteries dna kunne aflæses. Men nu er det lykkedes at udvikle en metode, der inden for et døgn kan afkode en bakteries dna, fordi den nedbrydes i små stykker. Herefter sætter en computer stykkerne sammen, så man kan få de såkaldte genomsekvensdata, der giver den fulde dna-profil på bakterien. På den måde kan man helt nøjagtigt sammenligne to bakterier og fastslå, om de er ens. Når man kender bakteriens genom, kan man samtidig fastslå, hvilket antibiotikum den er resistent over for, og dermed kan behandlingen blive langt mere præcis og effektiv, end den var tidligere. Som et af de første steder i verden har Hvidovre Hospital nu gjort metoden til en del af driften, fortæller professor Henrik Westh.
”Det er et stort skridt i den rigtige retning. Vi har aktuelt et udbrud af en multiresistent bakterie på hospitalet, som vi forsøger at få kontrol over, så den ikke bider sig fast og bliver en del af den naturlige bakterieflora herude. Genomsekventering er en enorm hjælp og et fantastisk værktøj til hurtigt at lokalisere og forstå et udbrud. Vi får langt mere information om bakterierne med denne metode. Bl.a. en forståelse af, hvem smitter hvem, og hvordan udbruddet hænger sammen. Og så hjælper metoden os til at indsnævre gruppen af smittede. Det gør det muligt at handle hurtigt og korrekt, afbryde smitteveje og som oftest finde smittekilden,” siger Henrik Westh. 

’Det er en revolution’

Da udsendte nepalesiske FN-soldater sender deres afføring ud i den haitianske flod, er det som at sætte ild til en krudttønde, og allerede klokken 16 dør Jean Salgadeau Palette. Det er under ti timer siden, han vaskede sig i floden. Han er langtfra det eneste offer for den enorme koleraepidemi, der i efteråret i 2010 udvikler sig til verdens største udbrud af kolera. De næste uger og måneder bliver 400.000 mennesker smittet, og 4.000 dør af kolera, fordi de ikke når at få behandling. Bakterien har ideelle betingelser i det fattigste land på den nordlige halvkugle.
DTU Fødevareinstituttet har ved hjælp af genomsekventering konkluderet, at koleraudbruddet, der opstod i Haiti i 2010, med al overvejende sandsynlighed stammer fra nepalesiske FN-soldater, der bragte bakterien med sig hjemmefra. Konklusionen har vakt stor international opmærksomhed og har vist potentialet i genomsekventering. Man ved generelt ikke meget om, hvordan bakterier og vira spreder sig, og i takt med at verden bliver stadig mere globaliseret, og mennesker hurtigt flytter sig fra det ene sted til det andet, opstår muligheden for, at bakterier flytter med som blinde passagerer.
DTU-forskerne har derfor efterfølgende taget initiativ til projektet Global Microbial Identifier. I projektet skal en række internationale institutioner etablere et globalt system til at samle, dele, undersøge og oversætte genomsekvensdata fra mikroorganismer for at forbedre national klinisk diagnostik og international sygdomsovervågning.
”Initiativet vil inden for en 10-årig periode gøre det muligt i løbet af en enkelt dag at bestemme, hvilken bakterie eller virus der forårsager sygdommen hos en patient og foreslå den optimale behandling. Uanset hvor i verden man befinder sig. Det betyder, at lægen hurtigere kan behandle patienten med den rette medicin,” siger Rene S. Hendriksen, ph.d. og seniorforsker på DTU Fødevareinstituttet.
Med muligheden for hurtigt at analysere en bakteries arvemateriale med genomsekvensdata står vi over for det potentielt største videnskabelige gennembrud inden for mikrobiologien i mere end 100 år og den største ændring i bekæmpelse af infektioner siden opdagelsen af penicillin, forklarer han.
”Forståelsen af, hvordan vira og bakterier spreder sig, vil være på et niveau, hvor man kan forudsige epidemier. Intet mindre,” siger Rene S. Hendriksen. Den vurdering står han ikke alene med. Marc Allard er genomforsker ved Food and Drug Administration (FDA) i USA. Han tøver ikke med at kalde metoden en revolution i bekæmpelsen af multiresistente bakterier.
”Selve metoden er langt hurtigere, langt mere detaljeret, og den koster kun en brøkdel af den tidligere sekventeringsmetode. Derfor har teknologien et enormt potentiale i forhold til at forbedre folkesundheden i hele verden. Vi har kun set toppen af isbjerget i forhold til rækkevidden af genomsekventering,” siger han. 

Foto: Tuala Hjarnø      Foto: Tuala Hjarnø
På Hvidovre Hospital holder man skarpt øje med multiresistente bakterier, så de ikke bliver en del af hospitalets naturlige bakterieflora. En ny metode til at afkode bakteriernes dna — genomsekventering — betyder, at dette arbejde bliver langt mere effektivt. Fotos: Tuala Hjarnø

Potentiale for udviklingslande 

Omkring 22 procent af alle dødsfald skyldes en infektionssygdom. Effektiv behandling bliver ofte hæmmet af langsommelig diagnostik og mangel på viden om infektionen.
Derfor har teknologien et særligt potentiale i udviklingslande, hvor den kan indføres direkte som led i opbygningen af bedre sundheds- og fødevaresikkerhedssystemer. DTU samlede i februar 170 internationale forskere for at diskutere perspektiverne i genomsekventering. De blev enige om at arbejde for en global database, der indeholder genomsekvensdata fra alle kendte mikroorganismer. Databasen skal samle og vise resultater om art, type og antibiotikaresistens. Dermed vil patienter verden over kunne få en mere effektiv behandling. Og forskere og behandlere kan detaljeret følge eksempelvis et udbrud af fugleinfluenza eller en koleraepidemi.
Marc Allard er en del af den forskergruppe, der skal udvikle databasen. Han fremhæver DTU-forskerne som afgørende for projektet.
”Vi ville ikke være nået så langt, som vi er i dag, uden DTU’s forskning og initiativer. Forskerne fra DTU leder udviklingen og er afgørende for, at vi forhåbentlig lykkes med en global database, der kan identificere mikroorganismer hurtigt og effektivt,” siger han.
En globalt opdateret database ville kunne have forudsagt risikoen for spredning af kolera i Haiti. I ugerne inden de nepalesiske FN-soldater rejste til Haiti for at hjælpe efter jordskælvet, var der flere tilfælde af stormfloder, der overskyllede kloakkerne i Nepal. Det betød en høj risiko for udbrud af kolera og dermed for, at soldaterne tog bakterien med til Haiti. 

Politiske udfordringer 

En af de største udfordringer for den globale database er, at verdens politiske ledere skal acceptere at ensrette og dele store datamængder med hinanden. Og en forudsætning er, at en række udfordringer i forhold til data- og patientsikkerhed bliver løst, så de store mængder data ikke kan misbruges.
”Hvis det lykkes, så kan vi om 10 år bestemme, hvilken bakterie eller virus der forårsager sygdommen hos en patient, og foreslå den optimale behandling – vel at mærke overalt i verden og på én dag”, slutter Rene S. Hendriksen.
I Haiti lurer koleraen stadig. Bakterien har bidt sig fast i landets bakterieflora og er kommet for at blive. Men nu ved haitianerne i det mindste, hvad de er oppe imod. 

Reportageelementerne fra Haiti er inspireret af artiklen ’In Haiti, Global Failures on a Cholera Epidemic’ fra New York Times.

Relaterede Videoer  

Vis flere