Helgenomsekvensering (WGS) har revolusjonert vår evne til å bekjempe matbårne sykdommer ved å endre måten vi tenker rundt overvåking, utbruddsdeteksjon og respons. WGS gir en omfattende forståelse av de komplekse dynamikkene i matbårne utbrudd og muliggjør raske og målrettede responstiltak. Ved målrettet bruk av dette verktøyet kan kilden til matbårne utbrudd raskt og nøyaktig identifiseres, noe som muliggjør raske og målrettede responstiltak og bidrar til å forhindre ytterligere kontaminering og spredning i verdikjeden. Dette forbedrer mattryggheten og reduserer de menneskelige og økonomiske byrdene forbundet med matbårne utbrudd.

I et pågående Listeria-utbrudd i USA knyttet til fersken, som startet i 2018, avslører WGS hvordan sykdomsspredning kan strekke seg over flere år og stater. Ved hjelp av helgenomsekvensering har helsemyndighetene identifisert 11 sykdomstilfeller linket til samme utbrudd spredt over flere år, med den siste hendelsen i august 2023. Et tragisk dødsfall har også blitt rapportert i forbindelse med utbruddet. Helgenomsekvensering fungerer som et genetisk fingeravtrykk for sykdomsfremkallende bakterier, og i dette tilfellet har teknologien avslørt en sammenheng mellom pasienter fra 2018 og de som ble identifisert i fjor. Teknikken muliggjør identifisering av utbrudd selv når tilfellene er spredt geografisk og i tid.

John Besser, tidligere nestleder for Enteric Diseases Laboratory Branch ved Center for Disease Control, sammenligner helgenomsekvensering med "Star Trek" medisin, og hevder at det gir muligheter til å identifisere pågående utbrudd og ta proaktive skritt for å forbedre mattryggheten. Dette verktøyet gir informasjon som ligner på det Nasjonal Transport Safety Board gjør for flyulykker, og hjelper med å forebygge fremtidige feil i mattrygghetssystemer.

Art Liang, tidligere direktør for CDC's Food Safety Office, bemerker at helgenomsekvensering har fjernet tidsbegrensninger i utbruddsetterforskning og tillater helsemyndighetene å koble sykdommer på tvers av store geografiske avstander. Han peker på at helgenomsekvensering gjør det mulig å oppdage utbrudd som involverer flere land eller stater og som tidligere ville gått ubemerket hen.

Craig Hedberg, professor ved University of Minnesota, illustrerer hvordan helgenomsekvensering har bidratt til å løse et Salmonella-utbrudd knyttet til cantaloupe melon på tvers av USA og Canada Salmonella outbreak traced to cantaloupe doubles in size; one more person has died | Food Safety News. Han fremhever den kritiske rollen helgenomsekvensering spiller i å håndtere unike typer Salmonella og gir detaljert molekylær data for å forstå sammenhenger mellom utbruddsstammer.

Flere eksempler, som Listeria-utbruddet knyttet til Blue Bell-is, viser hvordan helgenomsekvensering har endret spillereglene for utbruddsetterforskning ved å avdekke utbrudd med få tilfeller over flere år.

Datadeling for forbedret mattrygghet

Flere internasjonale initiativer som GenomeTrkr, PulseNet International og Global Initiative on Sharing All Influenza Data (GISAID) har utviklet ulike modeller for datadeling for å effektivt utnytte WGS-data. Disse modellene varierer i åpenhet og tilgang; noen modeller prioriterer ubegrenset tilgang til genetiske data, mens andre deler data innenfor lukkede nettverk for å sikre ansvarlig bruk. Det europeiske mattrygghetsorganet (EFSA) prioriterer etablering av en robust infrastruktur for sikker og effektiv lagring og deling av WGS-data og tilhørende kontekstdata i EU og EØS. Målet er å fremme samarbeid og kunnskapsutveksling blant risikoanalytikere og -forvaltere på EU-nivå. Dette systemet skal sikre dataenes integritet og ansvarlig bruk, muliggjøre rask identifisering av flernasjonale matbårne utbrudd og fremme samarbeid mellom land. 

EFSA One Health WGS System, lansert i juli 2022, opererer innenfor et lukket miljø med streng tilgangskontroll, og tillater kun tilgang til matsikkerhetsmyndigheter i EU og EØS-land. Systemet består av en brukervennlig webapplikasjon og en kommandolinjegrensesnitt (CLI), støttet av en sofistikert backend-infrastruktur, som muliggjør sømløs integrasjon med eksisterende systemer i europeiske land. Gjennom denne helhetlige tilnærmingen til datadeling og samarbeid, kan EFSA One Health WGS System styrke overvåkingen og responsen på matbårne utbrudd, forbedre folkehelsen og øke mattryggheten. 

I Norge øker Veterinærinstituttets bruk av genetisk analyse for å overvåke og klarlegge smitteveier i mat, dyr og mennesker, og WGS av bakteriestammer benyttes nå rutinemessig i utbruddsoppklaringer. Dette kommer frem i Veterinærinstituttets årsrapport for 2023.  Spesielt fremheves implementeringen av det WGS-spesifikke Clarity LIMS systemet, som nå er i produksjon. De fleste sekvensdata overføres til den instituttutviklede analyseplattformen VIGAS, hvor det er lettere å holde oversikt over dataene. Flere pipelines for spesifikke agens er tilgjengelige i VIGAS, og en slektskapsbasert pipeline for utbruddsoppklaring er nær ved å bli validert, noe som vil styrke instituttets evne til utbruddshåndtering. Instituttet har de siste årene bygget opp omfattende kompetanse og infrastruktur for sekvensering og bioinformatiske analyser. Som følge av dette, bidrar de nå aktivt med sekvensdata i oppklaringen av matbårne utbrudd i samarbeid med Folkehelseinstituttet (FHI). Veterinærinstituttet er ledende i Europa når det gjelder forvaltning og bruk av slike data, og deltar aktivt i flere europeiske prosjekter. 

FHI informerer på sine hjemmesider om at de er i gang med et EU4Health-finansiert prosjekt (NOR-WGS: Forbedret infrastruktur for helgenomsekvensering). Prosjektet varer til 31.12.2025, og har som mål å styrke Folkehelseinstituttets kapasitet for mikrobiologisk helgenomsekvensering. Dette skal forbedre overvåkningen og oppklaringen av utbrudd gjennom digitalisering av laboratoriearbeid og utvikling av nye sekvenseringsprotokoller. Verktøy for analyse, visualisering og deling av sekvensdata vil bli utviklet og integrert med det sentrale datasystemet, for å skape en sammenhengende prosess fra prøvemottak til analyse.

Utfordringer knyttet til innføring av helgenomsekvensering

Til tross for den tydelige positive effekten WGS har på overvåking og respons ved matbårne utbrudd, møter implementeringen flere utfordringer, også i europeisk sammenheng. Et omfattende overvåkingsprogram som utnytter WGS krever en koordinert tilnærming som involverer flere interessenter på ulike nivåer innen One Health-rammeverket. Dette inkluderer offentlige helsevesen, mattrygghetsorganisasjoner, veterinærmyndigheter og reguleringsmyndigheter. Imidlertid hindres sømløs koordinering av ulikheter i organisasjonsstrukturer, kulturelle og politiske faktorer samt tekniske og operasjonelle utfordringer. Eksisterende lovgivning, forskjellige prioriteringer og motstand mot endring kan hemme bruk av WGS for å forbedre folkehelsen og responstiden ved matbårne utbrudd, hvor korrekt datainnsamling og deling er kritisk for tidlig utbruddsdeteksjon og effektiv respons. 

Økonomiske faktorer påvirker også enkelte lands evne til å ta i bruk WGS rutinemessig. Kostnadene forbundet med å etablere og vedlikeholde sekvenserings- og databehandlingsteknologi kan skape barrierer for implementering. Utvikling av kapasitet på landsnivå er derfor essensielt for å sikre produksjon av høy-kvalitets og reproduserbare data. På det tekniske plan oppstår utfordringer knyttet til databeskyttelse, lagring og deling av WGS-data og tilhørende kontekstdata på grunn av infrastruktur- og tekniske krav. Vitenskapelige hensyn spiller også en viktig rolle i effektiv utnyttelse av WGS-data, hvor valget av passende sekvenseringsplattformer og analytiske verktøy er avgjørende for å sikre dataens kvalitet og harmonisering. 

Helgenomsekvensering har endret måten helsemyndigheter og næringsmiddelindustrien håndterer mattrygghet på, gir muligheten til proaktive tiltak og forhindrer fremtidige utbrudd. Ved å gjøre det usynlige synlig, tilbyr denne teknologien kraftige verktøy for å forstå, spore og bekjempe matbåren sykdom nå og inn i fremtiden.

Analysemetoder rettet mot næringsmiddelindustrien

Vi tilbyr de nyeste genetiske analysemetodene for karakterisering og bestemmelse av slektsskap mellom mikroorganismer.

Våre tjenester er rettet mot næringsmiddelindustrien og er spesielt tilpasset analyse av ulike typer matvarer, råvarer, avfallsprodukter og miljøprøver fra produksjon.

Les mer om helgenomsekvensering

Kilder:

• Food Safety News: High technology is the key to detecting foodborne outbreaks over space and time | Food Safety News
• Food Safety Magazine https://www.food-safety.com/articles/8936-efsas-wgs-system-enhancing-food-safety-in-the-eu-by-connecting-genomic-data
• Veterinærinstituttets årsrapport 2023
• NOR-WGS: Forbedret infrastruktur for helgenomsekvensering https://www.fhi.no/hd/laboratorie-analyser/nor-wgs-forbedret-infrastruktur-for-helgenomsekvensering/
• Denne faginfo er laget ved hjelp av chatGTP. Innholdet er kvalitetssikret av en fagperson hos Eurofins

Se flere fagartikler