Projekt MISSIoN - Multidrug-resistente invasive, nicht-typhoide Salmonella-Erkrankung bei Kindern: Die Rolle von Trägerschaft im Menschen und Umweltkontamination in einem endemischen Erkrankungsumfeld in Kenia

Klassischerweise werden Salmonellen in invasive typhoide und nicht-invasive enterische (nicht-typhoide) Salmonellen unterteilt. Während die invasiven typhoiden Salmonellen (S. Typhi, S. Paratyphi A, B und C) systemische Infektionen mit Darmbeteiligung hervorrufen, und daher in der Regel separat betrachtet werden, verursachen nicht-typhoide Salmonellen (NTS) beim Menschen in der Regel selbstlimitierende Gastroenteritiden. In seltenen Fällen können sich die Erreger jedoch über den Darm hinaus auf weitere Organe ausbreiten und einen septischen Verlauf mit zum Teil hohem Fieber verursachen. Diese Form der Erkrankung wird als invasive nicht-typhoide Salmonellenerkrankung (iNTS) bezeichnet und kommt in Deutschland bisher sehr selten vor. In den afrikanischen Ländern südlich der Sahara hat sich diese bisher wenig untersuchte Infektionskrankheit als eine der Hauptursachen für Blutstrominfektionen herausgestellt. Die meisten Fälle pro Jahr treten dabei bei Kindern unter 5 Jahren auf, wobei die Sterblichkeitsrate bei 20-25 % liegt. Zudem gibt die zunehmende antimikrobielle Resistenz (AMR) bei iNTS Anlass zu Besorgnis, da es immer weniger alternative Medikamente für eine wirksame Behandlung der lebensbedrohlichen invasiven Krankheit gibt, welche vor allem Patienten in Länder mit niedrigem und mittlerem Einkommen nicht zugänglich sind.

Im Gegensatz zu den typhoiden Salmonellen, bei denen die Ausscheidung der Erreger und hygienische Umstände als Übertragungswege gut dokumentiert sind, ist die Übertragung von iNTS weit weniger untersucht. Ziel des Projektes ist es daher in einem endemischen Krankheitsumfeld zu untersuchen, ob die Ausscheidung/Vorhandensein von NTS auf Haushaltsebene bzw. Umweltkontamination eine wichtige Rolle in der Ausprägung von iNTS-Infektionen bei Kindern unter 5 Jahren spielen, oder ob es sich hier um eigenständige Salmonellen-Varianten handelt. Es zeigte sich weiterhin, dass diese Stämme in starkem Masse Antibiotikaresistenzen aufweisen und im Projekt soll ebenso analysiert werden in welchem Ausmaß und welche Faktoren das Problem der Antibiotikaresistenz befördert wird. Besorgniserregend ist, dass iNTS-Infektionen auch in Deutschland mit zunehmender Prävalenz beobachtet werden. Daher sollen vergleichend iNTS Stämme aus dem kenianischen Setting mit Stämmen aus invasiven Infektionsverläufen aus Deutschland auf Ganzgenomebene analysiert werden.

Die Ziele des Projekts sind:

1. Bestimmung der Prävalenz sowie der Wirts-, Umwelt- und Erregerfaktoren, die mit der fortwährenden Ausscheidung von NTS-Stämmen bei scheinbar gesunden Personen in Verbindung stehen.
2. Beschreibung der Epidemiologie und Genomanalyse multiresistenter iNTS-Stämme von Patienten, Trägern/Ausscheidern und aus der Umwelt. Weiterhin sollen die Genome mit invasiven Stämmen aus Deutschland verglichen werden.
3. Identifizierung und Untersuchung von AMR-Genen in Haushalten und in der Umwelt (Trink- und Abwassersysteme) als potenzielle Quelle von Resistenzdeterminanten für iNTS.
4. Entwicklung von einfachen PCR-Tools, um die Identifizierung von iNTS und NTS auf lokaler Ebene zu verbessern und so die Risikofaktoren für die Übertragung von iNTS und AMR zu minimieren.
5. Durchführung von umfassenden Workshops/Schulungen zur Klassifizierung, Subtypisierung, Genomsequenzierung, Genom- und Metagenomanalyse von Salmonellen mit dem Ziel, wissenschaftlichen Strukturen in den afrikanischen Partnerländern zu stärken und NachwuchswissenschafterInnen gezielt zu fördern.

^{Abbildung: Im Rahmen des MISSIoN Projekts stehen die Übertragungswege von nicht-typhoiden Salmonellen, die invasive Infektionen verursachen, aus besonders betroffenen Regionen in Kenia im Fokus. Erreger im Umfeld der Patienten werden auch auf mögliche Antibiotikaresistenzen hin untersucht und genomischen Analysen unterzogen. Es finden außerdem umfangreiche Schulungen zum Capacity Building bzgl. verschiedenen Analysemethoden statt. Die Erkenntnisse sollen dazu dienen die Menschen vor Ort und in ähnlichen Lebensumständen über die Gefahren und Verbreitung von Salmonella Infektionen aufzuklären und wirkungsvolle Maßnahmen zur Verhinderung der Ausbreitung der Infektionen zu etablieren.}

Laufzeit: 2021 - 2024

Projektpartner:

• Kenya Medical Research Institute, Nairobi
• Robert Koch-Institut, Bereich Wernigerode, FG11 Bakterielle darmpathogene Erreger und Legionellen
• Robert Koch-Institut, Bereich Berlin, MF 1: Bioinformatik und Systembiologie
• Robert Koch-Institut, Bereich Wernigerode, MF 2: Genomsequenzierung und Genomische Epidemiologie

Projektförderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

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