Analys av biologiska ämnen - slutrapport för perioden 2012-2014

Projektet syftar till ökad kunskap hos FOI för att förbättra det civila samhällets samlade laboratorieförmåga att identifiera och spåra smittsamma mikroorganismer och för att stödja FM på ett användbart sätt i deras framtida utveckling inom B-analysområdet för B-agens som kan betraktas som antagonistiska hot. Arbetet i projektet har under treårsperioden varit organiserad i fem arbetspaket: i) Samverkan inom European Biodefence Laboratory Network (EBLN), (ii) Utveckling av metagenomik för identifiering av B-agens i miljöprover, (iii) Utveckling av statistiskt ramverk för beräkning av bevisvärde i en mikrobiell forensisk utredning, (iv) Genotypning, geografisk spridning och genetisk diversitet av harpest i miljön och (v) Uppdatering och komplettering av befintliga stamkollektioner med nya isolat samt vidmakthålla viabiliteten på de stammar som ingår i FOI:s BSL-3 stamkollektioner Resultaten av samarbetet inom EBLN har sammantaget givit tillgång till referenskollektioner för många olika hotagens och motsvarande genomsekvenser, samt harmonisering av metoder för bioinformatisk analys av genomdata i syfte att kunna utväxla rådata mellan olika laboratorier. Referensbibliotek med genomdata samt referenskollektioner av hotagens är ovärderliga verktyg för utveckling av moderna metoder för B-analys. Två olika varianter av metagenomik, shotgunsekvensering och amplikon-sekvensering utvärderats inom arbetspaket (ii). Resultaten visar att shotgun sekvensering ger en bild av vilka gener som finns i provet. Vidare utveckling krävs för att definitivt säkerställa vilka bakterier som finns i provet. Amplikon-sekvensering har främst applicerats för spårning av fekal förorening i vatten. Sammantaget visar resultaten att detta är en användbar metod för att kunna identifiera när fekal kontaminering har skett och vilken källa som bidrar till föreningen i vatten. Formerna för ett ramverk för beräkning av bevisvärde vid händelse av en biologisk attack har utvecklats inom arbetspaket (iii). Vi har visat med våra exempel att det går att räkna bevisvärden för händelser där stammarna som sätts mot varandra är extremt lika, till och med för stammar som är identiska på konsensusnivå. Den metodik som utarbetas är generell och kan användas för att värdera styrkan för alla typer mikrobiell spårning av smittkälla och ursprung och är inte begränsad till forensiska sammanhang. Inom arbetspaket (iv) har vi visat att kunskap om den lokala naturliga genotypdistributionen och genotypfrekvensen för olika smittämnen är avgörande för att kunna detektera eventuella avvikande mönster som kan tyda på avsiktlig spridning. Vi har också visat att det finns en betydande miljöbakgrund av närbesläktade harpestbakterier i miljön som inte är farliga för människor men som kors- reagerar med nuvarande genetiska och immunologiska metoder. Vidare har vi identifierat en skarp gräns i nord-sydlig riktning genom Tyskland som separerar två kloner av harpest. Genom att kartlägga denna distribution kan vi nu avgöra om ett harpestprov kommer från Väst- eller Östeuropa. Vi har inom arbetspaket (v) fortsatt uppdateringen och komplettering av befintliga stamkollektioner med nya isolat under treårsperioden. Projektet har under treårsperioden följt forskningsplanen med mycket små avvikelser och de mål som formulerades vid ingången av 2012 har i stort uppnåtts och i vissa delar överträffats.