1 / 29

Identifiering och analys av antagonistiska bioagens

Identifiering och analys av antagonistiska bioagens. Biologiska Ämnen . toxin från mikroorganismer . mikroorganismer . bakterier virus svampar protozoer prioner . Antagonistisk användning?? . Antagonistisk.

marcie
Download Presentation

Identifiering och analys av antagonistiska bioagens

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Identifiering och analys av antagonistiska bioagens

  2. Biologiska Ämnen toxin från mikroorganismer mikroorganismer • bakterier • virus • svampar • protozoer • prioner Antagonistisk användning??

  3. Antagonistisk • framtagande, användning eller hot om användning av biologiska ämnen i annat syfte än fredliga • biologisk krigsföring • bioterrorism • biokriminalitet

  4. - biologiska stridsmedel - bioterrorvapen/”biovapen” Olika syften – olika namn - skiljer dock mellan olika länder – och mellan organisationer Biologiska krigföring: - strategiskt eller taktiskt motiv Bioterrorism: - politiska, religiösa, ekologiska eller andra ideologiska motiv Biokriminalitet: - motiverat av personliga skäl t.ex. hämnd eller ekonomisk vinning - biologisk olycka, oavsiktligt utsläpp av biologiska agens. Brott om grov oaktsamhet

  5. Biologisk krigföring • Storskalig användning • Höggradigt farliga smittämnen eller toxiner • effekt och produktion väl undersökta i program • Främst utspridning via luft • även annat t ex livsmedel, vatten • Omfattande effekter (människor, djur och växter)

  6. Bioterrorism eller biokriminalitet • Småskalig användning • ”Andra” smittämnen/toxiner • tillgänglighet • rykte • Annan utspridningsmetod • t.ex. livsmedel, vatten • Mer begränsade effekter – fast det beror på …. • främst ekonomiska effekter • Biologisk olycka

  7. Bioterrorism eller biokriminalitet • Småskalig användning • ”Andra” smittämnen/toxiner • tillgänglighet • rykte • Annan utspridningsmetod • t.ex. livsmedel, vatten • Mer begränsade effekter – fast det beror på …. • främst ekonomiska effekter • Biologisk olycka

  8. Ex. på bioterrorism • 1972 Produktion av ca 30 kg Salmonella typhi,planerat spridningvia vatten, upptäckta i tid • 1984 Salmonella i salladsbarer i Oregon 750 sjuka, 45 sjukhusvård, inga döda • 1990-95 Botulinum-toxin och Anthrax i Tokyo • Inga sjuka: inget toxin, vaccinstam • Försök med Coxiella, intresse för Ebola • 2001 Antraxbrev i USA, 22 sjuka, 5 döda kompetent gärningsman, koncentrerad preparation Bild: Wikimedia Commons

  9. Ex. kriminalitet med biologiska ämnen • 1960-talet Japan; Salmonella typhi via mat ~ 200 sjuka, 4 döda (doktorand) • 1970 Canada; grisparasit Ascaris suum/umbricoidesvia mat, 4 sjuka (doktorand parasitologi) • 1990 Skottland; tarmparasit Giardia lamblia via vatten, 9 sjuka (okänd) • 1996 USA; Shigella dysenteriae via muffins och munkar, 12 sjuka (lab-arbetare på sjukhus) • 1996 Japan, E. coli O:157 i 7-Eleven-butiker, lösenkrav på 120 miljoner Yen (enskild) • 1990-talet HIV smittat blod injicerats i friska, flera tillfällen • 1978 – nu Ricin, administrerat per t ex brev

  10. Ex. oavsiktlig spridning • InfluenzaH1N1 virus, 1977, Sovjet, Kina? • B. anthracissporer, Sverdlosk, 1979, Sovjet • Francisella tularensis typ A, Slovakien, 1986 • (LegionellaBorregaardInd. Norge 2005-2008, m.fl.) • # Vatten och livsmedel

  11. Dual Use Research of Concern (DURC) Example - Controversy over NIH-funded research on the transmissibility of H5N1

  12. Biologiska ämnen bioterror och biokriminalitet - önskvärda egenskaper • Sjukdomsframkallande eller toxiska (inkubationstid, infektionsdos och grad av sjukdom) • Möjliga att odla eller producera • Tåliga • (Behandlingsbara) • (Möjlighet till genetisk modifiering) • (Smittsamma) Bakterier på agarplatta

  13. Scenario: Aerosolized release of F. tularensis in central London 2.4 million exposed 130 000 infected 24 000 death From: Egan, et al., 2011. Modeling inhalational tularemia Biosecur. Biodefen.9, 331-43. Modeled daytime aerosolized release of F. tularensis in central London (inset map) Multivariate hypergeometric redistribution of cases from work to home (main map).

  14. Öppet eller Dold Biologisk Attack Objektprov - ytprov, pulver, swabs, burkar vatten, jord, luft, vegetation etc. Polisen, KBV, Tullen SÄPO, Nationellt forensiskt CBRN nätverk Epidemiologiskt fokus Forensiskt fokus Från: ”Toward a System of Microbial Forensics: from Sample Collection toInterpretation of Evidence”. AEM. 2005

  15. Identification and analysis Levels of analysis – and resolution Attribution Natural vs Intentional • Investigation for Attribution of Perpetrator • Genome sequence data of • attack agent • Background data (for comparisons) • agent population structure data • genotype distribution data • high-resolution matching with possible sources • How is the material • synthesized/produced? • particle sizes? • associated signatures? • geographical origin? • Established Chain of Custody • (mode of operation) • -Intelligence information • -Classical forensic data (fingerprints etc.) Identification Investigation for Detection of Covert Illegitime Release • Anomalies in: • - Antibiotic resistance • - Mutational bias • - geographic distribution of • genetic group (DNA fingerprint) • Anomalies in: • - geographic distribution of disease • - transmission routes • - outbreak intensity and dynamics • - clinical manifestations • Intelligence information Laboratory Identificationfor Treatment & Prophylaxis • type of infectious agent • - virus, bacterium, fungus, protozoan, or toxin • genus & species • antimicrobial resistance • contagiousness • - person to person spread?

  16. Rate of DNA sequencing 5 months 14 months 19months

  17. Sequencing platforms

  18. Sequencing technologies Solid 50bp 100-250bp Illumina 454 450bp Sanger 1000bp

  19. Genome sequencing @FOI Sanger Sequencing Handful of published “Sanger” genomes First FOI genome published 2005 in Nature Genetics (NCBI Bioproject no 9) Next Generation Sequencing (NGS) 20 genomes by 454 200 genomes by Illumina (SE/PE/MP) > 500 new genomes are planned to be sequenced 2012-2014 Genomes of interest Francisella Coxiella Bacillus And some others… Metagenomics

  20. Francisella Live Vaccine strain Two major direct repat mediated deletion events • Type IV pilA protein • Fe utilization protein A, FupA Salomonsson, E. et al.Infect. Immun.77, 3424-31 (2009). Svensson, K., et al. J. Bacteriol187, 3903-3908 (2005). Twine, S. et al.Infect. Immun.73, 8345-8352 (2005). Lindgren, H. et al.Infect. Immun77, 4429-4436 (2009).

  21. Genome phylogeny Francisella Clade I Clade II Sjödin et al. in press • Submitted genome sequences New WGS isolates within Francisella tularensis (type A/B) not listed by strain name

  22. Variation in gene content in Francisella Core genome 7 F. tul specific genes, -Epolysacc -LPS O-ant -Hyp mprot Sjödin et al. submitted

  23. Core and pangenome A. Accumulation curve (core genome) for the number of genes in common B. Accumulation curve for the total number of genes (pan genome) , clinical , environmental Sjödin et al. submitted

  24. Evaluation of PCR primers Hallander et al. In prep

  25. Accidential release F. tularensis type A, Slovakia 1986. Different mutationalpatternlaboratory vs naturalpropagation

  26. WGS for identification of presence and absence of genes

  27. Whole genome sequence variation, Streptococcus pneumoniae PMEN1 lineage 240 strains isolated 1984-2008 Croucher et al., 2011 Science 331: 430-434

  28. Nationell genomdatabas för riskklass 3 agens • Diversitet, populationsstruktur, pan- genom, core-genome (viktigt för vacciniologi) • Evolution • Patogen potential • Antibiotika resistens prediktion • Geografisk genotypdistribution • Naturlig eller laboratorie propagering • Genetisk manipulation • Forensisk Mikrobiologi • Diagnostikutveckling • ”Det oförutsägbara”

  29. “Det är bättre att vara förberedd på det osannolika, än helt oförberedd på det katastrofala.” Bruce Budowle, FBI

More Related