Forschungs-Sofortprogramm Influenza (FSI) am Robert Koch-Institut

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1 Forschungs-Sofortprogramm Influenza (FSI) am Robert Koch-Institut Nationales Symposium für Zoonose-Forschung 07./08. Oktober 2009 Priv.-Doz. Dr. Thorsten Wolff; RKI, FG17

2 Humane Influenza 2 Pandemien 1918 (H1N1) 1957 (H2N2) 1968 (H3N2) H5? FSI Aviäre Influenza H5N1 H7N7 Saisonale Epidemien A/H1N1 A/H3N2 Typ B SO-Asien Europa 60% Mortalität NL

3 Forschungs-Sofortprogramm Influenza H5N1-Vogelgrippe und Pandemiegefahr ( ) 3 Das Forschungsvorhaben dient dazu, Defizite in der wissenschaftlichen Erkenntnis abzubauen, die Notwendigkeit und Zuverlässigkeit risikominimierender Maßnahmen zu beurteilen, die Grundlagen der wissenschaftlichen Politik-Beratung weiter zu verbessern. Projektbereiche (RKI): I. Epidemiologie II. Schnelldiagnostik III. Pathogenese und Tenazität IV. Impfstoffentwicklung (zusammen mit PEI) (Sponsoren: BMG, BMELV, BMBF)

4 Projekt II.1: Entwicklung eines Schnelltestes zum Nachweis von Subtyp-H5-Viren (NRZ) 4 Einsatz im Schnelltestformat (t = 30 Min.) : H5-Spezifität hohe Sensitivität dank PolyHRP-Technologie Nachweisgrenze des H5-ABICAP << 1 HA: deutlich sensitiver als bisherige Schnellteste Abicap, Senova GmbH Optimierte Antikörperpaarung im ELISA: Fang-/Detektions-mAk: 140/1/D9 Mix mit 10/1/D6, 157/1/F4 Spezifität: HPAIV H5N1 9/9 H5N2, H5N6 0/2 andere HA-Subtypen (H1-H16) 0/19 Influenza B-Viren 0/2 respiratorische Viren 0/26 Staphylo-/Streptokokken 0/16 Linke, Neubauer et al.

5 Projekt II.2: Schnelle Differenzierung von H5N1 Varianten durch Pyrosequencing (NRZ Influenza) 5 1 WHO, Februar 2008: 10 Clades Molekulare Marker + Cladespezifische Substitution

6 Projekt II.2: H5-Clade/Subclade Differenzierung in Pyrosequencing (PSQ)-Assays 6 PCR 1 PCR 2 HA 1 HA 2 Clade Subclade Substitution HA-Spaltstelle PSQ 1 PSQ 2 PSQ 3+4 PSQ 5 Molekulare Marker + Clade-spezifische Substitution Kombination von zwei PSQ-Assays ermöglicht spezifische Differenzierung von 7 H5N1-Subclades inkl. 1, 2.1, 2.2, 2.3 Erfolgreiche Evaluation in WHO-Ringversuchen M. Wedde, B. Schweiger et al.

7 Projekt II.2b: Genotypische Resistenzbestimmung (NRZ) 7 Neuraminidase-Inhibitoren Oseltamivir Tamiflu Zanamivir Relenza Adamantan-Derivate Amantadin Symmetrel Rimantadin Flumadine Resistenz-assoziierte Aminosäuren PSQ-Assays zur genotypischen Resistenzbestimmung Neuraminidase: E119 H1N1: H274Y R292K N294S G A G A A H5N1: H274Y G A G T A H3N2: E119V R292K N294S M2 Protein: L26F V27A/D A30T S31N G34E V119 Duwe & Schweiger, J Virol Methods

8 Projekt II.2b: Zirkulation von Oseltamivir-resistenten saisonalen A/H1N1 Viren (NRZ) 8 % resistente Viren Oct 07 Nov 07 Dec 07 Jan 08 Feb 08 Mar 08 Oct 08 Nov 08 Dec 08 Jan 09 Feb 09 Mar 09 Mutation: H274Y Zanamivir- und Adamantan-sensitiv nicht Therapie-assoziiert Symptome und Verlauf der Infektion unverändert Mensch zu Mensch Übertragung gezeigt Duwe et al. 2009, J Clin Virol

9 III.1: Das C-terminale ESEV Motiv des NS1 Proteins ist keine Virulenzdeterminante des H5N1-Virus (P15) 9 NLS I 73 dsrna binding domain Stopp Reverse Genetik: WT (A/Vietnam/1203/04) -ESEV (aviär) RSKV (human) = PDZ Bindungsmotiv Infektion: 5 PFU (10x LD50) Obenauer et al., 2006; Science We propose that the introduction of avian NS1 into human cells can potentially disrupt many cell pathways via binding to PDZ-domain containing proteins, while the human NS1 does not. Disruption of these pathways at the cellular level may well contribute to the higher mortality rates reported for the recent outbreaks. BSL3: Isocage-System Zielecki, Semmler et al., in preparation

10 Influenzvirus A/H1N (seit April 2009) ( Swine Flu, Mexican Flu ) 10 WHO/ECDC: > Fälle, 4432 Opfer ( )

11 Das neue Influenzvirus A/H1N ist verwandt mit porzinen Virusstämmen (MMWR, 21. April 09) 11 Classical swine North-American avian Human (H3N2) Eurasian avianlike swine Geringe Nachweisbarkeit durch Standard-Diagnostik: - RT-PCR, Antigen-Schnelltest, Therapierbarkeit? Symptomatik/Infektiösität? Eindämmungs-Strategie? Influenza A (H1N1) (Neumann et al., 2009)

12 Real-time PCR zum Nachweis von A/H1N1v 12 Bestellung von Primer/Sonden 27. April 2009 Assay-Evaluierung im NRZ Assay übermittelt an Gesundheitsämter 30. April 2009 Assay auf der RKI-Hompage 1. Ma 2009

13 Situation in Deutschland: gemeldete Fälle ( ) 13 Ende April Eindämmung/Verzögerung September Schutz vulnerabler Gruppen RKI: Epid. Wochenbericht,

14 I.3: Modellierung: Rasche Detektion, Isolation und Therapie verzögern den epidemischen Peak (Abt. 3) 14 d81 d136 Modell-Annahmen für Deutschland (R 0 = 1.58) - Zwei importierte Fälle / Tag - Reduktion der Transmission liegt bei 75% für die ersten Fälle und bei 50% für den ten Fall An der Heiden et al.; Plos One, in revision

15 I.2 Shedding-Studie: Symptomatik/ Infektiösität bei A/H1N1v? (Abt. 3) 15 Bei Übermittlung eines neuen Falls: Kontaktaufnahme von RKI mit Land, Gesundheitsamt und Familie Aussendung eines Feldteams Tägliche Beprobung des Haushalts-Index (N = 36) und aller Haushaltskontakte (N=83) Tägliche Befragung des Haushalts-Index und der Haushaltskontakte: Symptomatik Medikation (Abt. 3; U. Buchholz & Kollegen)

16 I.2 Shedding-Studie: Evidenz für Empfehlungen 16 RKI-Empfehlung ( ): Alle Erkrankte bleiben bis einen Tag nach Abklingen des Fiebers zuhause : Relatives Risiko, dass ein laborbestätigter Patient Virus ausscheidet, wenn er fieberfrei ist: 0.56 (p=0.006) Fieberfreiheit ist mit fehlender Ausscheidung assoziiert Tage RNA copies symptom score Nachweisgrenze MW(ohne Null)*PR Symptomscore - MW RKI shedding investigation group, Emerg. Infec. Disease, in revision

17 Projekt I.4: Das Informationspaket Wir gegen Viren 17 Medien mit ausführlichen Informationen zum persönlichen Infektionsschutz Kampagnen-Logo Webseite Broschüre 9 Tipps Faltblatt 9 Tipps Poster 9 Tipps Medien zum Schwerpunktthema Händewaschen TV-Spot Händewaschen Aufkleberaktion Händewaschen G. Meilicke, C. Bartels et al., IBBS

18 Nationales Symposium zur Influenzaforschung Berlin, November INFLUENZA FSI-Abschlussveranstaltung Treffen des FluResearchNets Information/Anmeldung:

19 Das FSI bedankt sich bei den Sponsoren für die Unterstützung! 19

20 II.2b: Resistenzen bei neuen A/H1N1v Viren? 20 RT-PCR mit anschließender PSQ-Analyse etabliert Neuraminidase 274 Stand: 01. Okt /326 NAI sensitiv 115/115 Amantadin-resistent M2 Protein 26, 27, 30, 31, 34 Duwe, Schweiger et al.

21 Humane Influenza 21 Pandemien 1918 (H1N1) 1957 (H2N2) 1968 (H3N2) Aviäre Influenza H5N1 H7N7 Saisonale Epidemien A/H1N1 A/H3N2 Typ B SO-Asien NL, B, D H1N1v Europa

22 II.1 Entwicklung eines Schnelltestes zum Nachweis von Subtyp-H5-Viren (NRZ) 22 Ziel: Methodik: Resultate: Etablierung eines Antigen-Capture-Assays zum laborunabhängigen Nachweis von H5-Asia Viren Generierung H5-spezifischer mabs 7 mabs hochspezifisch für Subtyp H5-Viren 2 mabs neutralisieren H5N1 Viren 1 mab zeigt spezifisches Färbemuster im IFT

23 II.3 Nachweis und Differenzierung von Influenza Viren mittels BioChip 23 Influenza BioChip 100% 80% % 40% Influenza BioChip 20% 0% AM H1 N1 H3 N2 H2 H5 H7 H9 BM positive negative Sensitivität des BioChips im Vergleich zur Real-time PCR ebiochip mobiles flexibles System für Diagnostik und Differenzierung vergleichbare Sensitivität mit real-time PCR

24 24 Projekt: II.2 Schnelldiagnostik und Differenzierung von H5N1 Varianten (NRZ Influenza)