National Service combined with International Excellence

2.2

In 2021, the Department of Microbiology of the Laboratoire national de santé (LNS) continued its contribution to the national response to the COVID-19 pandemic by supporting Luxembourg and its people through multiple outreach activities and its genomic surveillance programme. At the same time, the Microbiology team also identified its sustainable highlights of excellence beyond Corona.

One of the main milestones of 2021 was the nomination as the National Reference Laboratory for acute respiratory infections in Luxembourg by the Ministry of Health, until January 2028. This nomination constituted a further achievement as the LuxMicrobiobank was also nominated to represent Luxembourg in the World Health Organization’s (WHO) BioHub initiative, and the department was awarded the HERA (Health Emergency Preparedness and Response Authority) incubator grant, worth 4.8 million euros from the European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC), in order to expand and widen the spectrum of its reference activities provided by LNS Luxembourg Genomic and Molecular Microbiology Unit (LUX-GEMM) in response to the COVID-19 pandemic.

Designation as the National Reference Laboratory – a mandate to provide reference functions in the public health sector

Dr Tamir Abdelrahman, head of the LNS Department of Microbiology, explains that the appointment as the National Reference Laboratory for acute respiratory infection consolidates the various activities that the department has undertaken over the past years, especially during the COVID-19 pandemic: “This nomination is also a mandate to provide reference functions in the public health microbiology sector and a step forward in coordinating national efforts with the Health Directorate (DISA) and partner laboratories. The new National Reference Laboratory is built on several pillars. It provides excellent clinical microbiology services, a strong research and development arm to identify the state-of-the-art diagnostic technology to be rolled out to laboratories across the country, public health microbiology, training and education and international collaboration.”

Dr Trung-Nguyen Nguyen, head of the Virology and Serology service, welcomed the perfect timing of the nomination that came in just as the department was expanding the national genomics surveillance programme, launched in March 2020, to hospitalised patients. Plans are also underway to introduce further phylodynamics studies matching the international standards of data collection: “The implications for the initiative for national seroprevalence studies and vaccination follow-up programmes are significant. Although most efforts were directed toward COVID-19, it should also be mentioned that we implemented the “ReViLux” surveillance programme for all respiratory viruses, which will expand to bacterial pathogens in the next phase.”

LNS Biobank first to deliver COVID-19 virus samples to WHO BioHub

Since the identification of the first SARS-CoV-2 in Luxembourg, there was a plan to establish a dedicated microbial biobank to ensure storage of clinical samples in a timely manner in order to facilitate the rapid characterisation of the virus, either via sequencing or virus culture. The LuxMicroBiobank was launched by the LNS in May 2020 to host all positive SARS-CoV-2 samples and to serve as a resource for validation of new diagnostic methods in Luxembourg by offering fair and equitable access to anonymised clinical samples to all partners based on public health needs. The already LuxMicroBiobank hosts 83 106 SARS-CoV-2 positive samples (since Mars 2020). The Ministry of Health has recognised the success of the LuxMicroBiobank through its nomination to represent Luxembourg in the WHO BioHub initiative. Luxembourg has thus joined a small group of countries (including Italy, Egypt, Thailand, Switzerland, Japan, El Salvador, South Africa, UK, Portugal, and Peru) to participate in the pilot phase of the BioHub project, dedicated to SARS-CoV-2. The Grand Duchy was the first to provide COVID-19 virus samples to the new hub in the framework of the initiative.

The LNS becomes one of the main public health microbiology hubs in Europe

Another very notable event of the year was the European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC) awarding LNS – Microbiology the HERA incubator grant (4.8 million euros) to expand and widen the spectrum of activities provided by LNS LUX-GEMM in response to the COVID-19 pandemic. On 17 February 2021, the European Commission launched the “HERA Incubator” programme as a new EU bio-defence preparedness plan against SARS-CoV-2 variants making substantial investments to increase Member States’ capacity to identify and characterise variants. In April 2020, the Ministry of Health nominated the LNS as project lead for the national capacity building grant view to the existing infrastructure and ongoing whole-genomic sequencing activities for SARS-CoV-2. The LNS is also participating in the development of regional data hubs in order to facilitate the timely reporting of whole-genome sequencing (WGS) and reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) data to the ECDC.The HERA incubator grant offers a major boost to the national drive-in capacity building, enhances the cross-border pandemic preparedness and response cooperation, and it establishes LNS-Microbiology as one of the main public health microbiology hubs in Europe.

” The department of microbiology had delivered successful projects in 2021, which is due to the excellent expertise and cooperation within the team”, states Tamir Abdelrahman, “as well as the strong collaboration with our many external partners. I am sure that we have created a very strong basis to successfully continue our work towards internationally recognised scientific excellence for Luxembourg and its people.”

In 2021, the LNS Microbiology team also continued to play its major role as Fighters against Covid-19 in Luxembourg through several sequencing and outreach activities

Below are selected highlights of activities in 2021:

Long-term care facilities: the LNS deployed 13 outreach teams, each composed of one administrator and one nurse to perform systematic RT-PCR testing in nursing homes in Luxembourg. The visits were planned in 3-week cycles. An urgent intervention team was set up if a cluster was identified by the Inspection Sanitaire. The systematic testing was complementary to frequent rapid diagnostic testing using antigen detection tests introduced earlier during the year.
National COVID-19 Seroprevalence programme: serological testing was performed upon invitation to monitor the seroprevalence of anti-SARS-CoV-2 antibodies in the population. Individuals were invited to one of the three DBS (Dried Blood Spots) Centers; Centre de Prélèvement (CDP) of the LNS, Maison Médicale Val Fleuri Luxembourg and Maison Médicale Ettelbruck.
School Testing: The department of microbiology helped implement the Ministry of Education’s testing strategy in schools with PCR testing targeting primary schools as the younger population (< 12 years old) were not vaccinated. The LNS deployed on average 12 teams working on the school testing.
The national programme “COVID-19 vaccination Serology follow up – COVVAC Sero” (COVVAC SERO): The program was launched on 15 June 2021, in partnership with DISA to evaluate the development of antibodies post-vaccination and to create a national database for vaccination follow-up in nursing homes. For the sampling, a less invasive method was chosen, namely the DBS test. Patient were only required to provide a few drops of blood. The goal was to test interested individuals from the 66 different nursing homes in Luxembourg every 3 months to establish their antibody levels and to evaluate the effectiveness of the different types of vaccines that were currently used against the different SARS-CoV-2 variants.
CORONAVAR: Detection of SARS-CoV-2 variants of concern in wastewater – The LNS department of microbiology participated in the CORONAVAR project (the Luxembourg National Research Fund (FNR) COVID-19 project) coordinated by the Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST), which consisted in detecting and characterising SARS-CoV-2 variants circulating in Luxembourg wastewater. The data collected during the project provided the prevalence of SARS-CoV-2 new variants of interest (VOI) and of concern (VOC) in wastewater samples from approximately 75% of the Luxembourg population. This information was essential to help policy makers manage the health crisis and to set up or lift different protective measures for the population based on the prevalence estimates at the wastewater treatment plants.

key facts and figures

Un service national associé à une excellence internationale

En 2021, le département de microbiologie du Laboratoire national de santé (LNS) a poursuivi sa contribution à la réponse nationale à la pandémie de COVID-19 en soutenant le Luxembourg et sa population par de multiples activités de sensibilisation et un programme de surveillance génomique. Dans le même temps, l’équipe de microbiologie a établi des points forts durables d’excellence au-delà du coronavirus.

Désignation comme laboratoire de référence national – un mandat pour assurer des fonctions de référence dans le secteur de la santé publique

Le Dr Tamir Abdelrahman, chef du département de microbiologie du LNS, explique que la nomination en tant que laboratoire national de référence pour les infections respiratoires aiguës consolide les différentes activités que le département a entreprises ces dernières années, notamment pendant la pandémie de COVID-19 : « Cette nomination est également un mandat pour assurer des fonctions de référence dans le secteur de la microbiologie en santé publique et un pas en avant dans la coordination des efforts nationaux avec la Direction de la santé (DISA) et les laboratoires partenaires. Le nouveau laboratoire national de référence repose sur plusieurs piliers. Il fournit d’excellents services de microbiologie clinique, un solide bras de recherche et développement pour identifier les technologies de diagnostic de pointe à déployer dans les laboratoires du pays, la microbiologie de santé publique, la formation et l’éducation et la collaboration internationale. »

Le Dr Trung-Nguyen Nguyen, responsable du service de virologie et de sérologie, se dit satisfait du timing parfait de la nomination qui est arrivée au moment où le département étendait le programme national de surveillance génomique, qui a débuté en mars 2020, aux patients hospitalisés. Des plans sont également en cours pour introduire d’autres études phylodynamiques correspondant aux normes internationales de collecte de données : « Les implications de l’initiative pour les études nationales de séroprévalence et les programmes de suivi de la vaccination sont importantes. Bien que la plupart des efforts aient été dirigés vers la COVID-19, il faut également mentionner que nous avons mis en œuvre le programme de surveillance « ReViLux » pour tous les virus respiratoires, qui s’étendra aux pathogènes bactériens dans la prochaine phase. »

La biobanque du LNS est la première à livrer des échantillons du virus COVID-19 au BioHub de l’OMS

La LuxMicroBiobank a été lancée par le LNS en mai 2020 pour accueillir tous les échantillons positifs du SRAS-CoV-2 et servir de ressource pour la validation de nouvelles méthodes de diagnostic au Luxembourg en offrant un accès juste et équitable aux échantillons cliniques anonymisés à tous les partenaires en fonction des besoins de santé publique. Actuellement, la LuxMicroBiobank héberge déjà 83 106 échantillons positifs pour le SRAS-CoV-2 (depuis mars 2020). Le ministère de la Santé (MISA) a reconnu le succès de la LuxMicroBiobank en la nommant pour représenter le Luxembourg dans l’initiative BioHub de l’Organisation mondiale de la santé (OMS). Le Luxembourg a ainsi rejoint un petit groupe de pays (dont l’Italie, l’Egypte, la Thaïlande, la Suisse, le Japon, le Salvador, l’Afrique du Sud, le Royaume-Uni, le Portugal et le Pérou) pour participer à la phase pilote du projet BioHub, consacré au SRAS-CoV-2. Le Grand-Duché a été le premier à fournir des échantillons du virus COVID-19 au nouveau hub dans le cadre de cette initiative.

Le LNS devient l’un des principaux pôles de microbiologie de santé publique en Europe

Un autre événement très marquant de l’année a été l’attribution par le Centre européen de prévention et de contrôle des maladies (ECDC) au département de microbiologie du LNS de la subvention (4,8 millions d’euros) de l’incubateur HERA (Health Emergency Preparedness and Response Authority) pour étendre et élargir le spectre des activités fournies par l’Unité de microbiologie génomique et moléculaire du LNS (LUX-GEMM) en réponse à la pandémie de COVID-19. Le 17 février 2021, la Commission européenne a lancé le programme « HERA Incubator » en tant que nouveau plan de préparation à la bio-défense de l’Union européenne contre les variants du SRAS-CoV-2, qui prévoit des investissements substantiels pour accroître la capacité des États membres à identifier et caractériser les variants. Le LNS participe également à la mise en place de centres de données régionaux afin de faciliter la transmission en temps voulu des données WGS (whole-genome sequencing) et RT-PCR (reverse transcription polymerase chain reaction à l’ECDC. La subvention de l’incubateur HERA donne une impulsion majeure au renforcement des capacités nationales, améliore la coopération transfrontalière en matière de préparation et de réponse aux pandémies et fait du département de microbiologie du LNS l’un des principaux centres de microbiologie de santé publique en Europe.

« Le département de microbiologie a mené à bien des projets en 2021, grâce à l’excellente expertise et à la coopération au sein de l’équipe », déclare Tamir Abdelrahman, « ainsi qu’à la solide collaboration avec nos nombreux partenaires externes. Je suis sûr que nous avons créé une base très solide pour poursuivre avec succès notre travail vers une excellence scientifique reconnue internationalement pour le Luxembourg et ses habitants.”

En 2021, l’équipe de microbiologie du LNS a également continué à jouer son rôle de COVID-19 Fighter au Luxembourg à travers plusieurs activités de séquençage et de sensibilisation

Vous trouverez ci-dessous une sélection des activités menées en 2021 :

Établissements de soins de longue durée : Le LNS a déployé 13 équipes de sensibilisation, chacune composée d’un administrateur et d’un infirmier, pour effectuer des tests RT-PCR systématiques dans les maisons de retraite luxembourgeoises.
Programme national de séroprévalence du COVID-19 : Des tests sérologiques ont été réalisés sur invitation afin de surveiller la séroprévalence des anticorps anti-SARS-CoV-2 dans la population.
Tests dans les écoles : Le département de microbiologie a contribué à la mise en œuvre de la stratégie de dépistage du ministère de l’Education nationale, de l’Enfance et de la Jeunesse dans les écoles avec des tests PCR ciblant les écoles primaires car la population plus jeune (< 12 ans) n’était pas vaccinée. Le LNS a déployé en moyenne 12 équipes travaillant sur les tests dans les écoles.
Le programme national « Suivi sérologique de la vaccination COVID-19 – COVVAC Sero » (COVVAC SERO) : Ce programme a été lancé le 15 juin 2021, en partenariat avec la DISA, afin d’évaluer le développement des anticorps post-vaccination et de créer une base de données nationale pour le suivi de la vaccination dans les maisons de retraite. L’objectif était de tester tous les 3 mois les personnes intéressées des 66 différentes maisons de repos du Luxembourg afin d’établir leur taux d’anticorps et d’évaluer l’efficacité des différents types de vaccins actuellement utilisés contre les différentes variantes du SRAS-CoV-2.
CORONAVAR : Détection des variants préoccupants du SRAS-CoV-2 dans les eaux usées : Le département de microbiologie a participé au projet CORONAVAR (projet du Fonds National de la Recherche (FNR) COVID-19) coordonné par le Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST), qui consiste à détecter et caractériser les variants du SRAS-CoV-2 circulant dans les eaux usées luxembourgeoises. Les données recueillies au cours du projet ont permis de déterminer la prévalence des nouveaux variants du SRAS-CoV-2 d’intérêt (VOI) et préoccupants (VOC) dans des échantillons d’eaux usées provenant d’environ 75 % de la population luxembourgeoise. Ces informations étaient essentielles pour aider les décideurs politiques à gérer la crise sanitaire et à mettre en place ou lever les différentes mesures de protection de la population.

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