独家编译|约翰霍普金斯大学《应对全球灾难性生物风险的技术选择》
2018年10月,美国约翰霍普金斯大学健康安全中心发布《应对全球灾难性生物风险的技术选择》。约翰霍普金斯大学作为美国生物安全界的重要智库,其发布的研究成果往往会对美国的生物安全战略走向以及技术选择产生重要影响。
为促进技术进步和加强技术的积极利用以应对全球灾难性生物风险,该报告从6个方面,评估并遴选出未来5-15年值得进行战略投资的15项生物安全技术,并就每项技术的含义、发展路径、部署进程、亟待解决的技术瓶颈,以及所需的政策支持等进行了分析。
导言
全球化的加快和技术进步使生物风险不断上升,科学和技术投资仍是保护世界免受破坏性生物事件的最大希望之一。谨慎使用的技术可以通过提高我们识别和解决新出现的生物问题的能力来改变局势并大大降低生物风险。生物技术本身就是一把“双刃剑”,既可以造福人类,也可以危害人类,因此在使用新技术时必须权衡风险和益处。本研究所带来的方法可以提高对有前景的技术机会的理解、评估它们与该问题集的相关性并促进它们在减少全球灾难性生物风险(GCBR)方面的应用。
为了应对严重的流行病、大流行病和全球灾难性生物事件,我们需要发现新出现的问题、诊断感染、进行监测并为患者提供治疗和临床护理。过去,我们依赖于简单、落后的工具应对疫情。由于现场条件、资源限制和危机的混乱性质,这些工具必须坚固耐用、适应性强、便于使用。此类应对在今天的危机中仍然至关重要,但我们可以而且应该通过新的方法和技术来强化它们,从而提高响应的速度、准确性和范围。
在全球范围内,目前共有2个社区在应对公共卫生危机的过程中开发和/或使用技术创新:公共卫生和全球卫生社区(the public health and global health community )以及应用生命科学社区(the applied life sciences community)。全球健康社区在2013-2016年西非埃博拉疫情期间及之后对流行病的应对技术创新产生了新的认识并引发关注。世界经济论坛等组织发布了针对流行病应对技术需求的意见,美国国际开发署(USAID)与白宫科技政策办公室(OSTP)、美国疾病预防中心(CDC)以及美国国防部(DoD)合作,全力抗击埃博拉病毒。该计划涵盖了6类创新技术解决方案,包括更有效和实用的个人防护装备(PPE)、支持社区行为改变的技术。继埃博拉模型之后,USAID也宣布大力开发对抗寨卡和未来威胁的技术并且已经获得了数百个回应。与围绕埃博拉和寨卡所开展的工作一样,一些全球卫生组织长期致力于开发改善全球资源贫乏地区医疗护理和公共卫生服务供应和质量的技术。
生命科学社区,包括学术和政府实验室以及生物技术和制药公司等,常常需要在发生公共卫生危机时研究和开发治疗方案、疫苗和医疗设备(通常称为医疗对策或MCM),从而帮助解决疫情爆发问题。例如目前刚果民主共和国所使用的针对埃博拉病毒的VSV疫苗就是由政府资助的实验室在上一次埃博拉危机期间快速研究和开发而成。该产品随后被大型制药公司默克购买用于临床测试和大规模生产。除了公共卫生危机之外,生命科学社区正在努力开发适用于全球健康常规和紧急威胁的创新MCM开发和诊断方法。
除这两个社区之外,健康突发事件的创新环境仍是临时性的,没有很好地实现制度化。其他类型的技术,如信息技术、可穿戴设备和无人机等的应用对全球经济的其他领域产生了革命性的影响,但却几乎没有被用来帮助解决疫情爆发问题。
研究传染病预防和应对的项目与组织
由于全球灾难性生物风险这一概念相对较新,因此本分析报告是第一个专注于分析评估能够减少GCBR的技术的报告。此外,还有其他重要的长期工作专注于评估和开发应对传染病威胁的技术,包括流行病、恶意生物威胁以及全球健康等。虽然这些工作并非直接针对潜在的灾难性生物风险,但其中的一些与减少GCBR直接或间接相关。
流行病预防创新联盟(CEPI)成立于2017年,其目标是支持和管理新型传染病疫苗的开发。该联盟将研发(R&D)限制在新药研究和向公众提供疫苗之间,并且加入了先进的研发和临床试验以确保安全性和有效性。
国防高级研究计划局(DARPA)生物技术办公室(BTO)专注于解决潜在的严重生物威胁,无论是故意引发的还是自然发生的都不例外。DARPA有许多项目,包括流行病预防平台(P3)和安全基因项目等,这些项目对减轻GCBR非常重要。DARPA-BTO将重点放在具体的军事威胁和应用上,同时也旨在保护国内和全球平民免受严重的生物威胁。
全球卫生技术联盟一直致力于研发改善全球健康的技术。其项目包括适用于流行病或GCB事件中的技术,但这些项目主要用于改善全球非紧急情况下的日常公共卫生和医疗护理。
In-Q-Tel Lab B.Next致力于展示识别和减轻传染病爆发的技术力量。尤其是BNext致力于将新型数据技术整合到对流行病的公共卫生应对中,从而提高响应行动的速度和效率以挽救生命并最大限度地减少经济、政治、社会和军事影响。
情报高级研究计划局(IARPA)有许多关于检测和应对流行病的计划,这些计划专注于故意或偶然事件以及情报收集问题。FunGCAT和FELIX等项目旨在降低基因工程技术进步带来的新威胁的风险,OSI、SILMARILS和MOSAIC等项目侧重于利用各种来源监测健康事件。这些计划有利于整个国家安全和生物技术。
微软和IARPA的项目Premonition旨在通过分析从被捕获的蚊子血粉中获得的DNA“在病毒爆发之前检测病原体”。其工作重点是开发发现蚊子的无人机、捕获蚊子的陷阱以及基因组学和机器学习方法,从而识别和了解可能存在于蚊子样本中的病原体。
FIND 是一家致力于开发和提供可能爆发的传染病的诊断技术,尤其是针对世界各地资源匮乏的地区。
15项技术的评估结果
该报告从6个方面划分了这些具有潜在价值的生物安全技术,分别为:
1)疾病检测、监测和态势感知,包括独特的基因组测序和表征感知、无人机环境监测网格、农业病原体遥感技术;
2)传染病诊断,包括微流体设备、手持质谱分析仪、无细胞诊断设备;
3)分布式医疗应对产品制造,包括化学品和生物品的3D打印、医疗应对产品生物合成制造;
4)医疗应对产品的分布、分配和管理,包括用于疫苗接种的微阵列贴片、自传播型疫苗、用于接种的可摄入细菌、自扩增型的mRNA疫苗;
5)无人机远程位置交付;
6)医疗护理和紧急应变能力,包括机器人和远程医疗、手持简易呼吸机。