中國網/中國發(fā)展門戶網訊 傳染病始終是人類生存的主要威脅，深刻影響了人類文明的發(fā)展和歷史進程。2020?年初，一場突如其來的新冠肺炎疫情席卷全球，在世界范圍內引發(fā)嚴重的公共衛(wèi)生危機，也引起了人們對公共衛(wèi)生應急體系的深刻思考。

科技創(chuàng)新與突破是新發(fā)突發(fā)傳染病疫情防控的關鍵。進入?21?世紀以來，生物技術迅猛發(fā)展，并與納米、信息、精密電子、先進制造等多學科交叉融合，帶來產業(yè)模式革命性轉變和技術全面升級。大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等信息技術的出現(xiàn)為傳染病疫情的有效防控提供了新的手段。當前，傳染病防控技術及其產業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)“自動化、智能化、信息化、精準化”的動向，將改變人類面對新發(fā)突發(fā)傳染病疫情時的被動應對現(xiàn)狀，可實現(xiàn)及時、快速、精準而高效的主動防御。應對新發(fā)突發(fā)傳染病疫情，應通過學科交叉實現(xiàn)技術創(chuàng)新突破，開拓傳染病防控的新范式。

發(fā)展基于信息化的自助、快速診斷技術

發(fā)展從原始樣本采集到檢測結果判別全程自動化、智能化的病原現(xiàn)場快速檢測技術，使得原來須由專業(yè)實驗室完成、依賴特殊條件的檢測在基層醫(yī)療機構甚至家庭就可以完成，實現(xiàn)自助檢測。例如，發(fā)展試紙化快速診斷試劑，使之能夠深入家庭，非專業(yè)人士即可掌握使用；檢測結果可通過手機終端應用（APP）掃描上傳數(shù)據(jù)中心，并即時得到智能分析結果報告。這種技術呈現(xiàn)高通量、低成本、自動化和便捷化趨勢。在應對嚴重疫情時，國家可據(jù)此實時掌握傳染病病原感染總人數(shù)及其地理位置信息，并在此基礎上實施精準防控措施。自助診斷在目前還有很多技術方面的困難，但這正是自助診斷技術需要突破和發(fā)展的原因。家庭自助檢測技術的發(fā)展，將極大降低應對重大傳染病防控所付出的社會成本。當前，生物科技正處于廣交叉、深融合、大突破的時代，傳染病快速診斷技術正在與信息、納米、材料等技術高度融合，面臨重要突破機遇。

發(fā)展基于信息化的傳染病智能預警系統(tǒng)

發(fā)展從原始樣本采集到檢測結果判別全程自動化、智能化的病原現(xiàn)場快速檢測技術，依賴于信息化的傳染病智能預警系統(tǒng)建設。新發(fā)突發(fā)傳染病的傳播規(guī)律通常是：第一階段點狀（患者）出現(xiàn)；第二階段從點到線；第三階段從線到面。當前，傳染病主要是在醫(yī)院中被發(fā)現(xiàn)，并上報疾控中心（CDC）等專業(yè)機構以對疫情做出判斷；然而，此時疫情通常已處于第二階段后期，甚至更嚴重階段。通過創(chuàng)新并集成國際最尖端生物技術、信息技術和人工智能技術，研發(fā)基于大數(shù)據(jù)的“新發(fā)突發(fā)傳染病智能化預警系統(tǒng)”，將可能在第一階段甚至第一個患者（點）出現(xiàn)時就能發(fā)現(xiàn)新發(fā)突發(fā)傳染病，實現(xiàn)對傳染病疫情的實時監(jiān)測和及時預警，達到最早干預和最佳防控效果。例如，基于微生物的遺傳信息大數(shù)據(jù)，通過智能化技術對病毒等病原體的信息進行甄別，可在第一時間及時發(fā)現(xiàn)可能導致疫情的病原體，并自動發(fā)出預警信息。發(fā)展“新發(fā)突發(fā)傳染病智能化預警系統(tǒng)”是一個復雜的系統(tǒng)工程，需要大數(shù)據(jù)、人工智能、信息技術、精密儀器、生物信息學、微生物學、流行病學和傳染病學等多學科人才的通力合作和集智攻關。

發(fā)展基于大數(shù)據(jù)的傳染病智能溯源系統(tǒng)

對病毒等病原體的有效溯源，是阻斷傳染病疫情傳播的關鍵。但是，從近幾十年來的各種疫情發(fā)生情況看，通過傳統(tǒng)技術和方法對病原體的準確溯源是十分困難的。廣義的病原體溯源包括遺傳進化溯源、宿主溯源和時空溯源。大數(shù)據(jù)時代的到來，以及智能技術的發(fā)展，使病原體的快速、有效溯源成為可能。通過對病毒等病原體的溯源，分析病毒在不同個體之間的傳播過程、不同宿主之間的轉換過程，以及不同外部環(huán)境和宿主免疫反應等選擇壓力下的進化規(guī)律，揭示新發(fā)突發(fā)傳染病病原體的起源、跨種傳播和毒力進化趨勢，還可能挖掘決定其傳播力、致病力和耐藥性等的關鍵分子特征，指導藥物和疫苗的開發(fā)及干預策略的制定。因此，發(fā)展基于大數(shù)據(jù)的傳染病智能溯源系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)挖掘技術，實現(xiàn)對病原體信息的智能化分析，快速、準確追蹤病原體來源，對新發(fā)突發(fā)傳染病的有效防控十分重要。

發(fā)展基于共性機制的廣譜抗病毒特效藥物

病毒的種類不計其數(shù)，而且由于基因突變，病毒不斷演化變異。因此，當疫情出現(xiàn)時，很難及時從頭研發(fā)特效藥物。為有效應對新發(fā)突發(fā)傳染病疫情，應該加強對病毒感染的共性機制研究，針對共性機制研發(fā)廣譜抗病毒藥物。通過不斷擴大廣譜抗病毒藥物的備選庫，力爭為新發(fā)突發(fā)傳染病處置提供“以不變應萬變”的技術手段。

發(fā)展廣譜抗病毒藥物，可從病毒感染的共性機制和抗病毒感染的天然免疫機制?2?個方面著手。

病毒感染存在若干共性機制，可作為廣譜抗病毒藥物設計的切入點。 病毒復制需要應用它的聚合酶合成遺傳物質，而病毒聚合酶的底物識別域具有高度保守性； 病毒的一些關鍵蛋白質具有保守結構域，如流感病毒的血凝素蛋白、冠狀病毒的衣殼蛋白質等，其可作為設計廣譜抗病毒藥的靶標； 發(fā)展針對病毒特有的程序性移碼翻譯共性機制進行干預的新策略，抑制病毒蛋白質合成。

加強人體抗病毒感染的天然免疫研究具有重要意義。機體在病毒感染后產生特異性免疫（中和性抗體等）之前，具有抗病毒天然免疫能力，這是機體抗病毒感染的第一道防線。已有信息顯示，通過糖基化調節(jié)，提升病毒感染細胞的干擾素產生水平，能顯著促進機體對病毒的有效清除。加強此類研究工作，將為新發(fā)突發(fā)疫情的應對提供有效防治手段。

綜上，為應對未來安全挑戰(zhàn)，我們只有不斷加強前瞻性創(chuàng)新布局，開拓傳染病防控的新范式，才能做到未雨綢繆，建立更加智能、高效、有特色的新發(fā)突發(fā)傳染病防控體系，鑄就維護國家公共衛(wèi)生安全和保障人民健康的“國之堅盾”。（作者：陳亮，國家生物醫(yī)學分析中心副研究員；陳 媛，國家生物醫(yī)學分析中心；張學敏，中國科學院院士，國家生物醫(yī)學分析中心主任、研究員?！吨袊茖W院院刊》供稿）