10月9日，美国约翰霍普金斯大学（JHU）健康安全中心发布《应对全球灾难性生物风险的技术》（Technologies to Address Global Catastrophic Biological Risks）报告。该报告的目标包括：（1）明确应对严重传染病和全球灾难性生物事件所需的技术解决方案的领域；（2）确定可能降低全球灾难性生物风险的技术；（3）介绍这些技术的背景，并展示其前景、局限性以及成功开发和使用的条件。

报告指出，传染病突发事件的出现可能悄无声息，但会对健康和社会造成十分不利且持久的影响。在过去的一个世纪里，全球经历了一系列紧急事件，如1918年的大流感造成5000万至1亿人死亡；致命的严重急性呼吸综合症（SARS）和中东呼吸综合征（MERS）冠状病毒的出现；2013年-2016年，西非爆发的埃博拉疫情导致逾2.8万例病例和1.1万人死亡，并对该地区造成了毁灭性的影响。全球灾难性生物风险（global catastrophic biological risk，GCBR）作为一类传染病突发事件，是一类涉及生物制剂的特殊风险，包括自然出现、重新出现、故意创造并释放，或实验室设计和泄露，这些威胁可能导致超出国家和国际组织以及私营部门集体控制能力的突然、非同寻常、广泛的灾难。

由于气候变化、人口增长、城市化以及广泛的全球旅行等因素，严重传染病和全球灾难性生物风险正在增加。此外，生物技术的进展促使可以开展更容易且更有针对性的生物学操作，这就增加了微生物被滥用或引起传染病大流行的可能。尽管生物技术确实会带来一些社会风险，但针对该报告所描述的技术及其他一些技术的投资将有助于保护世界免遭破坏性生物事件威胁。如果应用得当，这些技术可以提高人们识别和解决新出现的生物问题的能力。

框架技术要求

如果出现严重的传染病大流行，响应将需要全球化。但很多国家没有能力有效应对，这将使整个世界变得脆弱。预防和响应这类事件所需技术的属性可能在质量和数量上与常规公共卫生和医疗实践中使用的技术不同。这项研究指出了减少GCBR涉及的变革技术可能具备的特点，包括：

•更好的敏感性，以促进预防

•提高更早做出响应决策的能力

•分散的方法，以增大规模并便于获取

•坚固耐用或易于在各种环境中使用

•缩短开发、应用和部署的时间

方法

为确定严重传染病和全球灾难性生物事件相关的潜在技术解决方案，研究团队开展地平线扫描（Horizon Scanning），以了解技术空间、技术发展的突出领域和即将发生的有利于GCBR减少的变化。同时，研究团队还进行了文献综述，并就当前和未来科学研究状况的判断采访了相关领域的专家。

一旦确定了技术，就会将一系列基于Heilmeier问题的评估问题应用于每项技术，如该技术已取得的研究进展、潜在影响和成功实施所需的投资额等。评估问题包括：

•这项技术是什么？

•这项技术可以解决什么问题？

•现在已有的相关研究是怎样的？

•这项技术的应用前景如何？

技术

该报告调研了五大类技术，每一类都包括一系列潜在的重要技术或预防和应对严重传染病紧急情况的技术。

疾病检测、监控和态势感知

广泛应用的全基因组测序：作为一种监测工具，可以接近实时地测定病原体生物学表征，包括毒力、传播性、对药物或疫苗的敏感性或抗性。

用于环境监测的无人机网络：可自主进行环境监测的陆地、海洋和空中无人机网络将有助于填补在监测重要生态系统的生物破坏和生物恐怖事件方面的空白。无人机可以穿越不同的生态系统，利用从光学像机到复杂生物技术的各种传感器和工具收集数据。

农业病原体的遥感：先进的卫星成像和图像处理技术可用于持续的、大范围分布的、系统的农业监测，以判断重要作物和其他植被的健康状况，以便在潜在威胁蔓延之前发现它们。

传染病诊断

微流体装置：微流体装置是“芯片上实验室”的诊断设备，在某些情况下有可能增强或取代传统的实验室检测设备，从而便于在床边和资源受限的环境中进行诊断。

手持式质谱仪：未来的质谱仪将是一种手持式、真正便携的装置，可在现场和护理点提供先进的诊断功能。一些质谱技术甚至可以诊断未知病原体，从而不需要在进行诊断测试之前区分细菌、病毒、真菌或原生动物。

无细胞诊断：无细胞诊断去除细胞膜，使细菌细胞内的构件与人工基因回路结合，以制造用于诊断的蛋白质。这些无细胞诊断方法可以产生肉眼可见的快速比色输出，便于说明。在严峻的环境中，可将细胞提取物冷冻干燥在纸上。

分散的医疗应对措施（Medical Countermeasure，MCM）

化学和生物制品的3D打印：3D制药打印可用于分布制造MCM以及个性化的药物剂量和配方。3D打印机现在几乎可以在任何打印机可使用的地方合成关键的化学制剂和药物，并且有相关工作正在探索利用这种技术打印疫苗。

用于制造MCM的合成生物学：合成生物学不仅可以用来发现和生产治疗药物，还能以分散和定制的方式进行生产。这可能意味着药物和疫苗的发现更快，生产速度和数量也将远超传统制造技术。

MCM的分配、配送和管理

用于疫苗接种的微阵列贴片：微阵列贴片（microarray patch，MAP）是一种新兴的疫苗接种技术，可用于将大规模疫苗接种活动现代化。MAP技术将使人们在紧急情况下可以自己接种疫苗，从而显著缩短群体完成接种的时间。

自传播疫苗：自传播疫苗经过基因工程改造，可以像传染病一样在人群中传播，但不会引发疾病，反而能提供保护。目标人群中的少数个体接种疫苗后，疫苗株就会像病毒一样在人群中传播，从而获得快速、广泛的免疫效应。

用于疫苗接种的可摄入细菌：通过基因工程改造的细菌可以在人体中产生抗原，进而作为疫苗引发对相关病原体的免疫应答。将这些细菌置于温度稳定的胶囊内，可用于流行性疾病大爆发情况下人们自我给药。

自扩增型mRNA（SAM）疫苗：SAM疫苗利用的是可被人体细胞编译系统识别的正链RNA，通常为修饰的病毒基因。一旦在人体细胞内递送，SAM就被编译并产生两种蛋白质：刺激免疫应答的目的抗原和用于细胞内疫苗扩增的病毒复制酶。SAM自复制的能力使其产生较其他疫苗更强、更广泛、更有效的体液和细胞免疫应答。

无人机运送到偏远地区：无人机运输网络可以将临床物资和药品快速运送到难以进入的区域，这些地区可能是由于物理或地形障碍，也可能是存在应急人员感染的风险。

医疗护理和应对病人激增的能力

机器人技术和远程医疗：机器人和远程医疗是与全球灾难性生物事件医学处置相关的两大类医疗保健技术。在此类事件中这些技术的成功使用将有助于在非传统环境（如家庭）中进行医疗护理。

易于使用的便携式呼吸机：呼吸道疾病大爆发时，患者在病情严重时期和身体恢复阶段都需要呼吸机来辅助呼吸。便宜的便携式呼吸机如果兼具直观且基本上自动化的用户界面将使更多患者得到护理，从而获得生存的机会。

该报告重点介绍了15项预防传染病大流行的技术或技术类别，上述技术仍需进一步的科学研究和投资以及解决相关法律、法规、道德、政策和运营等方面的问题才能更好地发挥作用，这些都需要大量精力和资金的投入。尽管疫苗开发和某些监测方面已得到很多关注，但必须同时解决预防和响应传染病的其它需求才能成功应对全球灾难性生物事件威胁。成立一个由技术开发人员、公共卫生从业人员和政策制定者组成的联盟可以更准确地了解应对流行性疾病和GCBR的迫切问题，共同开发技术解决方案，进而填补这些不足。