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技经观察丨未来大流行病的预防和准备

张芮晴 全球技术地图 2022-11-26


2022年10月,《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表《大流行病起源和“健康一体化”的防备方法:基于新冠病毒及其他RNA病毒的解决方案》报告,确定了大流行病防备的三个主要目标:在野生动物-家畜-人类的溢出接口进行智能监测和流行病学风险评估;加强大流行病防备和疫苗及疗法开发的研究;降低潜在溢出风险和传播的驱动因素并减少错误信息的影响。报告强调了将这三个目标与“健康一体化”(One Health)方法相结合来改进生物安全和生物安保的重要性,并为改进未来大流行病的准备和应对提出了可行的建议。现将该报告编译如下。



一、大流行病的主要驱动因素

分析过往大流行疫情的起源有助于指导未来新发传染病的预防、缓解和应对。新发传染病的潜在驱动因素表明了未来病原体可能出现的地方,将帮助确定重点防控地区,优化控制资源分配。


(一)冠状病毒具有极高的流行风险


在过去二十年中,SARS-CoV、MERS-CoV和新冠病毒三种冠状病毒的出现导致了三次严重的人类疫情,表明冠状病毒家族引发未来大流行病的可能性极大。冠状病毒在生态学上具有多样性,可分为4种属:α、β、δ和γ,其中α-和β-冠状病毒属已知可以感染人类;γ-和δ-冠状菌属,主要分布在鸟类和少数哺乳动物中。目前,已知的人类冠状病毒只有七种,包括偶尔会在高危宿主中引起肺炎的四种常见感冒病毒,还有三种会引起严重急性呼吸综合征,即重度急性呼吸综合征(SARS)、中东呼吸综合征(MERS)和新冠大流行。纵观冠状病毒跨物种和人畜共患传播史,动物冠状病毒具有较多的变异和重组,以使自身更具传染性及毒性,因而对养殖动物和人类构成巨大威胁。


(二)人类活动加剧流行病威胁


新冠大流行是人类经历过的最近的一次人畜共患RNA病毒流行,而过去的半个世纪中发生过多种由RNA病毒引发的大流行病(流感、HIV、SARS、MERS、寨卡、新冠肺炎等)、数千次世界公认的病毒暴发以及先前未知的新兴病原体的出现。RNA病毒占所有新发传染病的44%,由于出现时间短、复制周期容易出错、进化速度更快,RNA病毒善于绕过这些障碍,加强了从动物到人类的成功溢出和后续传播的能力。


新发传染病热点地区主要位于生物多样性丰富、人口稠密且不断攀升的国家、快速发展的经济依赖于变革性的土地利用以及畜牧业和作物生产不断扩大的国家。此外,活体野生动物贸易的复杂性和规模显著扩大、气候变化加剧流行性疾病的出现,对人类和动物健康的威胁日益增加,预计将推动未来病毒外溢风险的增长。


二、大流行病预防和准备的三个目标


(一)智能监测与流行病学风险评估相结合


从全球范围内疾病出现的趋势以及潜在溢出病毒的高度多样性来看,下一场大流行病很可能由一种新病毒引起,这种病毒将出现在动物与人类接触最为密切的地方。在病毒最有可能溢出的地点,对野生动物、养殖野生动物、家畜和与动物有密切接触的人类进行有针对性的监测是有效预防病毒溢出的关键,也是“健康一体化”战略的核心。


一是风险点监测。对新发传染病高发地区的高风险动物与人类进行有针对性的智能监测可以降低监测成本,帮助识别早期外溢病例。对野生和养殖动物宿主类群进行选择性采样,再通过核酸(PCR)或二代测序(NGS)检测,有助于提高病毒发现的有效性并提供病毒序列数据,以更好地调整诊断策略。报告强调,对高风险病原体的监测必须灵活且能快速报告现场测试,还需跟随提高通量、灵敏度和特异性的技术进步更新监测系统,并与使用人工智能预测工具进行网络集成。


二是检测和表征。在新冠大流行期间取得成效的基于核酸的污水监测可用于农场动物排泄物或活体动物市场的污水。对灰尘、市场表面等创新的空气采样方法或可进一步提高检测覆盖率。野生动物贸易的环境DNA监测与优化的风险评估和预测模型相结合,可以确定需要重点关注的病原体和动物宿主。此外,新病毒需使用风险评估框架进行表征。


三是快速响应。智能监测必须确保在检测到病毒溢出的信号时快速协调应对。这需要信息技术能力来收集、整合和分析热点群体的大数据集,而缺乏快速分析能力,即便收集了数据也无法生成可操作的信息,还会阻碍系统的开发和改进。此外,建立一个全球储存库和生物库对于收集、储存和共享病毒分离物和试剂也是必不可少的,可用于支持在病毒变种或新病原体出现时制定特异的诊断策略。


当前,许多国家已经开始实施智能监测措施。挪威的“Sykdomspulsen”是一个实时的One Health监测系统,用于将来自人类、动物和农场的实验室数据与来自医生就诊的诊断代码和天气数据进行比较,以预测疾病爆发;欧盟委员会的多功能新兴传染病观察站(VEO)也在开发新兴传染病预警工具;美国国际开发署(USAID)启动PREDICT项目,计划在病毒蔓延前直接在野生动物中发现构成大流行风险的新病毒,增强“One Health”预流行监测能力。


(二)加强大流行防备和开发广谱疫苗及疗法的研究


疫苗是减少大流行病后果的核心,其开发需要长期的研究投入。智能监测可以通过在疫情暴发前识别潜在的病毒靶点,为疫苗及疗法的研发提供有用的信息。以智能监测为基础的基础和转化研究,有助于确定优先病原体,加强大流行防备,并为设计更好的原型疫苗和治疗平台奠定基础。针对更多潜在流行病原体家族的更多平台技术将加快产品研发,以应对新出现的威胁。为动物宿主接种疫苗可以减少对人类的威胁:例如,口服诱饵已被用于为野生浣熊接种狂犬病疫苗;拟议的野生动物自我传播疫苗或降低其他人畜共患病原体外溢的风险;关键扩增宿主的免疫可能会限制病毒向增强传播或毒力方向进化。


(三)通过减少潜在溢出风险和传播的驱动因素来预防大流行病


野生动物贸易、活体动物市场和扩大家畜生产是新兴传染病的来源和关键驱动因素。允许野生动物养殖和贸易无限期地继续下去是一项高风险且不可持续的政策,迫切需要重新规划。然而,消费野生动物的动机通常深深植根于数百年的文化习俗,野生动物养殖和贸易的扩大通常与发展中国家(这些国家也是新发传染病高发地区)的经济增长有关,因此修改野生动物贸易的政策而非将其彻底禁止更有可能成功地降低病毒溢出风险。


1.确保野生动物养殖产业的生物安全。为获得食物、皮毛和药用目的而猎捕和交易野生动物是人类生存的根本性古老活动。目前,特别是在东南亚地区,为减轻农村人口的贫困问题,野生动物养殖和活体动物贸易迅速增长,部分本地小规模野生动物贸易已经过渡到国际贸易网络。野生动物贸易活动的规模加剧了人们对未来新型疾病暴发的担忧,全球亟需“减少伤害”战略,以在安全的情况下进行动物贸易。世界动物卫生组织启动了“野生动物健康框架”,以加强野生动物疾病的监测、早期发现、通知和管理,防止人畜共患疾病暴发,并正在制定相关标准,使该框架内容能够付诸实施。


2.通过土地利用变化减少疾病发生的威胁。30%以上的新发传染病由伐木、采矿、筑路、农业扩张和人类住区造成的土地利用变化导致。这些人类活动还改变了野生动物的生活范围,迫使其创造有可能与人类住区重叠的新栖息地,从而拉近人类与以前孤立的物种的密切接触。


3.改进全球治理模式和框架。为减少人畜共患新发传染病威胁或确定研发重点的规划通常受到政府和私营部门地严密保护,因此很难确保广泛的全球政治或资金支持;信息、样本或知识产权的共享;或获得负担得起的疫苗或治疗方法。当前,全球缺乏有效的治理模式来保证基本的公平原则,如包容性、合作公平、利益共享以及合理的产品分配。四方联盟(世卫组织、粮农组织、世界动物卫生组织和环境规划署)可以成为“健康一体化”领导模式;联合国亚洲及太平洋经济社会委员会倡导的八项善政原则,即广泛参与、程序框架、透明度、对利益相关者需求的响应、建立共识、公平和包容、效力以及问责制,可以构成治理框架;生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)关于大流行病与生物多样性丧失之间联系的《大流行病报告》已经制定了着重于大流行病预防和准备的架构。报告指出,尽早讨论《全球大流行条约》的必要性,可以为签署国之间的多部门“健康一体化”协调机制铺平道路,以提高大流行病的防备能力。

三、结语


毫无疑问,传染病将继续出现或复发。RNA病毒,尤其是那些在影响多种宿主物种的毒株之间有突变和/或重组倾向的病毒,构成了“明显且存在的危险”。历史表明,人们未能从过去的新发传染病中吸取教训,而科学表明,新发传染病出现的速度正在加快。推进“One Health”战略提供了在必要时缓解突发事件并实施快速反应以减少影响的潜力。


报告提出了五项行动建议,一是识别高危病原体的智能监控。确定潜在人畜共患病原体出现的“热点”地区,并在这些场所实施有针对性的监测;改进安全监测方法,如使用多重或系统血清学、广泛PCR、污水和空气监测;创新监测数据风险评估的新策略和方法。二是准备和转化方面的研究。投资于防备研发,以开发适用于现场使用的广谱抗病毒和疫苗策略和诊断方法,用于具有大流行潜力的优先病毒及病毒家族;简化临床试验、许可和疫苗、抗病毒药物等制造策略和能力建设;了解潜在的高危病原体的发病机制,并通过靶向致病性先天和细胞宿主免疫反应来降低疾病的严重性。三是减少驱动溢出和传播的因素。了解新发传染病出现的流行病学/价值链/行为驱动因素,并实施基于证据的干预措施,从源头上降低风险;制定经济、文化和社会激励措施,尽量减少农村地区和商业市场上的人与野生动物接触,减少活体野生动物及其产品的交易,并计算土地使用和气候变化带来的与疾病相关的健康影响,为可持续发展提供激励措施;加强对科学家、其他利益相关者和社会的认识和教育,使其认识到需要进行变革性行为改变,以减少导致大流行病出现、生物多样性丧失和生态系统资源枯竭的驱动因素。四是打击新发疾病防控方面的错误和虚假信息。支持关于错误和虚假信息成因的跨学科研究,建立强有力的打击机制;创建提供建议、法律援助和其他形式支援的组织,以支持受到虚假信息和政治动机攻击的科学家;设计和推广提高公众理解和信任科学方法的教育计划。五是加强“健康一体化”治理。在所有国家、地区和国际层面创建并加强“健康一体化”治理,增加对跨学科合作研究的资助,以应对大流行病;将“健康一体化”方法纳入所有国家、区域和国际公共卫生、动物环境卫生战略,包括注重加强南南合作、纳入本土知识、公共和私营部门的专业知识以及民间社会的参与。



作者简介

张芮晴 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究三室,三级分析员

研究方向:生物领域形势跟踪及关键核心技术、前沿技术研究

联系方式:zhangrq98@163.com




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编辑丨郑实


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