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國家科技獎獲獎項目:為破解“世界難題”開出“中國藥方”

編輯:企聯編輯來源:經濟日報點擊:評論數:0發布時間:2018-01-16 11:11:05
    在1月8日舉行的2017年度國家科學技術獎勵大會上,由浙江大學傳染病診治國家重點實驗室、感染性疾病診治協同創新中心主任李蘭娟院士領銜,聯合中國疾病預防控制中心、香港大學、復旦大學等11家單位共同完成的“以防控人感染H7N9禽流感為代表的新發傳染病防治體系重大創新和技術突破”項目獲2017年度國家科學技術進步獎特等獎。

  2003年SARS給中國人民帶來的傷害記憶猶新;2009年甲型 H1N1流感波及206個國家和地區;2015年MERS對韓國的沉重打擊歷歷在目……新發傳染病始終是威脅人類健康和全球安全的重大頑疾。在傳染病國家科技重大專項的支持下,李蘭娟院士匯聚一支國家隊伍,協同創新,聯合攻關,以“中國技術”為傳染病“世界難題”開出良藥妙方。

  監控體系快速確認病原

  項目組創建了以深度測序和高通量數據分析為核心的新發突發病原快速識別技術體系,建立了全球最大新發突發傳染病監測網絡

  新發突發傳染病防控的首要前提就是迅速確認病原。“SARS最慘痛的教訓就是長時間無法確認病原。”李蘭娟告訴經濟日報記者,那個時候我國識別病原的能力相對薄弱,在疫情發生半年后才由美國科學家確認病原。

  為此,項目組創建了以深度測序和高通量數據分析為核心的新發突發病原快速識別技術體系,建立了覆蓋全國31個省區市的全球最大新發突發傳染病監測網絡,對隨時可能出現的新發病原進行實時監控,72小時內可以完成對300種病原的檢測,一周內確認新病原。

  2013年,項目組應用該體系在短短5天內就發現并確認了長三角地區發生的重大突發疫情病原是一種全新的重配H7N9禽流感病毒。“2009年新型甲型H1N1流感爆發流行時,美國用了一周時間發現了甲型H1N1流感病毒,而這次我們只用了5天時間,可以說我國新發突發傳染病病原發現能力已經達到世界領先水平。”李蘭娟自豪地說。項目組在疫情發生后快速確認病原,得到了國際社會的高度贊譽。

  SARS另一個慘痛教訓就是無法迅速確定傳染源和傳播途徑。為了提高我國對傳染病的監測預警和循證決策能力,項目組創立了分子分型和溯源為特色的新發突發傳染病預測預警技術體系和防控模式。

  面對當時長三角地區人感染H7N9疫情,項目組研究發現,這起疫情中82%的患者都有活禽市場暴露史;通過血清學研究發現,在活禽市場工作的人群中,病毒抗體陽性率為6.3%,而普通人群中這一數據則為0;對相關活禽市場中的雞、鴨、鴿子和黃浦江的死豬等標本進行研究,發現從患者體內分離的病毒和從活禽市場雞體內分離的病毒基因序列同源性高達99.4%。

  “以上幾點證明活禽市場就是人感染H7N9禽流感的病毒來源,并且該病毒是從禽向人傳播的。”李蘭娟說,項目組利用新發突發傳染病大數據模型進行分析后發現,關閉活禽市場可以減少97%至99%的人感染H7N9病毒的風險。

  關閉活禽市場的決定給李蘭娟團隊帶來了很大的壓力,這不僅會引起群眾對雞肉的恐慌,甚至還會影響禽類產業的發展。經過反復論證和及時向群眾科普,終于與農業部等多家單位達成共識。“現在看來,這一決定是非常有必要的。關閉活禽市場以后,疫情迅速得到控制,避免了向全國播散,大幅減少了經濟損失。”李蘭娟說。

  研發平臺有效防治疫情

  項目組創建了新發突發傳染病快速診斷技術研發平臺,形成了一條高效協同的研發鏈,為臨床治療和疫情防控提供了技術保障

  如果說病原快速識別技術體系和預測預警技術體系是第一時間發現病毒的偵察連,那么檢測試劑則是實現病人快速確診、有效降低傳染病病死率的排頭兵。

  在測序、質譜、微流控、芯片等一項項技術研發的基礎上,項目組創建了新發突發傳染病快速診斷技術研發平臺,形成了從理論創新、技術突破到產業轉化再到臨床應用的一整條高效協同的研發鏈。

  基于該研發鏈,項目組在病原確認后的兩天內,就成功研發出具有自主知識產權的H7N9禽流感病毒核酸診斷試劑,5天內下發到全國各地,使我國迅速具備了人感染H7N9禽流感病毒檢測能力,并由世界衛生組織在7天內向柬埔寨、泰國等世界各國推廣,為全球人感染H7N9禽流感患者的臨床治療和疫情防控提供了技術保障。

  疫苗對于傳染病尤其是病毒性傳染病的防治,具有十分重要的作用。“之前,我國流感病毒疫苗種子株需要世界衛生組織提供,這讓我們在應對新發傳染病時常常處于被動局面。”李蘭娟說,整個團隊根據H7N9禽流感病原基因序列特征,使用PR8質粒流感病毒拯救系統和反向遺傳技術,成功研發出我國首個人感染H7N9禽流感病毒的疫苗種子株。

  這是我國科學家首次成功研發符合國際通用要求的疫苗種子株,打破了我國流感疫苗種子株長期依賴國際提供的歷史。利用該疫苗種子株研發出的新型H7N9裂解佐劑疫苗獲得國家食品藥品監督管理總局頒發的4個新藥臨床批件。臨床前研究證實,該疫苗對2017年分離的高致病性H7N9毒株也具有較好的保護效果,為有效應對新型流感等重大新發傳染病疫情提供了技術手段。

  “中國技術”降低病死率

  “細胞因子風暴”導致新發傳染病高病死率是世界難題。項目組將“李氏人工肝”技術用于消除“細胞因子風暴”,為全球傳染病重癥救治提供了“中國技術”

  “人感染H7N9禽流感患者病情非常兇險。”李蘭娟回憶說,當時70%的患者惡化為急性呼吸窘迫綜合征(ARDS),病死率高。僅僅確認病原、傳染源和傳播途徑還遠遠不夠,發病機制是什么?為什么會造成如此高的病死率?這些更為關鍵的科學問題橫亙在李蘭娟團隊面前。

  項目組研究了病原分子與宿主受體作用機制,發現該病毒通過突變獲得獨特的“雙受體結合”特點——不僅可以結合禽流感病毒受體,還可以結合人流感病毒受體。這是導致H7N9病毒從禽感染人的關鍵分子基礎。

  此外,項目組采用液相芯片等技術,借助能快速定量分析數百種炎癥因子的技術平臺,發現人感染H7N9禽流感重癥患者在疾病急性期中,多種細胞因子和趨化因子的水平顯著升高。由此揭示了“細胞因子風暴”引起的免疫病理反應是導致病情嚴重甚至死亡的關鍵原因。

  “當人感染病毒后,體內的免疫細胞會分泌大量的細胞因子。這些細胞因子在消滅病毒的同時也嚴重破壞了自身的呼吸細胞,引起肺部炎癥、水腫、白肺等癥狀。”李蘭娟說,實際上“細胞因子風暴”就是免疫系統由“自我保護”走向“超強保護”極端化的過程。

  “細胞因子風暴”導致新發傳染病高病死率長期以來都是一道世界難題,國際上也一直缺乏有效的救治手段。而李蘭娟團隊根據“李氏人工肝”能清除肝衰竭患者炎癥因子的原理,創造性地將此技術用于消除“細胞因子風暴”,為全球傳染病重癥救治提供了“中國技術”。

  在此基礎上,李蘭娟團隊對臨床規律和發病機制進行深入研究,總結出了一套抗病毒、抗低氧血癥和多臟器功能衰竭、抗休克、抗繼發感染(“四抗”),維持水電解質平衡和微生態平衡(“二平衡”)的“四抗二平衡”救治策略,進一步降低了重癥患者的病死率。

  世界衛生組織助理總干事福田敬二博士稱,中國應對人感染H7N9禽流感疫情的防控堪稱國際典范。“中國模式”也成功援助非洲抗擊埃博拉疫情,為全球新發突發傳染病防控提供了“中國經驗”,展現了“中國力量”。(記者 李芃達)
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