中國的病原體及其傳染病防控研究科技進展

陳潔君

北京 100039，中國生物技術發展中心生物資源與安全處

“十三五”期間，科技部啟動“生物安全關鍵技術研發”重點專項，針對我國當前面臨的各類重大生物威脅，按照基礎研究、共性關鍵技術與重大產品研發、典型應用示范三個層面，進行了一系列項目部署。其中，針對重要新發突發病原體及其傳染病防控的重大科技需求，圍繞病原體的發生、播散、致病機制、防治技術與產品以及未來新發突發傳染病病原體調查預測等，部署了一批科研項目。本文闡述了這些科研項目迄今的主要研究進展。

1 新發突發病原體及其傳染病防控等方面科技進展

1.1 基礎研究

1.1.1 揭示了一些新發突發病原體的發生與播散機制:研究人員包括軍事科學院軍事醫學研究院楊瑞馥團隊、中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所舒躍龍團隊等。揭示了RNA病毒在非脊椎動物中普遍存在，闡明了其和宿主的共進化關系；闡明了蝙蝠源冠狀病毒、絲狀病毒和A型輪狀病毒遺傳演化及跨種感染機制；解析了霍亂弧菌、沙門氏菌、副溶血弧菌和鼠疫菌等多種致病菌的進化及其與致病的關系；報道了人感染新型重配歐亞類禽(EA H1N1)豬流感病毒病例和人感染高致病性H7N9(HPAI H7N9)禽流感病毒病例；闡明了H5N6、 H7N9禽流感病毒和EA H1N1豬流感病毒的起源進化規律。以上成果,為我國及全球的重要新發突發病原體發生與播散機制研究、疫情防控以及潛在病源的發現和流行預測提供了重要科學依據，受到國際同行廣泛關注。相關成果發表在Nature、Nature Communications、Nature Microbiology、Nature Ecology & Evolution等雜志上[1-5]。

1.1.2 揭示了一些新發突發病原體的宿主適應與損傷機制:研究人員包括四川大學逯光文團隊、中國科學院武漢病毒研究所肖庚富團隊等。建立了蜱傳腦炎、新疆出血熱等烈性病毒的感染模型，解析了蜱傳腦炎病毒聚合酶精細結構；建立了寨卡病毒等與宿主相互作用的分子調控網絡，確立了寨卡病毒E蛋白新靶點，發展了高效的多肽、小分子類進入抑制劑，其中FDA成品抗癌藥物硼替佐米(Bortezomib)能夠在nM級別抑制寨卡病毒進入并緩解寨卡病毒感染引起的神經、生殖系統損傷，可望用于應急防控；建立了敲除與過表達互補并行的宿主因子篩查平臺，在國內外處于領先水平，有助于新發突發傳染病的防控；獲得13株寨卡病毒單克隆抗體，其中2株能夠特異性阻斷寨卡病毒感染，有望進一步開發成防治寨卡病毒的抗體藥物。以上成果為相關病原體的疫情防控奠定了基礎，相關成果發表在Nature Communications、Science Translational Medicine(封面文章)、Plos Pathogens和 Journal of Virology等雜志上[6-8]。

1.1.3 揭示了一些入侵媒介生物及其病原體的生物學特性:中山大學吳忠道團隊圍繞一些入侵媒介(藁桿雙臍螺、福壽螺和伊蚊等)及其病原體(瘧原蟲和寨卡病毒等)開展其入侵、擴散及生物學特征研究，當前在瘧原蟲和寨卡病毒研究上取得重要進展。青蒿素為當前治療瘧疾最有效的藥物，但是在一例從赤道幾內亞回國的病例中發現感染瘧原蟲株對青蒿素敏感性明顯下降，且產生了與東南亞抗性株不同的新突變。通過全基因組測序和溯源分析，確認該蟲株是非洲本地蟲株。該研究結果發表在The New England Journal of Medicine[9]，這是國際上首次報道非洲本地瘧原蟲對青蒿素產生抗性，體現了瘧疾藥物抗性監測和治理的必要性和緊迫性。寨卡病毒是2015年迅速擴散流行的蟲媒病毒之一，對三種寨卡蟲媒對病毒的感染率、播散率以及傳播率研究表明，埃及伊蚊的媒介效能最高，白紋伊蚊也具備傳播寨卡病毒的能力，致倦庫蚊在實驗室條件下不具備寨卡病毒的傳播能力。鑒于中國白紋伊蚊分布較埃及伊蚊更為廣泛，因此可能成為寨卡病毒在中國流行的主要蟲媒。該研究結果發表在Emerging Infectious Disease雜志[9-10]。

1.2 關鍵技術與產品研發

1.2.1 建立了埃博拉病毒威脅的預警算法模型:中國科學院微生物研究所劉翟團隊，利用基因組深度測序和生物信息分析，揭示了埃博拉病毒在宿主內進化的動力學特征，并證實了利用宿主內進化特征能夠早期對病毒傳播動力學進行判斷，并有助于選擇病毒治療靶點；基于上述基因組測序數據和西非埃博拉疫情的監測數據，揭示了造成疫情擴大化的重要因素，指出了疫情發生過程中邊界的開放與關閉周期是造成疫情傳播的最直接因素；在以上研究基礎上，建立了埃博拉病毒威脅的預警算法模型。以上研究為埃博拉病毒的疫情監測、預警和防控提供了重要理論依據，相關成果發表在Nature、 Nature Microbiology(封面文章)等雜志上[11]。

1.2.2 建立了國家生物安全監測網絡集成與預警平臺原型:研究人員為軍事科學院軍事醫學研究院孫巖松團隊等。制定了數據接口標準、多元數據時空標準等一批生物安全數據集成標準，實現了多部門數據實時共享；建立了國家生物安全監測網絡集成與預警平臺原型，可實現國家傳染病監測系統、全軍傳染病監測系統、動物疫病監測系統、出入境監測系統、野生動物監測等10個系統有效整合，通過多系統的數據實時抓取、空間展示等進行生物安全事件的態勢分析；建立了基于互聯網的國家生物安全風險探測與預警平臺，可以實時監測國內外主要生物安全信息源，自動過濾篩選生物安全威脅相關的信息并進行態勢分析與預判。相關成果已發表SCI 論文8篇，申請專利2項、軟件著作權4項，并發布10期《國家生物安全監測風險評估報告》。

1.2.3 研發了一批新發突發病原體應急處置技術與產品:研究人員包括軍事科學院軍事醫學研究院金寧一團隊和中國科學院上海巴斯德研究所金俠團隊等。針對MERS-CoV、寨卡、漢坦、基孔肯雅等新發突發病原體，建立了鼻噴流感減毒活疫苗制備技術和臨床研究評價體系，已完成I、II期臨床研究，III期臨床研究已接近尾聲，填補國內空白；開展以病原體偵檢技術與產品為主的媒介生物應急處置研究，開發單病種到多病種，低通量到高通量的系列核酸檢測試劑，目前已獲得3個診斷類新藥證書，另有2個診斷試劑正在申報新藥證書；完成基因工程 ZIKV疫苗的構建和小動物免疫原性檢驗，研究成果進行了轉讓，預期2019年提交臨床試驗批件給CFDA；發現ZIKV病毒通過NS1蛋白點突變而增加在蚊子中的感染力，從而為ZIKV病毒巴西株大流行提供了分子病毒學理論依據，相關成果發表在Nature雜志上[12]。

1.2.4 建立了生物威脅數據庫及突發事件可視化智能決策支持平臺:中國科學院地理科學與資源研究所江東團隊等，針對生物恐怖襲擊(生物氣溶膠)、突發傳染病疫情(禽流感、鼠疫)、生物入侵事件(紅火蟻)等3類突發生物威脅，建立了具有統一數據模型的生物危害數據庫以及突發生物危害事件可視化智能決策支持平臺。數據庫內容涵蓋地理環境、社會人文、公共衛生信息等要素，空間尺度包含局地/區域/全國(典型區)三個尺度，要素指標包含16大類40小類，數據量達650 GB；基于GIS和網絡技術，集成了生物危害演變、評估和應急處置方法/模型50余個，基本建立了決策支持平臺，實現了3類突發生物危害事件的2-3維動態可視化分析和決策支持功能。相關成果已發表SCI論文10篇，申報軟件著作權2項。

1.3 典型應用示范

1.3.1 開展野生動物源性未來新發突發傳染病病原體調查 中國疾病預防控制中心傳染病預防控制所張永振團隊，已采集野生動物、媒介和患者樣本10.7萬份，臨床樣本9 300份，發現微生物新種1 487種，一次性報道新病毒1 445種。通過大樣本分析，揭示了病毒遺傳進化的規律，重新定義了RNA病毒圈，并為未來新發突發傳染病的防控提供了重要依據[13]。相關成果發表在Nature上，受到國內外學術界的廣泛關注與高度評價，人民日報、光明日報、新華社、中央電視臺、中央人民廣播電臺、中國日報、BBC等國內外多家媒體報道。

1.3.2 建立重要熱帶病入侵媒介生物及其病原體實物資源庫 中國疾病預防控制中心寄生蟲病預防控制所周曉農團隊，針對福壽螺-管圓線蟲、雙臍螺-曼氏血吸蟲、諾氏瘧原蟲-按蚊、美洲錐蟲-錐蝽和蜱-巴貝蟲等入侵媒介生物及其病原體，開展入侵生物及其傳播病原分布、定殖生態因素調查、病原測定等研究[14-15]，在此基礎上建立了重要熱帶病入侵媒介生物及其病原體實物資源庫。資源庫建設增強了我國對熱帶病相關入侵媒介生物及其傳播疾病防控的科技支撐能力。相關成果已發表SCI 論文18 篇，申請專利8 項、軟件著作權1項。

2 展望

隨著全球化、工業化、城市化進程加快、人類活動范圍擴大、人員流動和貿易增加、自然生態環境變化，以及媒介生物分布改變，我國新發突發傳染病暴發頻次更高、傳播速度更快、波及范圍更廣，對經濟社會發展的危害更大。這就需要針對當前及未來潛在的烈性病原體威脅，進一步打造包括威脅感知、威脅甄別、危害處置、危害防護等全鏈條的技術裝備能力，在危害發生時有效、快速控制危害的發生發展，最大程度降低危害效應，防范次生危害發生，及時啟動恢復重建。

利益沖突:無

參考文獻

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