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面對國家在疫情防控決策方面的重大戰(zhàn)略需求，北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院王靜遠(yuǎn)副教授，聯(lián)合經(jīng)濟管理學(xué)院吳俊杰教授、部慧副教授，計算機學(xué)院軟件開發(fā)環(huán)境國家重點實驗室孫磊磊老師等，快速反應(yīng)，在1月22日開始陸續(xù)組織了一支包括20余名師生在內(nèi)、跨學(xué)科、跨專業(yè)的疫情應(yīng)急研究團隊，開展基于大數(shù)據(jù)的疫情預(yù)測與大數(shù)據(jù)分析科研攻關(guān)工作。 團隊經(jīng)過連續(xù)不眠不休的集中攻關(guān)，于1月25日完成了第一個針對新冠肺炎疫情預(yù)測的模型，并最早具備了對外提供疫情預(yù)測服務(wù)的能力。該模型具備優(yōu)秀的預(yù)測精度和疫情解釋能力，為上級部門的疫情防控決策提供了重要的支撐。尤其是在疫情拐點尚未出現(xiàn)、全國發(fā)病走勢尚不明朗的疫情早期階段，為防疫決策提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參考。預(yù)測模型基于王靜遠(yuǎn)老師在2014年深圳H7N9流感爆發(fā)和季節(jié)性流感流行期間使用市民活動大數(shù)據(jù)與Meta-Population動力學(xué)模型相結(jié)合的方式設(shè)計的面向城市的呼吸道類疾病傳播分析與預(yù)測模型，曾應(yīng)用于深圳流感防控。

華中科技大學(xué)同濟藥學(xué)院李華教授、沈陽藥科大學(xué)無涯學(xué)院陳麗霞教授、軍事醫(yī)學(xué)研究院國家應(yīng)急防控藥物工程技術(shù)研究中心李行舟研究員等組成聯(lián)合攻關(guān)小組，就新型冠狀病毒肺炎疫情，開展了抗新冠病毒潛在藥物的篩選研究工作。利用藥物重定位策略，在已有藥物中尋找對抗新冠病毒的治療藥物是對抗疫情的有效手段和當(dāng)務(wù)之急。研究表明，冠狀病毒nsp3編碼的木瓜樣蛋白酶(papain-like protease，PLP)在病毒基因組復(fù)制及逃避宿主抗病毒天然免疫中發(fā)揮重要作用，是藥物開發(fā)的良好靶點。PLP不僅具有蛋白水解酶活性，同樣具有去泛素化酶（DUB）活性，PLP利用其蛋白水解酶活性及DUB活性通過一系列的分子機制逃避宿主抗病毒免疫反應(yīng)，抑制干擾素表達(dá)；它是除了冠狀病毒3CL水解酶之外，另一個冠狀病毒感染人類所必需的重要蛋白。攻關(guān)小組目前正在尋找更多可能抑制新冠病毒的藥物靶點，也將繼續(xù)進(jìn)行深入的抗新冠病毒活性測試，為后續(xù)抗新冠病毒肺炎藥物的基礎(chǔ)和臨床研究提供更多指導(dǎo)信息。

病毒的快速、靈敏檢測可以縮短疑似病例數(shù)量和病人隔離期，更短時間內(nèi)篩查更多疑似病例，具有重要臨床和公共衛(wèi)生價值。核酸檢測試劑盒檢測耗時長、病毒RNA容易降解、難以檢測小于100bp病毒片段，導(dǎo)致目前新冠病毒檢測假陰性案例很多。深圳國際研究生院助理教授秦培武團隊將通過CRISPR反應(yīng)、高靈敏光譜、單分子成像解決當(dāng)前新冠檢測面臨的難題。 在以往工作的基礎(chǔ)上，秦培武與羅徹斯特理工杜可教授合作開發(fā)基于Cas12a反應(yīng)的DNA病毒檢測方法，不擴增的條件下可以檢測皮摩爾濃度非洲豬瘟病毒，成果已經(jīng)被Biosensors and Bioelectronics接收。 針對新型冠狀病毒檢測，靈敏度、速度、高通量將是檢測裝置的主要設(shè)計指標(biāo)。為此將整合光學(xué)靈敏度最高的單分子成像與信號放大最好的CRISPR酶反應(yīng)，達(dá)到高靈敏、高通量、高特異新冠病毒檢測，將CRISPR反應(yīng)體系封裝到載玻片作為檢測試劑盒使用，加入病毒后產(chǎn)生的熒光信號可通過單分子顯微鏡采集。多個檢測位點可以累計提高信噪比，crRNA陣列覆蓋新冠病毒所有保守區(qū)將最大限度檢測病毒提供的天然檢測靶點。 本項目還將開發(fā)病毒檢測試紙，將CRISPR反應(yīng)系統(tǒng)溶解風(fēng)干到試紙上。新冠病人咽拭子樣品經(jīng)核酸提取后先用試劑檢測，信號可以目測或者利用高靈敏光譜檢測，如果是陰性再進(jìn)行試劑盒單分子檢測，實現(xiàn)二級精準(zhǔn)新冠病毒核酸檢測。

“現(xiàn)階段醫(yī)生需要在大量影像數(shù)據(jù)中快速診斷出新冠肺炎的病例，此外還需要診斷出病灶分布的位置、大小等來評估嚴(yán)重程度。”薛向陽介紹，針對臨床的現(xiàn)實需求，團隊將設(shè)計目標(biāo)定位于“肺炎分類鑒別”和“關(guān)鍵病灶檢測”兩大功能，前者是為區(qū)別健康狀態(tài)、新冠肺炎、其他病毒性肺炎、細(xì)菌性肺炎，后者則為找到并分隔出磨玻璃影等病灶區(qū)域。針對這些需求，團隊設(shè)計診斷算法模型，讓機器利用模型進(jìn)行訓(xùn)練，學(xué)習(xí)不同類型肺炎在CT影像表現(xiàn)上的不同特征，最終具備智能輔助診斷的能力。而這需要突破小樣本學(xué)習(xí)、小目標(biāo)檢測等多個技術(shù)難題。“小樣本學(xué)習(xí)”即在較少訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本的條件下進(jìn)行機器學(xué)習(xí)。在疫情發(fā)生前期，能夠獲取的新冠肺炎影像數(shù)據(jù)相對較少，且由于一線影像醫(yī)生任務(wù)繁重，無法獲得大量專家標(biāo)注，因此需要算法在少量樣本的條件下“自學(xué)成才”。為此，團隊采用基于自遷移學(xué)習(xí)的半監(jiān)督學(xué)習(xí)等技巧，使算法具備一定的“小樣本學(xué)習(xí)”能力，在不增加醫(yī)生標(biāo)注工作量的情況下較好地提高了算法模型的普適性。由于CT影像切片中的病灶區(qū)域有大有小，且往往大中小病灶區(qū)域面積懸殊，如何使算法能同時檢測大、中、小各個目標(biāo)是另一大難題。團隊利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層次性特點與病灶區(qū)域的大小進(jìn)行對應(yīng)，“網(wǎng)絡(luò)的底層關(guān)注細(xì)節(jié)，即小病灶區(qū)域，而網(wǎng)絡(luò)中層到高層所關(guān)注的病灶區(qū)域則越來越大，因此模型通過不同層次的加權(quán)和融合，最終便能達(dá)到同時檢測大小病灶區(qū)域的目標(biāo)。”薛向陽解釋道。“不過，即便有診斷‘神器’，影像科醫(yī)生也是不可替代的。”薛向陽說，人是復(fù)雜的機體，病毒在不同人體內(nèi)感染的反映也不一定相同。”他表示，當(dāng)遇到機器未曾學(xué)習(xí)過的微小病變或疑難病例時，仍需要影像醫(yī)生的經(jīng)驗和智慧。以解決實際問題為目標(biāo)，該項目在研究過程中始終與臨床應(yīng)用緊密結(jié)合。無論是機器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，還是測試評估數(shù)據(jù)，都來源于臨床真實病例。在算法模型定型過程中，為了檢驗?zāi)Ｐ偷臏?zhǔn)確率和泛化性，團隊也利用現(xiàn)實疑似病例進(jìn)行了測試。

環(huán)氧蟲啶（簡稱QS）是一種新型的新煙堿類殺蟲劑。環(huán)氧蟲啶是國際上第一個nAChR的拮抗劑，極有可能成為國際上具有重要影響力的新一類殺蟲劑，其活性顯著優(yōu)于吡蟲啉。目前項目已經(jīng)完成了2種劑型14地藥效試驗，結(jié)果表明：對水稻褐飛虱、白背飛虱、灰飛虱均高效，對甘藍(lán)蚜蟲和黃瓜蚜蟲也有良好防效，對稻縱卷葉螟有較好的兼防效果，對棉田煙粉虱活性顯著高于吡蟲啉，日本大冢和我們的測試結(jié)果均表明該化合物的活性高于美國陶氏益農(nóng)將于2014年全球上市的新一代新煙堿殺蟲劑氟啶蟲胺腈（Sulfoxaflor）。另外，其蜜蜂毒性也顯著降低，環(huán)氧蟲啶48小時急性攝入LC50為19.18mg/L, 吡蟲啉4.94mg/L,明顯低于吡蟲啉，環(huán)境安全性得到提升。此外對羊、兔的絳蟲和球蟲顯示出優(yōu)異的活性。申請中國專利2項（CN 101747320A，CN 201910258534.3）和國際專利1項（WO2010/069266 A1）。

毛蕊花糖苷是一種控糖療效非常 優(yōu)良的α-葡萄糖苷酶抑制劑。本技術(shù)成果通過篩選、誘導(dǎo)獲 得一株β-葡萄糖苷酶高產(chǎn)菌株，通過高效催化將松果菊苷轉(zhuǎn) 化為毛蕊花糖苷，經(jīng)萃取、分離，獲得純度超過50%及90%的 毛蕊花糖苷單體化合物。藥理學(xué)研究表明，毛蕊花糖苷中試產(chǎn) 品對降低2型糖尿病模型小鼠空腹血糖值及提高胰島素濃度和胰島素敏感性效果顯著；

天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院黃金海教授和葉升教授團隊瞄準(zhǔn)臨床實踐所需，制定了病毒、抗體快速診斷以及生物防治制劑的研發(fā)方案。團隊迅速制備獲得新型冠狀病毒高純度蛋白，并與北京華科泰生物技術(shù)股份有限公司聯(lián)合完成免疫熒光層析試紙條檢測病毒抗原靈敏性、交叉性等實驗，成功研發(fā)出新型冠狀病毒抗原熒光免疫層析快速檢測試劑盒。 與目前臨床使用的檢測試劑盒相比，新型試劑盒最大的優(yōu)勢是“快”，可在15分鐘內(nèi)檢測出是否為新型冠狀病毒，極大地縮短了檢測時間；同時該試劑盒具有高靈敏度，病毒蛋白檢測達(dá)到pg級，為病毒感染的早期篩查提供了簡便靈敏的手段。實驗結(jié)果顯示，新型試劑盒檢測限、靈敏度、線性系數(shù)等性能指標(biāo)均滿足對病毒抗原檢測的有效性要求。

該方法有望突破現(xiàn)有核酸檢測方法對人員/場所的限制，縮短檢測用時，提高便捷程度，推動診斷前移下移，實現(xiàn)疑似患者的快速診斷和密切接觸人群的現(xiàn)場篩查。 南開大學(xué)重點實驗室主任陳佺教授、龐代文教授組織了一支包括化學(xué)學(xué)院、生命科學(xué)學(xué)院、細(xì)胞應(yīng)答交叉科學(xué)中心相關(guān)專家在內(nèi)的聯(lián)合攻關(guān)團隊。他們分別采用聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）、量子點、膠體金等技術(shù)，突擊開展新型冠狀病毒快速診斷技術(shù)及其試劑盒的研發(fā)，成功研發(fā)出新型冠狀病毒快速檢測新技術(shù)。

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院呼吸科是我國無創(chuàng)通氣的先行者，在無創(chuàng)通氣治療重癥肺炎和急性呼吸窘迫綜合征等危重型急性呼吸衰竭中積累了豐富的經(jīng)驗，由時任呼吸科主任鈕善福教授帶領(lǐng)團隊一起研發(fā)了適應(yīng)中國人臉型的第一款面罩——“鈕式面罩”。

2020年2月14日，由廈門大學(xué)、深圳市第三人民醫(yī)院和養(yǎng)生堂旗下北京萬泰生物藥業(yè)股份有限公司共同研發(fā)的新冠病毒抗體檢測試劑盒（雙抗原夾心酶聯(lián)免疫法）經(jīng)臨床驗證，173名新冠肺炎確診患者中93.1%抗體檢測陽性，而33名健康人中無一陽性，顯示出良好的敏感性和特異性。這是首個經(jīng)大樣本臨床驗證的新冠病毒總抗體檢測試劑。該試劑能同時檢出包括IgM和IgG在內(nèi)的全部新冠特異性抗體，具有更高的靈敏度，所采用的雙抗原夾心法能夠更好地保障特異性。抗體檢測試劑的另一大突出優(yōu)點是檢測速度快，兩名檢測人員12小時即可完成1500份標(biāo)本的檢出。由于新冠病毒是首次入侵人類社會，幾乎所有尚未被感染的人的血液中都沒有抗體，只要患者的抗體檢測陽性即可判斷其為新冠病毒的感染者。因此，該總抗體檢測試劑的臨床應(yīng)用，可明顯改善當(dāng)前新冠疫情防控工作中疑似患者核酸檢測速度慢、采樣復(fù)雜、敏感性不高、需要高等級生物安全措施等。