中国的病原体及其传染病防控研究科技进展

陈洁君

北京 100039，中国生物技术发展中心生物资源与安全处

“十三五”期间，科技部启动“生物安全关键技术研发”重点专项，针对我国当前面临的各类重大生物威胁，按照基础研究、共性关键技术与重大产品研发、典型应用示范三个层面，进行了一系列项目部署。其中，针对重要新发突发病原体及其传染病防控的重大科技需求，围绕病原体的发生、播散、致病机制、防治技术与产品以及未来新发突发传染病病原体调查预测等，部署了一批科研项目。本文阐述了这些科研项目迄今的主要研究进展。

1 新发突发病原体及其传染病防控等方面科技进展

1.1 基础研究

1.1.1 揭示了一些新发突发病原体的发生与播散机制:研究人员包括军事科学院军事医学研究院杨瑞馥团队、中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所舒跃龙团队等。揭示了RNA病毒在非脊椎动物中普遍存在，阐明了其和宿主的共进化关系；阐明了蝙蝠源冠状病毒、丝状病毒和A型轮状病毒遗传演化及跨种感染机制；解析了霍乱弧菌、沙门氏菌、副溶血弧菌和鼠疫菌等多种致病菌的进化及其与致病的关系；报道了人感染新型重配欧亚类禽(EA H1N1)猪流感病毒病例和人感染高致病性H7N9(HPAI H7N9)禽流感病毒病例；阐明了H5N6、 H7N9禽流感病毒和EA H1N1猪流感病毒的起源进化规律。以上成果,为我国及全球的重要新发突发病原体发生与播散机制研究、疫情防控以及潜在病源的发现和流行预测提供了重要科学依据，受到国际同行广泛关注。相关成果发表在Nature、Nature Communications、Nature Microbiology、Nature Ecology & Evolution等杂志上[1-5]。

1.1.2 揭示了一些新发突发病原体的宿主适应与损伤机制:研究人员包括四川大学逯光文团队、中国科学院武汉病毒研究所肖庚富团队等。建立了蜱传脑炎、新疆出血热等烈性病毒的感染模型，解析了蜱传脑炎病毒聚合酶精细结构；建立了寨卡病毒等与宿主相互作用的分子调控网络，确立了寨卡病毒E蛋白新靶点，发展了高效的多肽、小分子类进入抑制剂，其中FDA成品抗癌药物硼替佐米(Bortezomib)能够在nM级别抑制寨卡病毒进入并缓解寨卡病毒感染引起的神经、生殖系统损伤，可望用于应急防控；建立了敲除与过表达互补并行的宿主因子筛查平台，在国内外处于领先水平，有助于新发突发传染病的防控；获得13株寨卡病毒单克隆抗体，其中2株能够特异性阻断寨卡病毒感染，有望进一步开发成防治寨卡病毒的抗体药物。以上成果为相关病原体的疫情防控奠定了基础，相关成果发表在Nature Communications、Science Translational Medicine(封面文章)、Plos Pathogens和 Journal of Virology等杂志上[6-8]。

1.1.3 揭示了一些入侵媒介生物及其病原体的生物学特性:中山大学吴忠道团队围绕一些入侵媒介(藁杆双脐螺、福寿螺和伊蚊等)及其病原体(疟原虫和寨卡病毒等)开展其入侵、扩散及生物学特征研究，当前在疟原虫和寨卡病毒研究上取得重要进展。青蒿素为当前治疗疟疾最有效的药物，但是在一例从赤道几内亚回国的病例中发现感染疟原虫株对青蒿素敏感性明显下降，且产生了与东南亚抗性株不同的新突变。通过全基因组测序和溯源分析，确认该虫株是非洲本地虫株。该研究结果发表在The New England Journal of Medicine[9]，这是国际上首次报道非洲本地疟原虫对青蒿素产生抗性，体现了疟疾药物抗性监测和治理的必要性和紧迫性。寨卡病毒是2015年迅速扩散流行的虫媒病毒之一，对三种寨卡虫媒对病毒的感染率、播散率以及传播率研究表明，埃及伊蚊的媒介效能最高，白纹伊蚊也具备传播寨卡病毒的能力，致倦库蚊在实验室条件下不具备寨卡病毒的传播能力。鉴于中国白纹伊蚊分布较埃及伊蚊更为广泛，因此可能成为寨卡病毒在中国流行的主要虫媒。该研究结果发表在Emerging Infectious Disease杂志[9-10]。

1.2 关键技术与产品研发

1.2.1 建立了埃博拉病毒威胁的预警算法模型:中国科学院微生物研究所刘翟团队，利用基因组深度测序和生物信息分析，揭示了埃博拉病毒在宿主内进化的动力学特征，并证实了利用宿主内进化特征能够早期对病毒传播动力学进行判断，并有助于选择病毒治疗靶点；基于上述基因组测序数据和西非埃博拉疫情的监测数据，揭示了造成疫情扩大化的重要因素，指出了疫情发生过程中边界的开放与关闭周期是造成疫情传播的最直接因素；在以上研究基础上，建立了埃博拉病毒威胁的预警算法模型。以上研究为埃博拉病毒的疫情监测、预警和防控提供了重要理论依据，相关成果发表在Nature、 Nature Microbiology(封面文章)等杂志上[11]。

1.2.2 建立了国家生物安全监测网络集成与预警平台原型:研究人员为军事科学院军事医学研究院孙岩松团队等。制定了数据接口标准、多元数据时空标准等一批生物安全数据集成标准，实现了多部门数据实时共享；建立了国家生物安全监测网络集成与预警平台原型，可实现国家传染病监测系统、全军传染病监测系统、动物疫病监测系统、出入境监测系统、野生动物监测等10个系统有效整合，通过多系统的数据实时抓取、空间展示等进行生物安全事件的态势分析；建立了基于互联网的国家生物安全风险探测与预警平台，可以实时监测国内外主要生物安全信息源，自动过滤筛选生物安全威胁相关的信息并进行态势分析与预判。相关成果已发表SCI 论文8篇，申请专利2项、软件著作权4项，并发布10期《国家生物安全监测风险评估报告》。

1.2.3 研发了一批新发突发病原体应急处置技术与产品:研究人员包括军事科学院军事医学研究院金宁一团队和中国科学院上海巴斯德研究所金侠团队等。针对MERS-CoV、寨卡、汉坦、基孔肯雅等新发突发病原体，建立了鼻喷流感减毒活疫苗制备技术和临床研究评价体系，已完成I、II期临床研究，III期临床研究已接近尾声，填补国内空白；开展以病原体侦检技术与产品为主的媒介生物应急处置研究，开发单病种到多病种，低通量到高通量的系列核酸检测试剂，目前已获得3个诊断类新药证书，另有2个诊断试剂正在申报新药证书；完成基因工程 ZIKV疫苗的构建和小动物免疫原性检验，研究成果进行了转让，预期2019年提交临床试验批件给CFDA；发现ZIKV病毒通过NS1蛋白点突变而增加在蚊子中的感染力，从而为ZIKV病毒巴西株大流行提供了分子病毒学理论依据，相关成果发表在Nature杂志上[12]。

1.2.4 建立了生物威胁数据库及突发事件可视化智能决策支持平台:中国科学院地理科学与资源研究所江东团队等，针对生物恐怖袭击(生物气溶胶)、突发传染病疫情(禽流感、鼠疫)、生物入侵事件(红火蚁)等3类突发生物威胁，建立了具有统一数据模型的生物危害数据库以及突发生物危害事件可视化智能决策支持平台。数据库内容涵盖地理环境、社会人文、公共卫生信息等要素，空间尺度包含局地/区域/全国(典型区)三个尺度，要素指标包含16大类40小类，数据量达650 GB；基于GIS和网络技术，集成了生物危害演变、评估和应急处置方法/模型50余个，基本建立了决策支持平台，实现了3类突发生物危害事件的2-3维动态可视化分析和决策支持功能。相关成果已发表SCI论文10篇，申报软件著作权2项。

1.3 典型应用示范

1.3.1 开展野生动物源性未来新发突发传染病病原体调查 中国疾病预防控制中心传染病预防控制所张永振团队，已采集野生动物、媒介和患者样本10.7万份，临床样本9 300份，发现微生物新种1 487种，一次性报道新病毒1 445种。通过大样本分析，揭示了病毒遗传进化的规律，重新定义了RNA病毒圈，并为未来新发突发传染病的防控提供了重要依据[13]。相关成果发表在Nature上，受到国内外学术界的广泛关注与高度评价，人民日报、光明日报、新华社、中央电视台、中央人民广播电台、中国日报、BBC等国内外多家媒体报道。

1.3.2 建立重要热带病入侵媒介生物及其病原体实物资源库 中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所周晓农团队，针对福寿螺-管圆线虫、双脐螺-曼氏血吸虫、诺氏疟原虫-按蚊、美洲锥虫-锥蝽和蜱-巴贝虫等入侵媒介生物及其病原体，开展入侵生物及其传播病原分布、定殖生态因素调查、病原测定等研究[14-15]，在此基础上建立了重要热带病入侵媒介生物及其病原体实物资源库。资源库建设增强了我国对热带病相关入侵媒介生物及其传播疾病防控的科技支撑能力。相关成果已发表SCI 论文18 篇，申请专利8 项、软件著作权1项。

2 展望

随着全球化、工业化、城市化进程加快、人类活动范围扩大、人员流动和贸易增加、自然生态环境变化，以及媒介生物分布改变，我国新发突发传染病暴发频次更高、传播速度更快、波及范围更广，对经济社会发展的危害更大。这就需要针对当前及未来潜在的烈性病原体威胁，进一步打造包括威胁感知、威胁甄别、危害处置、危害防护等全链条的技术装备能力，在危害发生时有效、快速控制危害的发生发展，最大程度降低危害效应，防范次生危害发生，及时启动恢复重建。

利益冲突:无

参考文献

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