3 步识别并在疾病爆发成为全球大流行前阻止它们

为了识别和阻止类似于 COVID 的疾病爆发,卫生专业人员必须检测病原体、广泛共享数据并做好应对准备

Doctor leaves his lab coat and clothes behind to wear a yellow hazmat suit and pushes panic button

萨姆·法尔科纳

2020 年 1 月,世界各地的新闻媒体报道了中国爆发了一种由新型病原体引起的疾病。有一段时间,这种现在已变得非常熟悉的疾病 COVID-19 似乎主要被控制在中国境内——在 1 月份的最后一周开始时,该国确诊病例为 2,700 例,其他地方仅约 40 例。世界其他地方滚动浏览着新闻标题,没有看到即将发生的事情。

然而,马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院卫生安全中心主任、医师汤姆·英格尔斯比在中国发现了一些令人震惊的迹象。医护人员大量患病;年轻人、健康人正在死亡;大型临时医院正在建设中,官员下令关闭一个比美国任何城市都大的城市。英格尔斯比知道,在全球社区任何地方发生如此大规模的疾病传播都关系到每个人。他开始推动加速大流行病防备,包括在美国进行 COVID-19 检测。

大约在同一时间,传染病流行病学家詹妮弗·努佐也同样拉响了警报。在接下来的几个月里,她变得越来越沮丧,眼睁睁地看着全球范围内的发病率和死亡率因普遍缺乏对疾病爆发的准备而上升。4 月,她接受了罗德岛州普罗维登斯布朗大学公共卫生学院新成立的疫情中心主任一职,以便她能够努力确保世界永远不会再次发现自己如此缺乏保护。她说,世界各地的政府和其他组织现在必须采取行动,以确保当下一个大流行病不可避免地出现时,卫生保健专业人员能够被授权更早地阻止疾病蔓延并限制其影响。


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控制传染病依赖于几个医学支柱。在第一线环境中识别新出现的疫情,并将该信息与其他机构共享非常重要。同样重要的是,医疗保健提供者在疫情爆发时做出反应的准备情况;清晰、训练有素的行动计划以及安全获取疫苗和其他基本医疗用品至关重要。而且不仅仅是对某些国家而言:世界发现和阻止下一次大流行病的能力只取决于其最薄弱的环节。

前线警戒

疾病爆发可能由多种类型的病原体引起,包括病毒、细菌、真菌和寄生虫。发现具有大流行潜力的病原体首先要检测患病的人,并查明究竟是哪种病原体引起了他们的症状。

纽约市哥伦比亚大学全球气候与健康教育联盟主任、急诊医学医师塞西莉亚·索伦森将医院急诊科描述为传染病的“哨点系统”,因为它们通常是人们出现异常症状时首先去的地方。“急诊室的那个决策点为接下来发生的事情奠定了基础,”她说。

通常,至少在最初,是急诊医学医师决定通过实验室检测从一个人那里收集哪些信息。索伦森强调,在一个具有大流行意识的世界中,这些专业人员需要对诊断一丝不苟,对不符合该地区典型模式的症状保持警惕。“急诊提供者需要有非常高的怀疑指数,”她说。保持一线医护人员对可能在另一个地区传播的疾病以及在其自身地区流行的疾病的认识,可以帮助促使他们考虑原本可能不会考虑的诊断。但实际上,索伦森说,向一线人员提供这种有价值的信息是不稳定的。

医务人员正确诊断感染的能力还取决于医院的疾病检测能力。在 COVID-19 大流行的早期,英格尔斯比推动进行检测,以便医疗团队可以确定他们是否正在处理正在世界各地传播的新病原体。美国疾病控制与预防中心 (CDC) 创建了这样一种检测方法,但英格尔斯比认为,它没有足够快地进入临床实验室和公共卫生机构。

目前,任何给定医院可用的诊断通常反映了他们最常遇到的疾病。因此,医护人员通常不容易获得可以帮助他们确认其所在地区不常见疾病的检测,就像大流行病早期可能发生的情况一样。为了纠正这一点,索伦森认为医院应该与可以检测其“专业领域”之外疾病的实验室建立联系,以便在需要时可以快速联系这些实验室。例如,在美国,科罗拉多州一家可能不经常检测蜱传莱姆病的医院可以与该国东北部一家经常进行检测的实验室建立联系。

达卡儿童健康研究基金会分子微生物学家兼主任森朱蒂·萨哈说,低收入和中等收入国家医院可用的诊断范围通常特别有限——医生经常遇到他们无法确定病因的疾病。这不仅降低了人们获得适当治疗的可能性,而且还倾向于掩盖疫情爆发,因为仍然不清楚一个地区的疾病是由多种不同的病原体还是同一种病原体引起的。

基因组检测在这些情况下可能是一个有用的工具。萨哈的团队使用基因组测序设备分析了当地社区中由未知病原体引起的脑膜炎病例。对患有脑膜炎的儿童的脑脊液样本进行测序表明,令研究人员惊讶的是,在某些情况下,他们的病情源于基孔肯雅病毒(一种蚊媒病原体)的一次未被注意到的爆发。这使得该小组能够设计一种针对该病原体的检测方法,附近医院的诊断实验室可以在未来使用该方法更快地检测该病毒的爆发。

其他人也在尝试复制萨哈的设置。世界卫生组织 (WHO) 3 月份的一份报告阐述了如何使用基因组数据作为更广泛的流行病和潜在大流行病病原体监测的一部分1。非洲病原体基因组计划在多个政府和慈善组织的资助下,正在支持在整个非洲大陆增加基因组测序在疾病监测中的应用。

森朱蒂·萨哈()进行检测以检测脑脊液中的基孔肯雅病毒。图片来源:Apurba Rajib Malaker

共享和比较

获得关于单个医院或地区疾病发生情况的准确信息是预防未来大流行病的第一步。下一步是确保各种医疗保健提供者和检测实验室收集的数据得到共享和整理,以便卫生组织和政府官员能够掌握更大的情况。

尽管 196 个国家签署的《国际卫生条例》包括承诺与世界其他地区共享有关非常疾病爆发的信息,但个别国家有时甚至难以协调其内部数据。例如,在 COVID-19 大流行的早期,在美国,许多州的卫生官员从医院收集信息,但不要求他们将疾病数据发送给联邦政府。这阻碍了创建该国病例总体情况的努力。国会后来通过了法律,要求医院和各州与联邦官员共享数据,但这仅限于 COVID-19,预计不会是永久性的。英格尔斯比说,联邦政府应该拥有更大的权力从美国各州获取有关传染病爆发的信息,这应该是一个高度优先事项。“我们需要为下一次大流行病做好准备,而不是等待新的立法,”他说。

世界卫生组织达喀尔区域办事处应急中心应急准备技术官员蒂埃布尔·特拉奥雷说,在 2014 年至 2016 年西非埃博拉疫情爆发后,世卫组织领导了加强非洲信息共享实践的努力。根据 2016 年通过的一项战略,卫生官员现在鼓励公众广泛参与,以改善有关公共卫生威胁的数据共享。医护人员和志愿者——从当地政治和宗教领袖到助产士——识别社区中潜在的健康问题,并通过短信将信息报告给最近的医疗机构。如果怀疑存在严重的公共卫生问题,则要求医疗机构在 24 小时内将疾病病例数据报告给地区、区域或国家级,以进行进一步审查。

数据共享和整合在全球范围内也在得到改进。位于纽约市的医学研究组织洛克菲勒基金会正在与英国的健康研究基金会威康基金会合作,开发一个独立的早期预警系统,以检测新出现的病原体(或已知病原体的新变种),以便可以迅速控制它们。该系统基于将不同的数据集整合在一起进行分析的技术。英国政府还与世卫组织和其他几个组织合作启动了一个名为全球大流行病雷达的监测网络,以跟踪任何地方发生的疾病爆发。该倡议扩大了为其他传染病(如艾滋病毒、肺结核和疟疾)建立的监测基础设施和数据共享协议。

准备就绪状态

在最佳情况下,局部疾病爆发会得到及时发现和控制。但是,如果世界某地的疾病群发展成为大流行病威胁,那么世界各地的医疗保健系统都必须做好应对准备。

努佐认为,传染病危机的演习对于预防大流行病至关重要。类似于消防或地震演习的演习支持了一种准备文化,并在医疗提供者中建立了一种共识,即疫情爆发将继续发生,而完全关闭并不是唯一的选择。努佐说,医院和政府卫生机构不仅必须为大流行病做好计划,而且还必须“定期演练这些计划,以便在疫情爆发时它们不会变得陈旧且未知”。

例如,台湾每年以季节性流感大规模疫苗接种运动的形式进行一次疫苗接种演习2。与某些国家可能出现短缺或剂量在整个季节缓慢分发的更随意的流感疫苗接种方法不同,该演习模拟了大流行病期间的快速医疗对策,在这种情况下,疫苗或药物需要广泛而迅速地分发。它不仅使公众熟悉在紧急情况下在哪里获得疫苗,而且还在协助紧急医疗准备的不同利益相关者之间建立关系。特拉奥雷说,世卫组织非洲区域的工作人员也强调需要进行培训或模拟演习以保持战备状态。

除了训练有素外,对大流行病的良好应对还依赖于处理疾病传播的能力——这在资源有限的环境中尤其是一个问题。“能力来自获取途径,”斯坦福大学儿科传染病专家德西蕾·拉博德说,她与肯尼亚的研究人员合作。“获得知识、获得诊断、治疗、疫苗、医疗保健,然后是训练有素的个人和社会资本。”如果没有这种能力,当地卫生专业人员可能会在疾病爆发期间很快不堪重负,使民众处于脆弱状态。

研究人员呼吁进一步调查在最具挑战性的全球环境中(例如长期冲突或政治不稳定的地方)建设能力的最佳实践3。然而,全球伙伴关系和关系可以为许多低收入和中等收入国家提供非正式的能力援助,前提是这些关系在疫情考验它们之前很久就已建立。

能力建设的一个关键方面是疫苗。对于新出现的病原体,开发和生产疫苗必须迅速进行。简化疫苗开发和生产的努力正在进行中:例如,一个名为流行病防范创新联盟的国际基金会正在发起一项研究运动,该运动将允许在新病原体被识别后的 100 天内开发出针对该病原体的疫苗。研究人员还提出,对每个已知科或属的“原型”病毒病原体的知识进行 10 到 20 年的投资,以开发疫苗候选物,以备不时之需。

英格尔斯比说,一旦为某种病原体开发出安全有效的疫苗,就需要建立系统以在全球范围内大规模生产。这将需要与行业合作,确保技术转让的适当融资和伙伴关系。“不应该出现疫苗主要在某些国家生产,导致只有一两个国家能够最容易获得疫苗的情况,”他说。拉博德对此表示赞同,并指出,如果 COVID-19 疫苗的分配更加公平,我们可能就不必应对随后出现的变异株。

人们做出了一些努力,以建立国际性的、多学科的卫生团队,以便在疫情爆发达到一定规模时,可以在世界任何地方迅速采取行动。世卫组织领导的全球疫情警报和反应网络由 150 多个致力于在疫情早期阶段应对大流行病的组织组成4,尽管它在很大程度上依赖志愿者。比尔·盖茨提出了一个类似的 网络,该网络将使用一组全职国际大流行病应对人员。但萨哈主张在孟加拉国和其他国家建立本地化的、分散的能力,以减少对可能在危机时期消失的外部帮助的依赖。

对她而言,能力建设是为了减少“降落伞科学”,即资源丰富的国家的研究人员进入资源有限的地方,“下午在那里弄脏他们的鞋子”。“样本流出该国,分析在其他地方进行,我们失去了所有权,”她说。

相反,萨哈更愿意看到当地科学家学习如何使用必要的技术,并对使用这些技术解决问题感到兴奋。“我们科学家所做的很多工作都来自热情,”萨哈说。“如果你没有那种热情,如果你没有亲自处理过测序,你就不可能向决策者解释或倡导变革。”

努佐对 COVID-19 能够提高对大流行病防备的认识和承诺持乐观态度。她将这种情况比作 20 世纪之交美国城市发生的毁灭性火灾,这些火灾引发了该国消防安全和防备的转变。消防部门帮助防止不受控制的火灾毁坏生命;对大流行病防备的持续资助可以为传染病爆发做同样的事情。6 月,世界银行批准设立一个全球基金,以加强大流行病预防、准备和应对活动,旨在帮助弥合能力差距。

英格尔斯比强调,为了掌握传染病的最新情况,各级医疗保健提供者都必须承担责任,无论是国际组织、政府机构、州或地区还是当地医院。“持续的领导承诺和意识将使一切成为可能,”他说。正如 COVID-19 大流行病已经非常清楚地表明的那样,全世界都必须做好准备。“我们都在这个小小的星球上共同努力,”拉博德说。如果大流行病应对措施仅在全球的一部分地区应用,那么无论其构思多么周全、资金多么充足,都无法真正有效。

本文是《自然展望:大流行病防范》的一部分,这是一份编辑上独立的增刊,在第三方的资助下制作。关于此内容

参考文献

  1. 世界卫生组织。《具有大流行病和流行病潜力的病原体的全球基因组监测战略,2022-2032 年》(世卫组织,2022 年)。

  2. 迈耶,D.等人。美国公共卫生杂志108, S188–S193 (2018)。

  3. 萨利赫,S.,曼苏尔,R.,达乌,T.,布罗姆,D. & 纳尔,H.冲突与健康16, 31 (2022)。

  4. 麦肯齐,J. S.等人。全球公共卫生9, 1023–1039 (2014)。

克里斯蒂娜·坎贝尔是加拿大维多利亚州的自由科学记者,专门研究微生物世界。她是爱思唯尔出版社出版的医护人员教科书《肠道菌群:对营养和健康的互动影响》的合著者,该书即将发行第 2 版。

更多作者:克里斯蒂娜·坎贝尔
大众科学杂志第 327 卷第 6 期这篇文章最初以“准备响应”为标题发表于大众科学杂志第 327 卷第 6 期(
doi:10.1038/scientificamerican122022-4y7yULMYcTr2EYXk9WiWdm
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