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疫情肆虐背后的思考与展望 -论自动化智能化在公共卫生服务中的重要性
(发布日期:2020-2-28 12:58:44)  浏览人数:378

共同战疫
 


 

对于我们每个人来说,2020年的开年无疑是特殊而令人难忘的。

自2019年12月在湖北省武汉市出现首例“新型冠状病毒肺炎”以来,截止目前(2020.2.24.,8时),已累计确诊77051人。仅短短3个月,人们的生活发生了翻天覆地的变化,有多少人挣扎在死亡线上,有多少家庭因此而破碎,又有多少医护工作者没日没夜地奋战在第一线;大家紧闭家门,人心惶惶,失去了春节应有的欢乐;因为疫情不能开业和复工,很多企业也都面临着关闭的风险。

一切都那么地“猝不及防”,而造成这一切的始作俑者便是“新型冠状病毒”。

不由自主地,人们会联想到17年前的那场SARS疫情,情形是如此地相似,如若无此次疫情,可能那段经历已经慢慢淡出了大家的记忆。看似都是由野味引发的偶然事件,且同属于冠状病毒这一病毒类型,但性质却完全不同。

事实上,在人类历史的漫漫长河中,疫情的发生具有必然性,属于大自然的“常规操作”。

天津中医药大学王玉兴教授在2003年发表的《中国古代疫情年表》一文中列出了更为详细的数据:从公元前243年到公元1911年,在这2154年里,中国发生有史可考的重大疫情共352次;其中,秦汉34次,三国8次,两晋24次,南北朝16次,隋唐22次,宋金70次,元朝24次,明朝39次,清朝115次;平均6.1年发生一次重大疫情。

那些人们以为已经消灭了的病毒,随时都有可能带着变种卷土重来。

随着现代医疗技术的快速发展,人类的疾病得到了更为有效的预防和救治。然而,交通的日益发达和城市化率的大幅提高,对传染性疾病的防控也增加了不小的难度。

此次的新冠肺炎疫情构成“国际关注公共卫生紧急事件”,同时也将公共卫生体系推上了风头浪尖。疫情下的中国公共卫生体系正在经历大考,在新型传染性疾病频频出现的现代社会,如何让病毒不再肆虐,防控和救治同等重要,应该双管齐下,齐头并进。

针对非偶发事件,其应对措施应是可持续的

“战备”体系,尤其是强大的公共卫生体系

 

曾以为在经历过SARS之后,我们已经有了丰富的传染病防控经验。然而事实证明,在面对“病毒”这种地球上最早出现的生命体之一,且与细胞共同存在和进化的“无比狡猾的特殊物种”,任何时候我们都不能掉以轻心。

“新冠肺炎”让我们平时关注不到的公共卫生体系的短板尽数暴露在公众面前。抛开所有主观因素来看,这次仍带有“救火”性质的应对措施,本质上是与我们日常运行的疫情“战备”防控体系还不完善有很大关系。

公共卫生与疾控系统毫无疑问是“防”的主要力量,然而此次疫情来自该系统的声音非常微弱。公卫系统本应在对抗疫情的战役中作为主力精锐部队,却在此次的战疫中“再度沦陷”。

多个原因造成了这个现象。中国疾控流行病首席科学家曾光在接受《中国新闻周刊》采访时谈到:相比美国的疾控中心是政府部门,中国的疾控中心只是一个“干活”的事业单位,没有决策权。从资源投入角度来考量,也会获得相似的答案:2014年,国家“公共卫生专项任务经费”的项目拨款为5.29亿,而到了2019年,这笔预算下降到4.5亿,同比下降15%,而全国GDP则在这五年中同比上升了50%以上。如果只看经济账,这次疫情对GDP直接负面影响的中性预期值在1万亿左右(引文2),间接影响更是无法估量,对比前述公卫系统的年度经费支出,显然不会处于最佳费效比。




公卫和疾控在无重大疫情年代所表现出的“空转”特征,容易使管理部门产生资源削减冲动,近年甚至已经有部分地区对疾控系统进行了裁撤。但是,资源投入的下降会引起一系列连锁反应,其中最严重的莫过于,对于优秀的医学人才来说,公卫系统的吸引力日渐式微。这将造成公卫和疾控系统人员专业水平的整体下滑。一旦面对重大疫情,其有效反应能力就可能不足,从而给国家带来更大的风险和损失。总结来说,我们需要一个更强有力的、非周期性的疾控与公卫“战备”体系,随时准备好和影响人类安全的微生物们“开战”,正所谓“养兵千日,用兵一时”。

“控”的角度来看,医疗体系投入了大量的资源,全国上万的医护工作者不计回报、赴汤蹈火驰援武汉,与死神抢人,挽救了大量患者的生命。

同时我们也意识到,任何一个区域的医疗资源目前都难以单独应对疫情的爆发。除了隔离病房、ICU床位和医疗设备等短缺外,给人印象最为深刻的就是疫情早期核酸检测能力的不足,导致了大量患者无法被及时确诊,只能自行居家隔离,造成了病毒更为广泛的传播。事实上,核酸检测试剂盒的产能早已经满足需求,短板反而是有能力进行病毒检测和研究的实验室。

国家《新型冠状病毒肺炎实验室检测技术指南(第四版)》规定:未经培养的感染性材料的操作应在在生物安全二级实验室进行,同时采用生物安全三级实验室的个人防护(其中就包含了针对患者样本的前处理和部分非灭活检测);病毒培养和动物感染实验则需在生物安全三级实验室进行。而实际是,武汉大多三甲医院都没有类似条件。试剂盒生产可以快速补充产能,但高等级生物安全实验室及合格的实验室工作人员却无法立马就位。爆发的检测需求和稀缺的生物安全实验室之间的错配导致了确诊的延迟及疫情向负面方向发展。这也从另一个侧面揭示了在医院的临床检测和研究中我们极度缺乏能够替代人工的,自动化智能化的仪器设备


建设高生物安全等级的传染病防控、

病原微生物保藏与研究实验室已成燃眉之急

 

这次的经验和教训无疑是珍贵的,我们理应投入更多的资源建立更强有力的公卫体系,同时对于医疗的短板也应该尽快补齐。仅从项目资源投入的角度来说,首当其冲应该让生物安全二级甚至更高级别的实验室应当成为区域重点三甲医院感染科或传染病专科医院的标配,尤其是这些传染病相关的样本不宜再与医院收集的一般样本混合存放、混合操作、混合管理,这样会产生较高的风险。

另外非常重要的是,国家级、省级的菌(毒)种保藏中心及实验室也应获得更多的资金和人才投入,以获得针对传染病的快速反应和对社会更加广泛资源支持。

只有具备了充足的先进的类似生物安全实验室、菌(毒)种保藏中心等,我们才有对疫情开战的底气。只有在这些“兵工厂”里,我们才能够更加高效的开展临床检测工作,而不再会因为硬件和合格人员不足而感到遗憾;只有在这些“兵工厂”里,我们才可以在“战疫前线”收集大量的患者样本资源为尽快开展临床诊断研究、致病机理研究、传染机制研究、药物开发、疫苗开发等提供充足的“弹药”;也只有这样,我们才能更好地保护在疫情中,为了14亿人民,为了自己的使命感而负重逆行的数万医护人员。
 

对生物医疗领域自动化智能化的更高需求

 

正如前述,当前中国制造业已经进入工业自动化4.0,而此次疫情我们在医疗健康领域应用的自动化智能化仪器设备却十分有限。事实上,传染病防治和研究是自动化智能化仪器设备的极佳应用场景,它不仅可以替代大部分人工操作,还可以提升效率、保证准确性,更为重要的是它可以显著减少医护人员、研究人员在病原微生物环境的暴露风险。如本次疫情中,样本分装、核酸提取都是临床检测中风险最高的环节,如果在这两个环节中都运用自动化方案进行替代,通量和检测一致性相比人工都会得到大幅提升,同时检测人员风险也大大降低。

传染病相关样本的保存和菌(毒)种的保藏更是疫情防治中不可或缺的一环,但同时又极其敏感,因其不仅涉及了人类遗传资源的保存,同时还要严密地考虑其潜在的生物安全性风险:如何杜绝这些样本出现被恶意使用、被盗、丢失、泄露等事件?如何尽可能保护在SOP规范框架内操作但仍可能出现风险暴露(如容器爆裂)的工作人员?毫无疑问,这些在早期已经出现的隐患,在本次疫情之后,会变得更加突出。要解决这些问题,除了设立完善的管理方案及法律条款之外,还需要提供充分的硬件保障来使得整个系统对于人为失误具有一定容错性,这个保障我们认为同样将来自于设备的自动化和智能化

在5G时代已然到来的今天,自动化、智能化早已运用到了各个领域。解放人工、提升工作效率,最重要的降低风险、提高精准度,这些都已经成为首要条件。生物医疗行业也不例外。

基点生物科技作为一家高新技术企业,自成立之初起便致力于实现自动化和智能化技术在更广泛生物医疗场景的应用。基点长期深耕于生物样本的低温存储与管理领域,领先独创全球先进的深低温存储技术,并服务了包括生物医疗行业在内的国内外数十家机构。

基点所提供的“-180°C液氮自动化样本存储与管理系统Hatch”系列,以及“-80°C超低温自动化样本存储与管理系统Kiosk”系列均能够为传染病相关样本的保存和菌(毒)种的保藏提供更加安全、高效的解决方案。

基点的自动化系统,不仅为生物样本提供稳定的温度环境,绝大多数涉及样本的存取、管理等操作也皆由自动化系统完成。而这在涉及传染病的样本存储和管理中,无疑会大幅降低使用者的生物安全暴露风险。系统可分多级权限进行管理,仅有获得授权者才可取出对应样本;同时,涉及冻存样本的所有操作均会被系统忠实记录,并在需要时向用户提供追溯文件,这些措施可将样本丢失、泄露、被盗的可能降到最低,为社会安全提供更加有力的保障。针对存取过程中可能产生的人工误操作以及样本的反复冻融问题,基点采用了航天级别的深低温自动化部件,能够直接在-150℃以下的温区内实现一系列自动化操作。此项全球仅有的技术,将深低温/超低温环境覆盖到全库区(包括挑管/盒区),完美解决了自动化提取样本最核心的技术难点,真正确保了样本在存储周期内质量的安全稳定。

由Hatch、Kiosk等系列自动化系统搭配智能柔性机器人Pelican,即构成了无人化的智能生物资源库,实现了高质量库的全面要求,让智能化在生物资源存储领域成为现实。


柔性机器人视频

目前Hatch系列产品已应用于中国疾控中心广东疾控中心,为生物资源的安全保藏保驾护航。

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