Zu adressierende Technologien Globale katastrophale biologische Risiken
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Zentrum für Gesundheitssicherheit
Zu adressierende Technologien
Globale katastrophale biologische RisikenProjektteam Crystal Watson, DrPH, MPH Senior Scholar und Assistant Professor Tara Kirk Sell, PhD, MA Senior Scholar und Assistant Professor Matthew Watson Senior Analyst und wissenschaftlicher Mitarbeiter Caitlin Rivers, PhD, MPH Senior Scholar und Assistant Professor Christopher Hurtado, MHS Analyst und wissenschaftlicher Mitarbeiter Matthew P. Shearer, MPH Senior Analyst und wissenschaftlicher Mitarbeiter Ashley Geleta, MS Wissenschaftlicher Mitarbeiter Thomas Inglesby, MD Direktor und Professor
Zentrum für Gesundheitssicherheit
Technologien
zu adressieren
Globale Katastrophe
Biologisch
Risiken
Copyright © 2018 Johns Hopkins UniversityInhalt
3 Zusammenfassung
7 Einführung
12 Methodik
Übergreifende
fünfzehn Themen in Technologien
17 Erkennung, Überwachung und Situationsbewusstsein von Krankheiten
27 Diagnose von Infektionskrankheiten
35 Herstellung verteilter medizinischer Gegenmaßnahmen
41 Verteilung, Abgabe und Verwaltung medizinischer Gegenmaßnahmen Medizinische
57 Versorgung und Überspannungskapazität
64 Schlussfolgerungen
65 Verweise
68 Anhang I: Befragte Experten
68 Anhang II: Interviewfragen
68 Anhang III: Gutachter
2Exekutive Zusammenfassung
Technologien
an Adresse
Globale Katastrophe
Biologisch
Risiken
Notfälle mit Infektionskrankheiten können ohne Obwohl selten, steigt das Risiko schwerer
Vorankündigung auftreten und schwerwiegende Pandemien und GCB-Ereignisse aufgrund von
schädliche und dauerhafte Auswirkungen auf Faktoren wie Klimawandel,
Gesundheit und Gesellschaft haben. Im Bevölkerungswachstum und Urbanisierung
vergangenen Jahrhundert haben wir globale und schnell
Notfälle wie die Influenzapandemie von 1918 erschwingliche globale Reisen. Darüber hinaus
erlebt, bei der 50 bis 100 Millionen Menschen ums erhöhen Fortschritte in der Biotechnologie, die
Leben kamen. die Entstehung der tödlichen SARS eine einfachere und gezieltere Manipulation der
und MERS Biologie ermöglichen, die Wahrscheinlichkeit, dass
Coronaviren; und die Ebola-Epidemie Mikroben missbraucht werden oder zu solchen
2013-2016 in Westafrika, die mehr als werden
28.000 Fälle und 11.000 Todesfälle zur zufällige Ursache einer Pandemie.
Folge hatte und verheerende Während die Biotechnologie ein gewisses
Auswirkungen auf diese Region hatte, gesellschaftliches Risiko darstellt,
als nur einige Beispiele. Investitionen in die hier beschriebenen
Als Teilmenge der Notfälle bei und andere Technologien sind ebenfalls
Infektionskrankheiten global katastrophal eine wichtige Komponente, um die Welt
Das biologische Risiko (GCBR) ist eine spezielle vor einem verheerenden biologischen
Risikokategorie, an der biologische Arbeitsstoffe Ereignis zu schützen. Bei sorgfältiger
beteiligt sind - unabhängig davon, ob sie auf natürliche Weise auftreten Anwendung kann die Technologie unsere
oder wieder zusammengeführt, absichtlich Fähigkeit verbessern, neu auftretende
erstellt und freigegeben oder Labor- biologische Probleme zu erkennen und
entwickelt und entkommen - das könnte zu anzugehen.
einer plötzlichen, außergewöhnlichen und weit
verbreiteten Katastrophe führen, die über die
kollektive Kontrollfähigkeit nationaler und
internationaler Organisationen und des
Privatsektors hinausgeht.
3Exekutive Zusammenfassung
Ziele des Berichts
1. Ermittlung des Bedarfs an technologischen Lösungen zur Bekämpfung schwerer Pandemien und GCB-Ereignisse;
2. Identifizieren Sie Technologien, die ein erhebliches Potenzial zur Reduzierung von GCBRs haben. und
3. Stellen Sie einen Kontext für diese Technologien bereit und demonstrieren Sie deren Versprechen, Einschränkungen und
Bedingungen, unter denen sie erfolgreich entwickelt und eingesetzt werden können.
Rahmung verstehe die
Technologie puRpose of the pRojeCt Technologieraum und
Bedarf Bereiche hervorheben von
Sollte ein schwerer Diese Studie beleuchtet einige vielversprechende Klassen Technologieentwicklung-
Pandemie entstehen, und bevorstehend
Antwort wird benötigt von Technologien, einschließlich Änderungen, die könnten
global sein. Aber viele Nutzen GCBR
eine Bewertung ihrer potenziellen Relevanz für die Ermäßigung. Im
Länder werden es tun
nicht in der Lage sein, Rahmen des Horizontscans
Reduzierung der Pandemie und global
effektiv zu reagieren, das Forschungsteam
das wird die ganze katastrophale biologische Risiken. führte eine Literatur
Welt machen überprüfen und interviewt
verletzlich. eine Reihe von Experten auf
Eigenschaften der dem Gebiet, um Urteile in
Technologien benötigt Bezug auf zu informieren
zu verhindern oder auf diese Ereignisse zu reagieren, ist wahrscheinlich
der aktuelle und zukünftige Stand der Wissenschaft.
qualitativ und quantitativ anders als in der routinemäßigen
Sobald Technologien identifiziert wurden, wurden für jede
öffentlichen Gesundheit und in der medizinischen Praxis. Durch diese
Technologie eine Reihe gemeinsamer Bewertungsfragen auf der
Forschung haben wir uns auf Eigenschaften konzentriert, die
Grundlage des Heilmeier-Katechismus angewendet, ebenso wie
transformative Technologien bei der GCBR-Reduktion besitzen
hochrangige Beurteilungen der Technologiebereitschaft, der potenziellen
könnten. Diese schließen ein:
Auswirkungen und des Investitionsumfangs, die für eine erfolgreiche
• Bessere Empfindlichkeit zur Erleichterung der Prävention Implementierung erforderlich sind.
• Verbesserte Fähigkeit, Reaktionsentscheidungen früher zu
treffen Bewertungsfragen:
• Was ist die Technologie?
• • Verteilte Ansätze zur Verbesserung der Skalierung und des Zugriffs Robust oder
• Welches Problem löst es?
• • einfach in einer Vielzahl von Einstellungen zu verwenden. Reduzierte
• Wie machen wir das jetzt?
• • Zeitverzögerungen bei Entwicklung, Verfügbarkeit und Einsatz vor Ort
• Wie sieht Erfolg aus?
Technologien
Methodik
Für diesen Bericht wurden fünf große Kategorien von
Um potenziell relevante Technologielösungen für schwere
Technologien untersucht, von denen jede eine Reihe
Pandemien und GCB-Ereignisse zu identifizieren, führte das
potenziell bedeutender Technologien oder
Forschungsteam einen Horizontscan durch
Technologieklassen zur Prävention und Reaktion auf schwere
Notfälle mit Infektionskrankheiten umfasst.
4DiseAse DeTeCTion, ansteckende Krankheit bloßes Auge für einfache Interpretation.
suRveillAnCe, AnD DiAGnosTiCs Die Zellextrakte können auch zur
situative Aufmerksamkeit Verwendung in rauen Umgebungen auf
Mikrofluidische Geräte: Mikrofluidik
Papier gefriergetrocknet werden.
Allgegenwärtige genomische Sequenzierung Geräte sind „Lab on a Chip“
und Wahrnehmung: Als Überwachungsinstrument -Diagnosegeräte, die das Potenzial
DISTRiBuTeD MeDiCAl
würde die allgegenwärtige Sequenzierung die zeitnahe haben, herkömmliche Labortests zu
CounTeRMeAsuRe
Charakterisierung der Pathogenbiologie einschließlich ergänzen oder zu ersetzen
Herstellung
der Bestimmung der Virulenz ermöglichen. Ausrüstung in einigen Kontexten,
wodurch die Diagnose mehr wird 3D-Druck von Chemikalien und
Übertragbarkeit und Empfindlichkeit oder zugänglich, verwendbar und nützlich am Biologika: 3D pharmazeutisch
Resistenz gegen Arzneimittel oder Impfstoffe. Krankenbett und in ressourcenbeschränkten Druck könnte für die verteilte
Umgebungen. Herstellung von verwendet werden
Drohnen-Netzwerke zur
MCMs sowie personalisierte
Umwelterkennung: Netzwerke von Handmassenspektrometrie:
Medikamentendosierungen und
Land-, See- und Luftdrohnen, die Die Zukunft der Massenspektrometrie ist
-formulierungen. 3D-Drucker können
die Umwelt autonom leiten ein tragbares Handgerät, das erweiterte
jetzt fast überall wichtige Chemikalien
Überwachung wäre ein Weg, um Lücken bei Diagnosefunktionen vor Ort und am
und Pharmazeutika synthetisieren
der Überwachung der Umwelt auf Behandlungsort bietet. Etwas Masse
Ein Drucker kann loslegen, und es wird auch daran
biologische Umwelt zu schließen
gearbeitet, die Verwendung dieser Technologie
Störung wichtiger Ökosysteme und Spektrometrie-Technologien können
zum Drucken von Impfstoffen zu untersuchen.
Bioterrorismusereignisse. Drohnen können bieten sogar pathogen-agnostische oder
verschiedene Ökosysteme durchqueren, um domänenübergreifende Diagnosefunktionen, Synthetische Biologie für
Daten mit einer Vielzahl von Sensoren und die Notwendigkeit, sogar zwischen Bakterien Herstellung von MCMs: Synthetik
Werkzeugen zu sammeln, von optischen zu unterscheiden, zu beseitigen, Die Biologie bietet die Möglichkeit für
Kameras bis hin zu komplexer Biotechnologie. Viren, Pilze oder Protozoen vor der neuartige Ansätze für beide
Durchführung diagnostischer Tests. Finden und Produzieren von
Fernerkundung für landwirtschaftliche
Therapeutika sowie die Fähigkeit von
Krankheitserreger: Erweiterter Satellit Zellfreie Diagnose: Zellfrei
verteilte und maßgeschneiderte
Bildgebungs- und Bildverarbeitungstechnologien Die Diagnostik beseitigt die Zellmembran, um
Herstellung dieser Therapeutika. Dies
können für eine fortlaufende, weit verbreitete und die Maschinerie innerhalb der Bakterienzellen
könnte bedeuten, dass Medikamente und
systematische Verwendung verwendet werden in zu nutzen
Impfstoffe schneller entdeckt und viel
landwirtschaftliche Überwachung zur Kombination mit konstruierten
schneller und in viel größeren Mengen
Überwachung der Gesundheit wichtiger Pflanzen genetische Schaltkreise zur Herstellung von
hergestellt werden, als dies mit
und anderer Vegetation, um potenzielle Proteinen für diagnostische Zwecke. Diese zellfreie
herkömmlichen Herstellungstechniken
Bedrohungen zu erkennen, bevor sie auftreten Diagnose kann schnelle kolorimetrische Ausgaben
möglich ist.
weit verbreitet werden. erzeugen, die für die sichtbar sind
5Exekutive Zusammenfassung
Medizinisch Verschluckbare Bakterien zur Impfung: Arzneimittelversorgung für Bereiche, die
CounTeRMeAsuRe Bakterien können gentechnisch verändert aufgrund physischer oder topografischer
Verteilung, werden, um Antigene in einem Barrieren oder des Infektionsrisikos für
Abgabe, AnD menschlichen Wirt zu produzieren, die als menschliche Responder schwer
Verwaltung Impfstoff fungieren und die Immunität zugänglich sind.
gegen bedenkliche Krankheitserreger
Microarray-Pflaster zur
auslösen. Diese Bakterien können in MEISKARISCHE PFLEGE UND
Impfstoffverabreichung: Das Microarray
temperaturstabilen Kapseln platziert und Überspannungsleistung
Patch (MAP) ist eine aufstrebende Technologie
im Falle einer Pandemie selbst verabreicht
zur Verabreichung von Impfstoffen, die das Robotik und Telemedizin: Robotik und Telegesundheit
werden.
Potenzial hat, die Durchführung von sind zwei große Kategorien von
Massenimpfungen zu modernisieren Selbstamplifizierende mRNA-Impfstoffe: Gesundheitstechnologien, die während der
Kampagnen. Das weit verbreitete SAM-Impfstoffe verwenden das Genom medizinischen Reaktion auf ein GCB-Ereignis relevant
Die Einführung der MAP-Technologie würde die eines modifizierten Virus mit positiver sein können. Der erfolgreiche Einsatz dieser
Zeit einer Bevölkerung für den Abschluss von Sense-RNA, das für unsere menschliche Technologien während einer solchen Veranstaltung
Immunisierungsoperationen erheblich Translationsmaschinerie erkennbar ist. würde die medizinische Versorgung in
verkürzen, indem sie die Selbst- Sobald das SAM in einer menschlichen Zelle nicht-traditionellen Umgebungen wie zu Hause
Verwaltung in Notfällen. abgegeben wurde, wird es translatiert und erleichtern.
erzeugt zwei Proteine: ein Antigen von
Selbstverbreitende Impfstoffe: Selbst- Tragbares, benutzerfreundliches Beatmungsgerät:
Interesse zur Stimulierung einer
Die Verbreitung von Impfstoffen ist Bei einem schweren Ausbruch von
Immunantwort und eine virale Replikase zur
gentechnisch so verändert, dass sie sich durch Atemwegserkrankungen werden
intrazellulären Amplifikation des Impfstoffs.
Populationen bewegen, die übertragbar sind Beatmungsgeräte benötigt, damit die kranken
Die Fähigkeit von SAM, sich selbst zu
Krankheiten, aber anstatt Krankheiten zu Patienten die Atmung im schlimmsten Fall ihrer
replizieren, führt zu einer stärkeren, breiteren
verursachen, verleihen sie Schutz. Die Krankheit unterstützen und sich erholen können.
und effektiveren humoralen und
Vision ist, dass eine kleine Anzahl von Die Verfügbarkeit eines kostengünstigen,
zelluläre Immunantwort als
Personen in einer Zielpopulation geimpft tragbaren mechanischen Beatmungsgeräts mit
einige andere Impfstoffe.
werden könnte, und die einer intuitiven und weitgehend automatisierten
Der Impfstoffstamm würde dann ähnlich wie ein Lieferung von Drohnen an entfernte Benutzeroberfläche könnte die Versorgung und
pathogenes Virus in der Bevölkerung zirkulieren, Standorte: Drohnen-Transport das Überleben von viel mehr Patienten
was zu einer schnellen, weit verbreiteten Netzwerke können die schnelle Lieferung ermöglichen, als dies bei einer heute auftretenden
Immunität führen würde. von klinischem Material ermöglichen und Pandemie möglich wäre.
Schlussfolgerungen
In diesem Bericht werden 15 Technologien oder Kategorien von Technologien hervorgehoben, die mit weiterer wissenschaftlicher Aufmerksamkeit und Investitionen
sowie der Berücksichtigung begleitender rechtlicher, behördlicher, ethischer, politischer und betrieblicher Fragen dazu beitragen könnten, die Welt besser vorzubereiten
und auszurüsten, um künftigen Infektionskrankheiten vorzubeugen Ausbrüche von katastrophalen Ereignissen.
Um das Versprechen dieser Technologien zu verwirklichen, sind erhebliche Anstrengungen und Investitionen erforderlich. Während dies für die Impfstoffentwicklung und
in gewissem Maße für die Überwachung geschieht, müssen andere Bedürfnisse für die Prävention und Reaktion von Pandemie- und GCB-Ereignissen berücksichtigt
werden, wenn wir diesen Bedrohungen ernsthaft begegnen wollen. Ein möglicher Ansatz, um diese Lücken zu schließen, wäre die Bildung eines Konsortiums von
Technologieentwicklern, Praktikern des öffentlichen Gesundheitswesens und politischen Entscheidungsträgern, das darauf abzielt, drängende Probleme im
Zusammenhang mit Pandemie- und GCB-Risiken zu verstehen und gemeinsam Technologielösungen zu entwickeln.
6Es können schwere Notfälle mit Infektionskrankheiten auftreten ohne
Vorankündigung und kann schwerwiegende schädliche und dauerhafte Auswirkungen
auf Gesundheit und Gesellschaft haben. Im vergangenen Jahrhundert haben wir mehr
als nur einige weltweite Notfälle erlebt: die Influenzapandemie von 1918, bei der 50
bis 100 Millionen Menschen ums Leben kamen; die Entstehung der tödlichen SARS-
und MERS-Coronaviren; und die Ebola-Epidemie 2013-2016 in Westafrika, die zu mehr
Einführung
als 28.000 Fällen und 11.000 Todesfällen führte und verheerende Folgen hatte
Problemstellung
Auswirkungen auf diese Region, als nur einige Beispiele. Auch die Geschichte lehrt uns
über die Verwüstungen neuer und unbekannter Krankheiten, von der Pest, die Europa
heimgesucht hat, bis zu Pocken und anderen Infektionskrankheiten, die die Neue Welt
verwüsteten. Auf der ganzen Welt treten weiterhin Krankheitserreger auf und passen sich
rasch an. Experten gehen davon aus, dass es in Zukunft zu einer schweren,
möglicherweise katastrophalen Pandemie kommen wird, auch wenn es schwierig ist, die
spezifische Ätiologie und den Zeitpunkt zu kennen. Und moderne wissenschaftliche
Fortschritte - insbesondere in der synthetischen Biologie -, die von Fachleuten mit
destruktiven Absichten ausgeübt werden, könnten zu biologischen Bedrohungen führen,
die weit über alles hinausgehen, was die natürliche Welt hervorbringen könnte.
Das globale katastrophale biologische Risiko Stabilität und / oder globale Sicherheit.
(GCBR) ist eine spezielle Risikokategorie, an der Eine Kombination von Bedingungen wäre
biologische Arbeitsstoffe beteiligt sind - ob die wahrscheinlichste Situation, unter der
auf natürliche Weise auftauchen oder wieder ein globales katastrophales biologisches
auftauchen, absichtlich erschaffen und freigegeben Ereignis eintreten würde. Diese könnten
oder im Labor entwickelt und entkommen - möglicherweise ein sich schnell
Dies könnte zu einer plötzlichen, außergewöhnlichen und ausbreitendes und / oder hoch und schnell
weit verbreiteten Katastrophe führen, die über die tödliches biologisches Mittel umfassen; eine
kollektive Kontrollfähigkeit nationaler und internationaler signifikante Veränderung der biologischen
Organisationen und des Privatsektors hinausgeht. Wenn Ökosysteme, die zu Umwelt- und
diese Option nicht aktiviert ist, können GCBRs zu Klimaveränderungen führt; eine naive
Ereignissen führen, die zu immensem Leid, Todesfällen Weltbevölkerung; und gleichzeitige
und anhaltenden Schäden für die internationalen ökologische, soziale und politische
Regierungen auf internationaler Ebene führen Umstände, die eine Reaktion und Erholung
erschweren.
Beziehungen, Volkswirtschaften, gesellschaftliche
7Einführung
Trotz der zunehmenden biologischen Risiken, die Traditionelle Ausbruchsreaktion gab eine große Herausforderung für die
durch die zunehmende Globalisierung und hat sich in der Vergangenheit auf einfache Entwicklung heraus, um Zika und zukünftige
Technologie entstehen Low-Tech-Tools verlassen. Diese Werkzeuge, Bedrohungen zu bekämpfen, 2 das hat
Fortschritte, Investitionen in Wissenschaft und einschließlich Papier und Bleistift, müssen Hunderte von Antworten gesammelt. Und wie
Technologie sind auch eine unserer größten aufgrund der Feldbedingungen, der bei Ebola und Zika haben sich einige globale
Hoffnungen, die Welt vor einem verheerenden Ressourcenbeschränkungen und der chaotischen Gesundheitsorganisationen auf die
biologischen Ereignis zu schützen. Technologie Natur von Krisen robust, anpassungsfähig und Entwicklung konzentriert
kann bei sorgfältiger Anwendung die Gleichung benutzerfreundlich sein. Diese Art der Reaktion Technologien zur Verbesserung des Zugangs zu und
ändern, indem sie unsere Fähigkeit verbessert, neu bleibt für heutige Notfälle von entscheidender der Qualität der Gesundheitsversorgung und der
auftretende biologische Probleme zu erkennen Bedeutung, kann und sollte jedoch durch neuartige öffentlichen Gesundheitsversorgung an Standorten mit
und anzugehen, und das biologische Risiko Methoden und Technologien ergänzt werden, um geringen Ressourcen auf der ganzen Welt.
erheblich reduzieren. Die Biotechnologie ist von die Geschwindigkeit, Genauigkeit und Reichweite Die Biowissenschaftsgemeinschaft,
Natur aus ein doppelter Verwendungszweck, da sie der Reaktion zu verbessern. einschließlich akademischer und
sowohl zum Guten als auch zum Schlechten staatlicher Labors sowie Biotechnologie-
genutzt werden kann. Daher muss der Einsatz Im Allgemeinen gibt es zwei Gemeinschaften, und Pharmaunternehmen, ist
neuer Technologien Risiken und Nutzen in die im Laufe des Jahres technologische Inmitten von Krisen im Bereich der öffentlichen
Einklang bringen. Diese Studie wurde konzipiert, Innovationen entwickeln und / oder nutzen Gesundheit häufig aufgefordert, Therapeutika,
um das Verständnis für vielversprechende Reaktion auf Krisen im Bereich der öffentlichen Impfstoffe und Medizinprodukte (im
technologische Möglichkeiten zu verbessern. Gesundheit: die Community für öffentliche Allgemeinen als medizinische
Gesundheit und globale Gesundheit sowie die Gegenmaßnahmen oder MCMs bezeichnet) zu
bewerten, bewerten ihre Relevanz für dieses Community für angewandte Biowissenschaften. erforschen und zu entwickeln, um bei der
Problem und katalysieren ihre Verwendung In der globalen Gesundheit ein Bekämpfung eines Ausbruchs zu helfen.
für die Reduzierung von GCBRs. neues Maß an Bewusstsein und Fokus Beispielsweise wurde der VSV-Impfstoff, der
Auf schwere reagieren auf technologische Innovation für derzeit in der Demokratischen Republik Kongo
Epidemien, Pandemien und globale Die Reaktion auf eine Epidemie trat gegen Ebola getestet wird, von staatlich
katastrophale biologische Ereignisse während und nach der Ebola-Epidemie finanzierten Labors rasch erforscht und
erfordert, dass wir aufkommende Probleme 2013-2016 in Westafrika auf. entwickelt
erkennen, Infektionen diagnostizieren, Organisationen wie das World während der letzten Ebola-Krise. Das
Führen Sie eine Überwachung durch und Economic Forum veröffentlicht Produkt wurde dann von einem großen
bieten Sie Behandlungen und klinische Kommentare zum Technologiebedarf als Pharmaunternehmen erworben,
Versorgung für Patienten an. Während in Reaktion auf Epidemien und die US Merck, um klinische Tests und Scale-up zu
vielen Regionen der Welt Systeme zur Agency for International ermöglichen. Außerhalb von Krisen im Bereich der
Reaktion vorhanden sind, können Entwicklung (USAID) - in Partner- öffentlichen Gesundheit arbeitet die
traditionelle Ansätze zu langsam oder zu Das Schiff mit dem Büro für Wissenschafts- und Biowissenschaftsgemeinschaft daran, innovative
begrenzt sein, um zu verhindern, dass Technologiepolitik des Weißen Hauses (OSTP), den Ansätze für die Entwicklung und Diagnose von MCM
biologische Ereignisse selbst unter den US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und zu entwickeln, die sowohl für routinemäßige als
besten Umständen schwerwiegend Prävention von Krankheiten (CDC) und dem auch für neu auftretende Bedrohungen der globalen
werden. Zum Beispiel ist Influenza leicht Verteidigungsministerium (DoD) stellte eine große Gesundheit nützlich sein können.
von Mensch zu Mensch übertragbar, und Herausforderung dar Über diese beiden Gemeinschaften
die Welt konnte noch nicht verhindern, Kampf gegen Ebola. 1 Dieses Programm hinaus ist die Innovationslandschaft für
dass sich eine Influenza-Epidemie weltweit suchte nach innovativer Technologie Gesundheitsnotfälle ad hoc und nicht gut
ausbreitet. Als weiteres Beispiel hatte die Lösungen für 6 Kategorien von Innovationen, institutionalisiert. Die Anwendung anderer
Ausbreitung von Ebola in Westafrika die von effektiverer und verwendbarer Arten von Technologien wie IT, Wearables
katastrophale Auswirkungen auf die persönlicher Schutzausrüstung (PSA) bis zu und Drohnen, die transformative
Bewohner der betroffenen Länder, bevor Technologien reichen, die Auswirkungen auf andere Teile der
die globale Reaktion an Fahrt gewann und Verhaltensänderungen in Gemeinden Weltwirtschaft haben, wurde größtenteils
die Epidemie unter Kontrolle brachte. unterstützen. Nach dem Ebola-Modell auch nicht zur Bekämpfung von Ausbrüchen
USAID eingesetzt.
8Programme und Analyse, um sich auf die Bewertung von und Tiere; absichtliche biologische
Organisationen arbeiten Technologien zur Reduzierung der GCBR zu Bedrohungen; und globale Gesundheit. Diese
auf Technologien für konzentrieren. Es gibt jedoch andere wichtige, Bemühungen (siehe unten) zielen zwar nicht
ansteckende Krankheit laufende Bemühungen, Technologien zu bewerten direkt darauf ab, auf potenziell katastrophale
Prävention und Reaktion und zu entwickeln, die sich mit Bedrohungen durch biologische Probleme zu reagieren
Da das Konzept des globalen Infektionskrankheiten, einschließlich Pandemien, Risiko, einige werden direkt oder
katastrophalen biologischen Risikos befassen. entstehenden indirekt für die GCBR-Reduktion
relativ neu ist, ist dies das erste Infektionskrankheiten bei Menschen, Pflanzen, relevant sein.
Das Koalition für Innovationen zur Vorbereitung auf Epidemien (CEPI) wurde 2017 gegründet, um die Entwicklung neuer Impfstoffe
gegen Infektionskrankheiten zu unterstützen und zu steuern. Diese Initiative beschränkt ihre Forschungs- und
Entwicklungsbemühungen (F & E) auf den Zeitraum zwischen der Erforschung neuer Arzneimittel und der Abgabe von Impfstoffen an
die Öffentlichkeit und umfasst fortgeschrittene F & E- und klinische Studien zur Gewährleistung von Sicherheit und Wirksamkeit.
Das Amt für biologische Technologien (BTO) der Agentur für fortgeschrittene Verteidigungsforschungsprojekte (DARPA) hat einen
einzigartigen Fokus auf die Bekämpfung potenziell schwerwiegender biologischer Bedrohungen - sowohl absichtlich verursacht als
auch natürlich vorkommend. Es gibt eine Reihe von Programmen bei DARPA, darunter die Plattform zur Verhütung von Pandemien (P3)
und Sichere Gene Projekte, die unter anderem für die Minderung von GCBRs wichtig sind. Der Schwerpunkt von DARPA-BTO liegt
speziell auf militärischen Bedrohungen und Anwendungen, aber es zielt auch darauf ab, die einheimische und globale Zivilbevölkerung
vor ernsthaften biologischen Bedrohungen zu schützen.
Das Globale Koalition für Gesundheitstechnologien hat einen besonderen Schwerpunkt auf Forschung und Entwicklung für Technologien, die die
globale Gesundheit im Allgemeinen verbessern. Ihre Initiativen umfassen Technologien, die bei einer Pandemie oder einem GCB-Ereignis nützlich
sein können, aber sie zielen hauptsächlich darauf ab, die tägliche öffentliche Gesundheit und die Gesundheitsversorgung auf der ganzen Welt in
Nicht-Notfällen zu verbessern.
Das In-Q-Tel Lab BNext konzentriert sich auf die Demonstration der Leistungsfähigkeit von Technologien zur Identifizierung und Minderung von
Ausbrüchen von Infektionskrankheiten. BNext konzentriert sich insbesondere auf die Integration neuartiger Datentechnologien in die Reaktion
der öffentlichen Gesundheit auf Epidemien mit dem Ziel, die Geschwindigkeit und Wirksamkeit von Reaktionsmaßnahmen zu verbessern, um
Leben zu retten und wirtschaftliche, politische, soziale und militärische Auswirkungen zu minimieren.
Die Intelligence Advanced Research Projects Activity (IARPA) umfasst eine Reihe von Programmen zur Erkennung und
Reaktion auf Epidemien, die sich hauptsächlich auf absichtliche oder zufällige Ereignisse und Probleme bei der Erfassung von
Informationen konzentrieren. Programme wie FunGCAT und FELIX zielen speziell darauf ab, das Risiko durch neuartige
Bedrohungen aufgrund von Fortschritten in der Gentechnik und durch Programme wie z OSI , SILMARILS , und MOSAIK
konzentrieren sich auf die Überwachung von Gesundheitsereignissen unter Verwendung einer Vielzahl von Quellen. Diese Programme werden
der nationalen Sicherheit und der Biotechnologie insgesamt zugute kommen.
Microsoft und IARPA Projektvorahnung zielt darauf ab, "Krankheitserreger zu erkennen, bevor sie Ausbrüche verursachen",
insbesondere durch Analyse von DNA, die aus den Blutmahlzeiten gefangener Mücken gewonnen wird. Ihre Arbeit
konzentriert sich auf die Entwicklung von Drohnen, die Mücken finden, Fallen, die Mücken sammeln, sowie genomische und
maschinelle Lernansätze zur Identifizierung und zum Verständnis von Krankheitserregern, die in Mückenproben vorhanden
sein könnten.
FINDEN ist eine internationale Organisation, die sich auf die Entwicklung und Bereitstellung von Diagnosetechnologien für
Infektionskrankheiten mit Ausbruchspotenzial konzentriert, insbesondere in ressourcenarmen Umgebungen auf der ganzen Welt.
9Einführung
Zweck des Projekts
Ziel dieses Projekts ist es, das Bewusstsein für leistungsstarke technologische Lösungen zu
schärfen, die uns unserem kollektiven Ziel einer verbesserten Vorbereitung und Reaktion auf
Pandemien und globale katastrophale biologische Ereignisse näher bringen können. Dieses
Projekt wurde entwickelt, um vorhandene und aufkommende Technologien zu untersuchen, die
die Flugbahn schwerer Infektionskrankheiten radikal verändern können
Ereignisse mit katastrophalem Potenzial für die Menschheit.
Wir sind uns bewusst, dass die Reduzierung von Ziele des Berichts Dieser Bericht sollte als Leitfaden für weitere
GCBRs ein vielschichtiges, komplexes Unterfangen Um den positiven Einsatz von Technologien zur detaillierte Analysen der Lebensfähigkeit, der
ist und dass neuartige Technologien allein kein Reaktion auf schwerwiegende Bedrohungen durch Anwendungsfälle und des Ressourcenbedarfs
Allheilmittel sein werden. Menschen, Politik, Infektionskrankheiten zu ermöglichen und zu dienen, um die Vorteile dieser und ähnlicher
konsequente Finanzierung, verbessern, werden in diesem Bericht Technologien Technologien zu realisieren.
Infrastruktur und ausgerichtet aufgeführt, die mit strategischen Investitionen in den
Anreize werden ebenfalls äußerst nächsten 5 bis 10 Jahren möglicherweise eingesetzt werden Rahmungstechnik
wichtig sein. Zusätzlich wir GCBRs signifikant reduzieren. Dies ist Voraussetzungen dafür
erkennen an, dass andere kritische Arbeiten keine vollständige Liste oder eine Bericht
sowohl im öffentlichen als auch im privaten Billigung bestimmter Unternehmen, Um den Verlauf eines potenziellen
Sektor in angrenzenden Bereichen wie aber es liefert Beispiele für globalen katastrophalen biologischen
Impfstoff- und Arzneimittelentwicklung, Technologien, die wir als potenziell Ereignisses zu ändern,
Biosurveillance, Epidemiol- transformativ identifiziert haben. Wir Technologien müssen entweder dazu beitragen, die
Technologie, Ökologie und Naturschutz sowie Diese Liste wurde durch eine Überprüfung Entstehung und geografische Verbreitung eines
Gesundheit von Pflanzen und Tieren, um diesen des Fachgebiets und Interviews mit einer biologischen Krankheitserregers zu verhindern oder
Risiken zu begegnen. Dieses Projekt zielt nicht darauf Vielzahl von Experten erstellt. die Schwere der Erkrankung und die gesellschaftlichen
ab, bestehende Anstrengungen zu duplizieren. Folgen oder beides zu verringern. Während eines sich
Die Hauptziele dieses Berichts
Es ist jedoch im Großen und Ganzen entfaltenden biologischen Ereignisses existieren
sind:
richtig, dass die Einführung und der Einsatz mehrere Wendepunkte, an denen sie wirksam sind
neuartiger Technologien zum Zweck der • Stellen Sie Bedarfsbereiche fest
Seuchenbekämpfung und der öffentlichen technologische Lösungen zur Bekämpfung Interventionen können mit maximaler Wirkung
Gesundheit häufig weit hinter der schwerer Pandemien und globaler durchgeführt werden, um das Fortschreiten des
Innovationskurve zurückbleiben, da sie keinen katastrophaler biologischer Ereignisse; Ereignisses zu unterbrechen. Hier sind
lukrativen Markt haben, der ihre Entwicklung • Identifizieren Sie Technologien, die ein Beispiele für diese potenziellen
erhebliches Potenzial zur Reduzierung von
vorantreibt. Diese Blätter Interventionspunkte:
GCBRs haben. und
nicht realisierte Möglichkeiten für
verbesserte Praxis. • Geben Sie den Kontext für diese an
Technologien, die ihre demonstrieren
Versprechen, Einschränkungen und
Bedingungen, unter denen sie erfolgreich
entwickelt und eingesetzt werden
können.
10Ausbreitung verhindern verhindern Reduzieren
von Tieren bis national und Morbidität
Menschen oder erkennen International und
erster menschlicher Fall zuerst identifizieren Verbreitung Limit Spread Mortalität verhindern
Cluster und und Einführung existenziell
verhindern ein nach Major Urban Risiko für
Epidemie Umgebungen Menschheit
Index Index loCAlizeD International GloBAl GCBR
Fall ClusTeR Epidemie Epidemie Pandemie
Technologien können an jedem dieser Wendepunkte auf verschiedene Weise angewendet werden, um das biologische Risiko zu verringern,
unter anderem durch:
• Bessere Erkennung, Überwachung und Charakterisierung eines GCB-Ereignisses, sodass Maßnahmen ergriffen werden können, um ein biologisches Ereignis schnell zu verhindern
oder zu unterdrücken. oder
• Erhöhte Geschwindigkeit und globales Ausmaß der Reaktion sowohl in Umgebungen mit hohen als auch mit niedrigen Ressourcen, um die Auswirkungen eines sich entfaltenden
Ereignisses zu mildern.
Umwelt ansteckende Krankheit MCM Gemeinschaft
Überwachung Diagnose Herstellung Medizinische Versorgung
ERKLÄRUNG UND CHARAKTISIERUNG von DRuGs, vACCines und nicht-pharmakische Maßnahmen, um CliniCAl
Ein eMeRGinG BioloGiCAl Abend TRAnsMission zu wiederholen, Pflege
Um SPREAD ZU VERHINDERN Krankheit, und DeATh
Gesundheitswesen Medizinische Gegenmaßnahme MCM-Verteilung, Abgabe,
Überwachung (MCM) Entwicklung und Verwaltung
Schwere Pandemien und katastrophale biologische die ganze Welt verwundbar. Um die Technologien in der GCBR-Reduktion
Ereignisse unterscheiden sich qualitativ und quantitativ Reaktion zu erleichtern, Diagnose, könnten besitzen. Diese schließen ein:
von den Epidemien und Gesundheitsbedrohungen, medizinische Gegenmaßnahmen und • Bessere Empfindlichkeit zur Erleichterung
der Prävention;
denen wir regelmäßig ausgesetzt sind. Da diese medizinische Versorgung muss sein
Ereignisse so schwerwiegend sind, sollte ein für alle betroffenen Länder rechtzeitig • Verbesserte Fähigkeit,
Reaktionsentscheidungen früher zu
Schwerpunkt auf Prävention und Früherkennung verfügbar und zugänglich. treffen;
Priorität haben, um a abzuwenden Die Eigenschaften der Technologien, die zur • Verteilte Ansätze für
Verringerung dieser Risiken benötigt werden, Verbesserung des Umfangs und des Zugangs;
Katastrophe. Sollte eine schwere unterscheiden sich wahrscheinlich auch qualitativ und • Robust oder einfach in einer Vielzahl von
Einstellungen zu verwenden; und
Pandemie auftreten, muss global quantitativ von denen, die in der routinemäßigen
reagiert werden. Viele Länder werden öffentlichen Gesundheit und in der medizinischen • Reduzierte Zeitverzögerungen
nicht die Kapazität dazu haben Praxis verwendet werden. Während dieser Forschung Entwicklung, Verfügbarkeit und
effektiv reagieren, was machen wird haben wir uns auf eine Reihe von Eigenschaften Fielding.
konzentriert, die transformativ sind
11Methodik
TeChnoloGy iDenTifiCATion pRoCess
Weil globale katastrophale biologische Risiken ein relativ neues Thema sind
Von Interesse und Nachforschungen würde man nicht erwarten, eine gut etablierte
Literatur zu diesem Problem zu finden. Um jedoch potenziell relevante
Technologielösungen für GCBRs zu identifizieren, haben wir einen Horizontscan
durchgeführt, um den Technologiebereich zu verstehen und Bereiche der
Technologieentwicklung und anstehende Änderungen hervorzuheben, die der
GCBR-Reduzierung zugute kommen könnten. 3 Im Rahmen des Horizontscans haben
wir eine Literaturrecherche durchgeführt und Experten auf diesem Gebiet befragt, um
Urteile über den aktuellen und zukünftigen Stand der Wissenschaft zu erhalten.
Literaturische Rezension Technologien, da eine solche Überprüfung
Um potenzielle transformative einen riesigen Technologiebereich hätte
Technologien zu identifizieren und abdecken müssen; Es führte jedoch dazu, dass
Potenzielle Experten für Interviews führten wir eine aufkommende Themen und Branchen,
erste Literaturrecherche zu neuen Technologien Technologiebereiche für weitere
durch. Wir haben nicht von Experten überprüfte Untersuchungen und zu interviewende
graue Literatur, einschließlich Pressemitteilungen Personen identifiziert wurden.
und Technologieüberprüfungen des Unternehmens, Spezifische Technologien, die
sowie von Experten überprüfte wissenschaftliche wurden als Kandidaten für die Aufnahme in
Literatur überprüft diesen Bericht identifiziert und erhielten
für die jüngsten Entwicklungen in den zusätzliche, gezieltere Ergebnisse
Biowissenschaften und der Biotechnologie. Literaturrecherchen, um ein tieferes
Die Suche wurde über PubMed-, Google-, Verständnis des Standes der
Google Scholar- und Web of Technologie zu erlangen und um zu
Science-Datenbanken durchgeführt, die auf 5 beurteilen, wie Technologien auf
Jahre zurückblicken. Dies war keine GCBR angewendet werden könnten
umfassende Überprüfung der bestehenden die Ermäßigung.
12seMi-sTRuCTuReD Wir haben sie aufgefordert, sich vorzustellen, • Wen interessiert das? Welchen Unterschied
macht es, wenn Sie erfolgreich sind?
inTeRviews mit wie diese Technologien operativ eingesetzt
ERWARTUNGEN werden könnten, um die potenzielle • Was sind die Risiken?
Das Forschungsteam identifizierte Geschwindigkeit zu untersuchen, mit der • Wie viel wird es kosten?
iterativ potenzielle Befragte diese Interventionen auf ein neu • Wie lange wird es dauern?
durch die Literaturrecherche und durch entstehendes GCBE angewendet werden • Was sind die Zwischen- und
Abschlussprüfungen, um den Erfolg zu
Schneeballproben aus Empfehlungen könnten, und um zu beschreiben, wie diese überprüfen?
anderer Experten. Wir haben Experten um Technologien aktuelle Lücken in der Reaktion
Das Forschungsteam erkannte den
Beiträge gebeten, die eine breite Sicht auf schließen könnten. Alle Interviews wurden
Wert dieses Ansatzes und passte
die Entstehung haben von mindestens 2 Teammitgliedern
Heilmeiers Fragen an die spezifischen
Technologien sowie solche mit durchgeführt, oft jedoch vollständig
Ziele dieses Projekts an, was zu
tieferem Fachwissen über Das Forschungsteam war anwesend.
folgenden Fragen führte:
bestimmte Technologien. Nach jedem Interview diskutierten wir
Fachgebiete vertreten in der wichtige Themen und stellten fest, ob • Was ist die Technologie?
Interviews enthalten Bioinformatik, eine zusätzliche Literaturrecherche • Welches Problem löst es?
Informatik, Drohnen, Robotik, erforderlich war. • Wie machen wir das jetzt?
Mikrobiologie, synthetische Biologie, • Wie sieht Erfolg aus?
Agrarwissenschaft, Epidemiologie, TeChnoloGy evAluATion
Diese Fragen lieferten a
Chemie, Bioingenieurwesen, Prozess
gemeinsamer Rahmen zur Beschreibung
und Impfstoff und Diagnose Die Bewertung und Bewertung von Technologien
und Bewertung der potenziellen
Entwicklung unter anderem. Wir haben nicht versucht, erfolgt häufig sowohl im öffentlichen als auch im
Auswirkungen der identifizierten
eine statistisch repräsentative Stichprobe von privaten Sektor, und es wurden mehrere Ansätze
Technologien und Technologieklassen, die zur
Technologieexperten zu erhalten, aber wir wollten entwickelt, um Geldgebern und Technologen zu
Erkennung von oder verwendet werden können
Beiträge von Personen mit unterschiedlichen helfen. Eine Institution, die zum Synonym für
einem GCB-Ereignis entgegenwirken.
Perspektiven und aus verschiedenen Innovation geworden ist, ist DARPA. Von 1975 bis
Basierend auf der Literaturrecherche und den
Technologiebereichen sammeln. Insgesamt haben wir 1977 war George Heilmeier Direktor von DARPA.
Interviews mit Experten bewertete das
mit 53 Experten gesprochen (Anhang I) Um den Technologiebewertungsprozess zu
Forschungsteam jeden Kandidaten
routinieren und die Finanzierung zu steuern
Technologie unter Verwendung der oben von
zwischen Juni und Dezember 2017.
Heilmeier inspirierten Fragen, erstellte eine
Das Forschungsteam führte
Zusammenfassung der Ergebnisse (einschließlich
halbstrukturierte Interviews durch
der wichtigsten Messwerte) und lieferte ein
zu einer ersten Reihe von Fragen, die Entscheidungen entwickelte er die
hochrangiges Urteil in Bezug auf:
speziell entwickelt wurden, um den folgende Reihe von Fragen, die als
Befragten die Möglichkeit zu geben, Heilmeier-Katechismus bekannt • die Bereitschaft jeder Technologie (von
potenzielle Technologien von Interesse wurden: 4,5 der frühen Entwicklung bis zur
Einsatzbereitschaft);
zu beschreiben (Anhang II).
• Was versuchst du zu machen?
Forscher, die die Formulieren Sie Ihre Ziele mit • die möglichen Auswirkungen der
absolut keinem Jargon. Technologie auf die GCBR-Reduzierung
Die Interviews befassten sich dann
(von niedrig nach hoch); und
weiter mit verschiedenen Themen, die
• Wie wird es heute gemacht und wo liegen die
im Verlauf der Interviews auftauchten. Grenzen der gegenwärtigen Praxis? • Der Investitionsbetrag, der erforderlich
Zum Beispiel bei Befragten wäre, um die Technologie sinnvoll
• Was ist neu in Ihrem Ansatz und einzusetzen (von niedrigen bis zu hohen
vorgeschlagene Technologien, von denen sie warum wird er Ihrer Meinung nach US-Dollar).
glaubten, dass sie eine bedeutende Rolle spielen könnten erfolgreich sein?
13Methodik
hohe Wirkung
Microarray
Patch
syn Bio selbst- $
MCM Verbreitung
Herstellung Tier
$$ Impfstoff
$$
einnehmbar
Bakterien für
3d Drucken Ventilatoren
Impfung $$$ $$
$
Zellfrei
Diagnose
Sam
$
Impfungen
selbst- $ Mikrofluidik
Verbreitung $
Mensch
Impfstoff
$$
allgegenwärtig
Robotik
in der Hand gehalten
Sequenzierung Drohnen für
und
Masse
Telegesundheit
$$$ Lieferung
Spektrometrie
$$$ $$$
frühe Entwicklung
$$$
Feld Bereit
Bereitschaft, Wirkung und Kosten von Technologien zum Hinzufügen vonRess-gcBRs
Drohnen für
Probenahme
$
Fernbedienung
Wahrnehmung für
Umwelt
und Pflanze
Überwachung
$
geringe Auswirkung
Überprüfungs- und Überarbeitungsprozess
Nach dem Auswahlverfahren für Technologien und der ersten Ausarbeitung dieses Berichts haben wir eine Untergruppe ausgewählter Befragter
(Anhang III) und anderer Fachexperten gebeten, den Entwurf des Dokuments zu überprüfen. Die Prüfer wurden gebeten, Kommentare zum
gesamten Bericht sowie zu einzelnen Abschnitten oder Technologiebeschreibungen abzugeben, um sicherzustellen, dass die Bewertung den Stand
der Technologie genau wiedergibt. Kommentare und Vorschläge von Gutachtern wurden in den Abschlussbericht aufgenommen.
14Ein Großteil dieses Berichts konzentriert sich auf bestimmte Technologien oder Technologieanwendungen, die
direkt zur Verhinderung, Erkennung oder Reaktion auf GCB-Ereignisse beitragen können. Diese Technologien
können jedoch nicht isoliert implementiert werden.
übergreifende Themen in
Technologien
Sie alle sind auf Systeme, Personen und Richtlinien angewiesen, um zu funktionieren. In diesem
Abschnitt werden übergreifende Ansätze oder interstitielle Technologien erörtert, die die
Datenerfassung, -analyse und -freigabe ermöglichen und ohne die viele der in diesem Bericht
hervorgehobenen technologischen Vorteile nicht realisiert werden könnten.
DNA-Sequenzierung verschiedene Behandlungen und Entwicklung von
Es ist etwas mehr als 40 Jahre her, dass die Impfstoffen und Therapeutika. In Zukunft ist es
DNA-Sequenzierung zum ersten Mal wahrscheinlich, dass die Sequenzierung
durchgeführt wurde, und knapp 20 Jahre seit demokratisierter und dezentraler wird, was
dem Start des Humangenomprojekts, das wiederum eine schnellere und schnellere
darauf abzielte, die 3 Milliarden Nukleotidbasen Sequenzierung ermöglichen könnte
zu sequenzieren, die wirksame Prävention und Reaktion auf
umfassen den menschlichen genetischen Code. potenziell schwerwiegende neu auftretende
Die Sequenzierung des ersten menschlichen Epidemien und andere biologische Notfälle
Genoms dauerte ungefähr 13 Jahre und kostete auf der ganzen Welt.
mehr als 3 Milliarden US-Dollar. Heute können
diese 3 Milliarden Basen in wenigen Tagen und Ermöglichen von Ansätzen für
für etwa 1.000 US-Dollar sequenziert werden. Die Datenerfassung, Analyse,
Sequenzierungstechnologien sind so schnell und teilen
fortgeschritten, dass ihre Fähigkeiten die Big Data, ob durch epidemiologische
Erwartungen nach dem Moore'schen Gesetz, das und ökologische Daten gesammelt
vorhersagt, dass sich die Rechengeschwindigkeit Überwachung oder genetische Sequenzierung ist
alle zwei Jahre verdoppeln sollte, bei weitem eine wichtige Herausforderung bei der
übertreffen. 6 Bewältigung von GCB-Ereignissen. Während die
Generierung dieser Daten notwendig und wichtig
Da die DNA-Sequenzierungstechnologien ist, muss auch die Möglichkeit vorhanden sein,
weiter voranschreiten, werden Anwendungen nützliche Informationen auszutauschen, zu
der Sequenzierung wahrscheinlich viel interpretieren und zu extrahieren, um
nützlicher, um eine Vielzahl von Bedrohungen Erkenntnisse zur Verringerung des biologischen
durch Infektionskrankheiten anzugehen. Risikos und zum Fortschreiten der Pandemie
Die Sequenzierung ist bereits eine notwendige anzuwenden
Komponente beim Nachweis eines neu auftretenden Bereitschaft und Reaktion.
Pathogens und der Identifizierung des Pathogens
Mutationen und Anfälligkeit für
fünfzehnOveRaRChinG-Themen in der Technologie
oMiCs Ergebnisse. Zum Beispiel ein Führer auf Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass 53% der
Bereiche wie funktionelle Genomik, diesem Gebiet - Deep Genomics -Verwendet Weltbevölkerung immer noch nicht mit dem Internet
Transkriptomik und Proteomik seine KI-Plattform zur Kartierung pathologischer verbunden sind - was bedeutet, dass mehr als 4
Ziel ist es, neue Informationen und Werkzeuge genetischer Pfade zur Information über die Milliarden Menschen immer noch keinen Zugang
zu nutzen, um die Struktur, Funktion und Arzneimittelentwicklung. Darüber hinaus hat haben. 7 Strom
Dynamik biologischer Einheiten wie Gene, Google kürzlich eine eigene genomische Modelle der Internetverteilung basieren auf Türmen,
RNA-Transkripte und Proteine zu KI-Plattform namens Google veröffentlicht DeepVariant die Funkwellen senden und empfangen. Dies
charakterisieren. Dies kann zum Verständnis , die das Jahr 2016 gewonnen hat PrecisionFDA erfordert den Erwerb von Landrechten sowie die
der Funktionsweise biologischer Truth Challenge , ein Wettbewerb der Ausrüstung, Konnektivität und Elektrizität, die für den
Krankheitserreger und des menschlichen US-amerikanischen Food and Drug Betrieb des Turms erforderlich sind. Der Aufbau
Immunsystems beitragen und die Entdeckung Verwaltung zur Verbesserung der dieser Infrastruktur in ressourcenarmen oder
von Impfstoff- und Wirkstoffzielen schneller Qualität und Genauigkeit von Gentests. ländlichen Gebieten kann schwierig oder
und effizienter machen. Zum Beispiel Eine mögliche Anwendung von Big unerschwinglich teuer sein.
Innovationen in Data- und KI-Technologien zur
Die Proteomik ermöglicht nun die Charakterisierung GCBR-Reduktion ist die Interpretation Googles Project Loon zielt darauf ab, dieses
der Strukturen und Funktionen einer großen Anzahl des allgegenwärtigen Umweltpathos Problem anzugehen, mit dem ultimativen Ziel,
von Proteinen mit hohem Durchsatz und ermöglicht so Gensequenzierungsdaten zur genauen Analyse die Internetverbindung auf ländliche und
die Entdeckung von Wirkstoffen. und Interpretation der riesigen Menge an abgelegene Gebiete auf der ganzen Welt
gesammelten Informationen, um eine frühzeitige auszudehnen. Project Loon verwendet präzise
Identifizierung von Impfstoffkandidaten, Erkennung oder Vorwarnung vor potenziell Entscheidungsalgorithmen
Verständnis der Pathogenität schwerwiegenden biologischen Ereignissen zu große Ballons, die an Transceivern
Mechanismen und Erkennung von ermöglichen. angebracht sind, an ihren Platz zu bringen
diagnostischen Markern. Bisher haben und Funkwellen zu projizieren, die drahtlosen
Forscher mehrere öffentliche und Datenübertragung Internetdienst über große Entfernungen
kommerzielle Proteomdatenbanken Viele der Technologien in diesem Bericht bereitstellen. Das Programm wird seine
entwickelt, um Forschung und Analyse zu basieren auf Internetverbindungen. Es Technologie in der Stratosphäre (20 km über
erleichtern, darunter: Der menschliche ist jedoch wichtig zu bedenken, dass dem Boden) platzieren, um abweichende
Proteinatlas, Globale viele Teile der Welt keine zuverlässige Wetterbedingungen und Verkehrsflugzeuge
Proteome-Maschinendatenbank Internetverbindung haben. zu vermeiden.
(( GPMDB ), DeepPep , UniProt ,
neXtProt , und Geonomenon .
Darüber hinaus ist die ProteomeXchange
Konsortium kombiniert Welt-
Wichtige ReADinGs
führende Massenspektrometrie
Alipanahi B, Delong A, Weirauch MT, Frey BJ. Vorhersage der Sequenzspezifitäten
(MS) -basierte Proteomics-Repositories,
von DNA- und RNA-bindenden Proteinen durch tiefes Lernen. Nat Biotechnol 2015;
wie die PRIDE-Datenbank (UK), PeptideAtlas,
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ARTIFiCiAl INTelliGenCe
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Intelligenz (KI) werden jetzt genutzt, um
https://link.springer.com/protocol/10.1007%2F978-1-4939-6740-7_12 .
massive genomische und proteomische
Zugriff am 28. Februar 2018.
Datensätze zu analysieren und klinisch
relevante Daten zu extrahieren
16Krankheitserkennung,
Überwachungslanze,
und situativ
Bewusstsein
Eine Reihe neuer Technologien und Methoden Schwerpunkt auf der Verbesserung der Überwachung
von Infektionskrankheiten und des Situationsbewusstseins im Allgemeinen unter besonderer
Berücksichtigung der Früherkennung. Diese Methoden werden oft als digitale Krankheitserkennung
oder digitale Epidemiologie bezeichnet und stützen sich auf neuartige Quellen von
Überwachungsdaten, einschließlich Genomsequenzierung und -erfassung, Social Media- und
Internet-Suchprotokollen, Satellitenbildern oder rezeptfreien Drogerie-Transaktionsdaten.
Traditionelle Überwachungsstrategien Nichttraditionelle Überwachung
Verlassen Sie sich entweder auf eine passive Strategien sollen diese Defizite überwinden,
Berichterstattung aus dem Gesundheitssystem (z. B. indem sie Änderungen in den Mustern in der
elektronische Patientenakten oder Laborergebnisse) Gemeinde oder in der Umwelt überwachen.
oder auf eine aktive Berichterstattung Indikatoren können unspezifisch sein, z. B. eine
Berichterstattung aus dem Gesundheitswesen Zunahme der Anzahl von Personen, die online
Anbieter. Obwohl diese Methoden nach Grippesymptomen suchen, oder sie
zuverlässige und qualitativ hochwertige Daten können mit Krankheitserregern
liefern, hängen sie stark von Personen ab, die zusammenhängen, z. B. der Nachweis eines
Pflege suchen. Daten über diejenigen, die neuartigen Virus in der Umwelt. In beiden
entweder keine Pflege benötigen oder diese Fällen,
nicht suchen können, werden nicht erfasst. nichttraditionelle Überwachungsquellen
Darüber hinaus traditionell funktionieren am besten als Ergänzung
Überwachungsstrategien können verzögert und nicht als Ersatz für herkömmliche
werden, sowohl aufgrund der Kluft zwischen dem Überwachungssysteme.
Auftreten von Symptomen und der Suche nach
Pflege als auch aufgrund der Verzögerungen
Berichterstattungsmechanismen inhärent.
17Krankheitserkennung,
Überwachungslanze,
und situativ
Bewusstsein
Befürworter nicht traditioneller zusätzliche einbauen Aufzeichnungen über die genaue Darstellung
Überwachungsstrategien glauben, dass sie eine Nicht-traditionelle Datenquellen würden diese der Krankheitslast in der Gemeinde, und dies
schnellere Erkennung neu auftretender Herausforderung nur noch verschärfen. Um sollte rechtzeitig geschehen, mit einer
Ausbrüche ermöglichen. Sie argumentieren, dass erfolgreich zu sein, müssen nicht-traditionelle ausreichenden geografischen Auflösung, um
eine frühere Erkennung - entweder in der Umwelt Überwachungsstrategien, die zur Erkennung Operationen zur Reaktion auf Ausbrüche zu
oder im ersten Fall infizierter Patienten - eine verwendet werden, starke und überzeugende unterstützen.
schnellere Reaktion auf die öffentliche Gesundheit Beweise dafür liefern, dass ein Ausbruch das Die Überwachung ist in erster Linie nützlich, um
ermöglichen und möglicherweise Ausbrüche Potenzial hat, eine GCBR zu sein - lange bevor gezielte Eindämmungsbemühungen zu lenken, die
verhindern kann diese Möglichkeit mit herkömmlichen Mitteln durch Kontaktverfolgung ermöglicht werden, um das
vom außer Kontrolle geratenen Wachstum durch erkannt wird. Es müsste eine dokumentierte Risiko zu bewerten und den Einsatz von Assets zu
frühzeitiges Eingreifen. Eine frühere Erkennung Erfolgsbilanz als sensibler und spezifischer steuern. Nach einem bestimmten Schwellenwert (der
könnte auch die Zeit bis zum Beginn der Indikator vorliegen und den Umfang und die bei einem GCB-Ereignis sicherlich überschritten wird)
MCM-Forschung und -Produktion verkürzen, was Geschwindigkeit der Ausbreitung des nimmt der Nutzen dieser Strategie ab. Bemühungen
sich manchmal um Wochen oder Monate Ausbruchs vermitteln. Für das zur Eindämmung der Bevölkerung wie die universelle
verzögert. Nachdem ein Ausbruch festgestellt Situationsbewusstsein soziale Distanzierung werden effizienter und effektiver
wurde, könnte eine nicht-traditionelle sein.
Überwachung erfolgen syndromale Überwachungssysteme
Geben Sie ein umfassenderes muss eine dokumentierte Spur haben
Verständnis dessen, was ist
passiert in der Gemeinde. Wenn beispielsweise die
Anzahl der pflegebedürftigen Personen die
Kapazität des Gesundheitssystems überschreitet,
Wichtige ReADinGs
wird bei herkömmlichen Überwachungssystemen
Brownstein J., Freifeld C., Madoff L. Digitale Krankheitserkennung - Nutzung des
die Anzahl der infizierten Personen untermeldet.
Internets für die Überwachung der öffentlichen Gesundheit. N Engl J Med 2009; 360
Nichttraditionelle Überwachungssysteme
(21): 2153 & ndash; 2155, 2157.
kann situativ ergänzen Deutsche RR, Lee LM, Horan JM, Milstein RL, Pertowski CA, Waller MN;
Bekanntheit durch Nutzung anderer Arbeitsgruppe Richtlinien, Zentren für die Kontrolle und Prävention von
Datenströme. Krankheiten. Aktualisierte Richtlinien zur Bewertung von Systemen zur
Das Projektteam glaubt, dass Überwachung der öffentlichen Gesundheit: Empfehlungen der Arbeitsgruppe
nicht-traditionelle Überwachung Richtlinien. MMWR Recomm Rep 2001; 50 (RR-13): 1-35.
Strategien können in Kombination
Reingold AL. Wenn die syndromale Überwachung die Antwort ist, was ist die Frage?
mit umsetzbaren Interventionen ein
Biosecur Bioterror 2003; 1 (2): 77 & ndash; 81. https://doi.org/10.1089/153871303766275745 .
GCB-Ereignis verhindern.
Zugriff am 6. Juni 2018.
Überwachungstechnologien sollten
ausreichend überzeugend zur Verfügung stellen Steiner-Sichel L., Greenko J., Heffernan R., Layton M., Weiss D. Felduntersuchungen
Beweise, um Epidemiologen, Praktiker des von syndromalen Überwachungssignalen der Notaufnahme - New York City. MMWR
öffentlichen Gesundheitswesens und politische Suppl 2004; 53: 184 & ndash; 189.
Führer davon zu überzeugen, eine zeitnahe
Terry W., Ostrowsky B., Huang A. Sollten wir uns Sorgen machen? Untersuchung von Signalen, die
und robuste Reaktion einzuleiten. Bestehende
von einem elektronischen Syndromüberwachungssystem erzeugt werden - Westchester County,
syndromale Überwachung
New York. MMWR Suppl 2004; 53: 190 & ndash; 195.
Systeme wurden mit geplagt
Herausforderungen im Signale interpretieren ;; 8,9
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