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【中科院生物科技战略情报】国家生物安全战略专题系列报告七:美国DARPA应对流行性疾病风险的相关计划
文章来源:    发布时间:2020-02-17    【字号:
  美国国防部高级研究计划局(DARPA)是美国政府主要负责军事高新和前沿技术的研究、开发和应用的机构,也是大力发展互联网、半导体、基因组编辑等多项颠覆性技术创新的先行者,其前瞻推动的多项技术在军用和民用方面发挥了巨大作用。DARPA高度关注生命科学和生物技术领域前沿交叉研究,专门设有生物技术办公室(BTO),有计划地开展相关研发与应用。本文详细介绍了 DARPA近年来在应对流行性疾病风险方面的相关计划。

预防疾病大流行:P3计划

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  疾病大流行预防平台(Pandemic Prevention Platform, P3)计划于2017年3月启动,旨在通过寻求新方法来加快发现病原体、整合资源、制造医疗对策和临床前测试的过程,从而维护军队和国民的安全稳定。具体目标是开发一个可扩展、适应性强的快速反应平台,能够在识别出任何已知或以前未知的传染性威胁后60天内制定相应数量的医疗对策,以防止疫情升级,并减少其对军队和国民的威胁。P3计划致力于开发快速发现、表征、生产、测试和交付有效的DNA和RNA编码的医疗对策,为了释放编码基因构建体的潜力,P3计划致力于实现三个关键领域突破:1)依据病毒生长测试和评估治疗对策;2)快速鉴定和生产保护性抗体并提高其效力;3)以及将核酸构建体递送到患者体内编码抗体并产生保护性反应的技术。

抵御四大健康威胁:PREPARE计划

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  保护性等位基因和响应元件的预先表达(Preemptive Expression of Protective Alleles and Response Elements,PREPARE)计划于2018年5月启动,为期4年,旨在开发即时和可编程的基因调节器,以提高人类对化学、生物和放射性危害的防御能力。该计划主要针对流感病毒感染、阿片类药物过量服用、有机磷酸盐中毒和γ射线的辐射危害4种威胁。与当前的基因编辑研究不同,该计划将研究如何通过在受到侵害前或侵害后暂时性且可逆地增强这种先天性抵抗能力,而不对基因组进行任何永久性的修饰。该计划的主要研究内容包括:1)确定哪些基因靶点能够触发所需响应;2)开发能够在体内实现靶点调控的技术;3)创建细胞和组织特异性递送系统,将可编程基因调控剂引导到身体的正确部位;4)构建一个能适应范围广泛且不断演变的健康威胁的模块化研究平台。

提供移动医疗对策:NOW计划

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全球按需核酸制备(Nucleic Acids On-Demand Worldwide,NOW)计划于2019年10月启动,其目标是开发一种用于维稳行动和人道主义行动的移动医疗对策(mobile medical countermeasure,MCM)制造平台,在24h之内快速生产、配制和包装数百种剂量的核酸治疗剂(DNA和/或RNA)。该平台具有弹性、可移动、易于访问的核酸MCM制造能力,可以在军事行动发生的任何地方以最小干预立即做出威胁响应。具体技术能力包括:1)设计新的生物/化学方法来提高核酸合成的速度、效率和准确性;2)设计符合监管标准的自动化GMPquality核酸生产管线;3)开发新型在线纯化和分析工具。NOW平台的可移动性将在军队运作的任何地方提供即时威胁响应,减轻疾病威胁带来的损失,并确保有一个弹性的、易于获取的核酸MCM制造管线。

快速检测病原威胁:DIGET计划

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2019年11月,DARPA启动了利用基因编辑技术检测潜在病原体( Detect It with Gene Editing Technologies,DIGET)计划,其目标是在几分钟内为医疗决策者提供关于健康威胁的全面(即使偏远地区)、具体和可靠的信息,以防止疾病的传播,及时部署对策,提高诊断后的治疗水平。DIGET视觉系统包括两个设备:一个是手持式一次性定点检测设备,可一次筛查至少10种病原体或宿主生物标志物样本;另一个是能够同时筛查超过1000个临床和环境样本的大规模多重检测平台。该系统的两部分都可以快速重新配置,以适应不断变化的需求。该计划将基因编辑器整合到分布式健康生物监测检测器中,并针对地方性、新兴和工程化的致病威胁进行快速、按需诊断。DIGET计划可以帮助国防部做出快速医疗反应和提高部队医疗标准来保持部队准备状态,并防止传染病传播成为冲突的驱动因素从而维护地缘政治稳定。此外,尽管DIGET侧重于生物威胁,但类似的技术也可应用于化学和放射威胁。

编译整理|吴晓燕 丁陈君 生物科技战略研究中心

   参考资料来自DARPA官方网站

  原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/NchPJcXEi-y5t-dhqqL6Iw