美國(guó)生物監(jiān)測(cè)預(yù)警科研部署情況分析及啟示

田德橋，葉玲玲，李曉倩，程瑾，鄭濤

1.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 生物工程研究所，北京 100071；2.解放軍醫(yī)學(xué)圖書館，北京 100039

感染性病原體及毒素構(gòu)成的生物威脅可以是自然發(fā)生的，如新發(fā)、突發(fā)傳染病，也可以是人為制造的，如生物恐怖、生物武器等。無論哪種情況，生物威脅的早期監(jiān)測(cè)與準(zhǔn)確檢測(cè)都至關(guān)重要。早期監(jiān)測(cè)與檢測(cè)可以為盡早采取有針對(duì)性的防控措施贏得時(shí)間，可以大幅度降低人群感染與死亡。根據(jù)美國(guó)國(guó)土安全部的分析，對(duì)于炭疽生物襲擊，環(huán)境生物傳感器如果能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)襲擊可以降低傷亡98%，癥狀監(jiān)測(cè)如果可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)襲擊可以降低傷亡71%，而臨床診斷發(fā)現(xiàn)生物襲擊僅僅可以降低傷亡12%[1]。在2001 年美國(guó)炭疽郵件恐怖襲擊事件，2003 年SARS 暴發(fā)流行，以及近幾年發(fā)生的H5N1 禽流感、H7N9 禽流感、西非埃博拉疫情應(yīng)對(duì)中，都凸顯出生物監(jiān)測(cè)預(yù)警及檢測(cè)鑒定的重要性。

生物監(jiān)測(cè)預(yù)警是監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)的結(jié)合。監(jiān)測(cè)是通過有計(jì)劃地收集、分析相關(guān)資料，提供有決策價(jià)值的信息來幫助采取應(yīng)對(duì)措施；預(yù)警是采用專門的預(yù)警分析技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)的信息進(jìn)行分析，以及早識(shí)別生物威脅。監(jiān)測(cè)預(yù)警可以分為基于病例監(jiān)測(cè)的預(yù)警、基于事件監(jiān)測(cè)的預(yù)警、基于實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)的預(yù)警和癥狀監(jiān)測(cè)預(yù)警等4 種類型[2]。監(jiān)測(cè)預(yù)警對(duì)生物威脅起到警示作用，而檢測(cè)鑒定可以最終確定生物威脅的種類。常規(guī)檢測(cè)鑒定包括血清學(xué)及免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)，如免疫熒光技術(shù)、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）、免疫膠體金技術(shù)，同時(shí)也包括一些分子生物學(xué)技術(shù)，如聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）、核酸序列分析技術(shù)、生物芯片技術(shù)等[3]。

生物監(jiān)測(cè)與檢測(cè)技術(shù)包括非特異性和特異性兩大類[4]。非特異性監(jiān)測(cè)與檢測(cè)技術(shù)所需時(shí)間短，但不能提供詳細(xì)信息，主要技術(shù)包括激光、紅外紫外生物探測(cè)技術(shù)等。特異性監(jiān)測(cè)與檢測(cè)技術(shù)包括以下幾類：一是序列基礎(chǔ)的檢測(cè)，通過檢測(cè)病原微生物DNA或RNA中的遺傳信息來檢測(cè)病原微生物；二是結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的檢測(cè)，通過分子識(shí)別技術(shù)來探測(cè)病原體或毒素一些特征性的表面生物分子，如免疫測(cè)定方法；三是化學(xué)基礎(chǔ)的檢測(cè)，檢測(cè)一些分子特性，包括蛋白質(zhì)、亞基、脂質(zhì)、碳水化合物等，如質(zhì)譜技術(shù)等；四是功能基礎(chǔ)的檢測(cè)，通過生物體、整個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞的一部分來檢測(cè)生物活性，如酶活性等。以上技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)：光譜生物氣溶膠監(jiān)測(cè)可以探測(cè)所有生物劑，包括已知的或未知的、自然發(fā)生的或基因改造的，但不能確定是何種生物劑；核酸基礎(chǔ)的檢測(cè)可以檢測(cè)并且能鑒定已知的細(xì)菌或病毒，但不能檢測(cè)毒素，因?yàn)槠洳缓泻怂岢煞?；結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的檢測(cè)可以檢測(cè)已知的生物劑，只要其存在免疫學(xué)可識(shí)別的成分；化學(xué)基礎(chǔ)的檢測(cè)技術(shù)具有發(fā)展快速、廉價(jià)傳感器的潛力，但這種方式具有較高的假陽性率；功能基礎(chǔ)的檢測(cè)技術(shù)是惟一可以檢測(cè)到未知生物劑的技術(shù)，如基因改造生物劑等。

美國(guó)高度重視生物監(jiān)測(cè)預(yù)警能力，2004年發(fā)布了《21 世紀(jì)生物防御（Biodefense for 21st Century）》，提出了美國(guó)生物防御的重點(diǎn)目標(biāo)，包括威脅探知、預(yù)防和保護(hù)、監(jiān)測(cè)和檢測(cè)、應(yīng)對(duì)和恢復(fù)，其將監(jiān)測(cè)和檢測(cè)單獨(dú)列為一個(gè)重點(diǎn)目標(biāo)。美國(guó)軍隊(duì)生物防御能力構(gòu)成基于4 個(gè)方面，即感知（Sense）、防護(hù)（Shield）、恢復(fù)（Sustain）和集成（Shape）[5]，其中感知主要是監(jiān)測(cè)與檢測(cè)。2012年發(fā)布了《美國(guó)生物監(jiān)測(cè)戰(zhàn)略（National Strategy for Biosurveillance）》，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了生物監(jiān)測(cè)的重要性。該戰(zhàn)略確定的4個(gè)核心功能包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、確定和整合重要的信息、預(yù)警和告知決策者、潛在影響的預(yù)測(cè)和建議。同時(shí)，美國(guó)根據(jù)生物監(jiān)測(cè)戰(zhàn)略，部署了一系列科研項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)。在本研究中，我們對(duì)美國(guó)生物監(jiān)測(cè)預(yù)警與檢測(cè)鑒定相關(guān)科研部署情況進(jìn)行了分析，以對(duì)我國(guó)相關(guān)科研部署起到一定的參考作用。

1 方法

美國(guó)疾病預(yù)防控制中心BioSense相關(guān)科研項(xiàng)目檢索來源于http://www.usaspending.gov，檢索關(guān)鍵詞為“BioSense”。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）相關(guān)科研項(xiàng)目檢索來源于http://projectreporter.nih.gov，檢索關(guān)鍵詞為“surveillance OR warning OR monitor OR detect OR detecion”，檢索范圍為“項(xiàng)目名稱”，機(jī)構(gòu)選擇“NIAID”。美國(guó)生物醫(yī)學(xué)高級(jí)研究與發(fā)展局（BARDA）所支持項(xiàng)目檢索來源于http://www.medicalcountermeasures.gov。美國(guó)國(guó)防部化學(xué)生物防御項(xiàng)目科研部署來源于國(guó)防部化學(xué)生物防御項(xiàng)目年度預(yù) 算（http://www.globalsecurity.org/military/library/budget/index.html）。

2 結(jié)果

2.1 衛(wèi)生與公眾服務(wù)部

美國(guó)衛(wèi)生與公眾服務(wù)部（HHS）是生物防御，尤其是醫(yī)學(xué)生物防御的主要機(jī)構(gòu)。美國(guó)疾病預(yù)防控制中心（CDC）、國(guó)立衛(wèi)生研究院、食品與藥品監(jiān)督管理局（FDA）均隸屬于衛(wèi)生與公眾服務(wù)部。在生物監(jiān)測(cè)預(yù)警方面，衛(wèi)生與公眾服務(wù)部的主要作用包括病例監(jiān)測(cè)、癥狀監(jiān)測(cè)，以及發(fā)展實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)鑒定技術(shù)等。

2.1.1 BioSense計(jì)劃 美國(guó)CDC建有一些傳染病監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)，包括122 城市死亡率報(bào)告系統(tǒng)（122 Cities Mortality Reporting System）、蟲媒疾病監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Arboviral Surveillance System，ArboNet）、新發(fā)感染性疾病項(xiàng)目（Emerging Infections Program，EIP）、食源性疾病緊急監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)（Foodborne Disease Active Surveillance Network，F(xiàn)oodNet）、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)（Laboratory Response Network，LRN）、國(guó)家食源性疾病分子分型（National Molecular Subtyping Network for Foodborne Disease Surveillance，PulseNet）等[6]，這些傳染病監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)對(duì)于傳染病的早期監(jiān)測(cè)預(yù)警發(fā)揮著重要的作用。

2002年美國(guó)發(fā)布了《公共衛(wèi)生安全與生物恐怖準(zhǔn)備和應(yīng)對(duì)法（Public Health Security and Bioterrorism Preparedness and Response Act of 2002）》，該法案要求衛(wèi)生與公眾服務(wù)部與其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)合作應(yīng)對(duì)生物恐怖的威脅。為了提高國(guó)家快速監(jiān)測(cè)公共衛(wèi)生緊急事件，特別是生物恐怖事件的能力，2002年，美國(guó)CDC 開始實(shí)施生物傳感計(jì)劃（Project Bio-Sense）[7-8]。生物傳感計(jì)劃獲得和分析醫(yī)院就診數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)傳輸?shù)降胤?、州和?lián)邦公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)。生物傳感計(jì)劃主要有3方面的數(shù)據(jù)來源：國(guó)防部、退伍軍人事務(wù)部和美國(guó)實(shí)驗(yàn)室協(xié)會(huì)。2004 年6 月，美國(guó)CDC發(fā)展了一個(gè)生物信息中心來支持州和地方的早期監(jiān)測(cè)。生物傳感計(jì)劃的癥狀監(jiān)測(cè)范圍包括11 種癥狀組，即肉毒毒素中毒癥狀、出血性疾病、淋巴腺炎、局部皮膚損傷、胃腸道癥狀、呼吸系統(tǒng)癥狀、神經(jīng)系統(tǒng)癥狀、皮疹、發(fā)燒、感染造成的嚴(yán)重疾病等。

BioSense 的經(jīng)費(fèi)預(yù)算每年保持在幾千萬美元（表1），2010 年后，BioSense 的管理并入CDC 的準(zhǔn)備和應(yīng)對(duì)能力（Preparedness and Response Capability，PRC），PRC 包括BioSense 2.0、實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)（LRN）以及選擇性病原體計(jì)劃（Select Agent Program）等。

最初的BioSense 信息系統(tǒng)存在一些缺陷，其不能很好地滿足州和地方的需求。這使得CDC 更新了原有系統(tǒng)，發(fā)展BioSense 2.0 系統(tǒng)[10]。BioSense 2.0 在2011 年12 月開始實(shí)施，其癥狀監(jiān)測(cè)不僅針對(duì)生物恐怖，而且可以針對(duì)各種威脅。

自BioSense 實(shí)施始，CDC 就支持一些機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)研究工作，包括數(shù)據(jù)與信息處理技術(shù)、癥狀分類、對(duì)系統(tǒng)有效性進(jìn)行評(píng)估等（表2）。

2.1.2 NIH研發(fā)部署 美國(guó)NIH過敏與感染性疾病研究所（NIAID）與生物監(jiān)測(cè)預(yù)警相關(guān)的科研項(xiàng)目主要針對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)，所支持項(xiàng)目包括杜克大學(xué)的實(shí)時(shí)定量PCR 技術(shù)研究、Indevr 公司的芯片技術(shù)研究、加州大學(xué)戴維斯分校的定量多蛋白免疫分析等（表3）。

2.1.3 BARDA 研發(fā)部署 2006 年12 月，美國(guó)衛(wèi)生與公眾服務(wù)部成立了生物醫(yī)學(xué)高級(jí)研究與發(fā)展局（BARDA）。BARDA 支持研發(fā)藥物、疫苗以及其他與國(guó)家健康安全相關(guān)的產(chǎn)品，同時(shí)負(fù)責(zé)生物盾牌計(jì)劃的管理。BARDA 生物監(jiān)測(cè)與檢測(cè)相關(guān)的科研部署包括2010 年9 月批準(zhǔn)的Northrop Grumman 公司的PCR技術(shù)相關(guān)研究（960萬美元）、2013年8月批準(zhǔn)的MRI Global 公司的PCR 芯片相關(guān)研究（1196.47萬美元）、2014 年9 月批準(zhǔn)的NanoMR 公司的臨床樣品自動(dòng)濃縮技術(shù)（2150萬美元）（表4）。

2.2 國(guó)土安全部

美國(guó)國(guó)土安全部（DHS）于2002 年12 月成立。2003年，DHS 實(shí)施了國(guó)家應(yīng)對(duì)生物恐怖襲擊的早期監(jiān)測(cè)計(jì)劃——生物監(jiān)測(cè)計(jì)劃（Project BioWatch）。該計(jì)劃每年投入經(jīng)費(fèi)幾千萬美元，有些年度達(dá)到上億美元（表1）。生物監(jiān)測(cè)計(jì)劃的目的是監(jiān)測(cè)空氣中病原體的釋放，提供政府和公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)潛在生物恐怖事件的早期預(yù)警。監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝在環(huán)境保護(hù)總局的空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)，過濾空氣，通過PCR方法分析潛在生物襲擊。該計(jì)劃包括3 個(gè)主要組成部分，每一部分由不同的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)完成，其中環(huán)境保護(hù)局負(fù)責(zé)取樣，疾病預(yù)防控制中心負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室樣品檢測(cè)，聯(lián)邦調(diào)查總局負(fù)責(zé)恐怖襲擊的應(yīng)對(duì)[11]。

為了進(jìn)一步提高監(jiān)測(cè)預(yù)警能力，2009 年10 月DHS通過了發(fā)展第三代生物監(jiān)測(cè)技術(shù)（BioWatch）的計(jì)劃。該計(jì)劃總經(jīng)費(fèi)58億美元，主要目標(biāo)是提高現(xiàn)有技術(shù)手段，以達(dá)到自動(dòng)收集和分析空氣樣本的能力。與當(dāng)前的系統(tǒng)相比，其可以縮短潛在暴露到確定襲擊之間的時(shí)間，同時(shí)降低人工收集與分析樣品的費(fèi)用。第一代生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)室外環(huán)境；第二代生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以提供室內(nèi)監(jiān)測(cè)，提供大型體育活動(dòng)、會(huì)議的保障。當(dāng)前，36 h 的監(jiān)測(cè)時(shí)間包括24 h 的樣品收集時(shí)間、4 h 樣品處理時(shí)間和8 h實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)時(shí)間。第三代生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以自動(dòng)收集空氣樣品，每4～6 h自動(dòng)產(chǎn)生PCR結(jié)果，并且將結(jié)果自動(dòng)傳輸?shù)焦残l(wèi)生部門，不需要人工操作[12]。

表1 BioSense計(jì)劃和BioWatch計(jì)劃年度經(jīng)費(fèi)投入（百萬美元）[9]

表2 美國(guó)CDC支持的BioSense科研項(xiàng)目

表3 NIAID生物監(jiān)測(cè)預(yù)警相關(guān)項(xiàng)目

表4 BARDA生物監(jiān)測(cè)預(yù)警相關(guān)項(xiàng)目

BioWatch 最初的技術(shù)來源于生物氣溶膠哨兵和信息系統(tǒng)（Biological Aerosol Sentry and Information System，BASIS）。BASIS 基于PCR 技術(shù)，由美國(guó)洛斯·阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合研制[13]，其相關(guān)產(chǎn)品在“9.11”事件后被部署在一些地點(diǎn)，并被用于2002年的鹽湖城冬奧會(huì)。

國(guó)土安全部確定了BioWatch 3 的2 個(gè)候選產(chǎn)品，一個(gè)是Next Generation Automated Detection System（NG-ADS），另外一個(gè)是Microfluidics-based Bioagent Networked Detector（M-BAND）[12]。NGADS 由Northrop Grumman 公司研制，該公司研發(fā)的另外一種生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)Biohazard Detection System（BDS）被美國(guó)郵政署所使用。NG-ADS 來源于勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Autonomous Pathogen Detection System（APDS），APDS 的前身是BASIS。2012月11月，NG-ADS成功地進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。MBAND 是PositiveID 公司研制的一種自動(dòng)探測(cè)裝置，包括實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)和基于單克隆抗體的毒素免疫分析技術(shù)。

對(duì)BioWatch 的實(shí)施效果及第三代生物監(jiān)測(cè)計(jì)劃在美國(guó)國(guó)內(nèi)存在很多爭(zhēng)議。2012年7月，《洛杉磯時(shí)報(bào)》發(fā)表了一篇對(duì)于BioWatch 的評(píng)論文章[14]。文章指出，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至少在洛杉磯、底特律、圣路易斯、菲尼克斯、圣迭戈、舊金山等城市報(bào)告了56次錯(cuò)誤的陽性監(jiān)測(cè)結(jié)果，其中主要是土拉菌的錯(cuò)誤預(yù)警。同時(shí)，該文章認(rèn)為，目前的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能監(jiān)測(cè)到真正的襲擊，除非是在病原體的空氣濃度非常高的情況下。針對(duì)國(guó)會(huì)對(duì)生物監(jiān)測(cè)計(jì)劃技術(shù)能力和發(fā)展下一代新的監(jiān)測(cè)技術(shù)的疑問，國(guó)土安全部請(qǐng)美國(guó)科學(xué)院對(duì)生物監(jiān)測(cè)計(jì)劃進(jìn)行評(píng)測(cè)。2011 年美國(guó)科學(xué)院的研究報(bào)告指出，對(duì)于第三代生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)能力的提高需要有效克服科學(xué)和技術(shù)上的一些障礙，應(yīng)當(dāng)更好地評(píng)測(cè)和認(rèn)識(shí)第二代生物監(jiān)測(cè)裝置的效果[13]。

美國(guó)政府在2014年4月宣布取消發(fā)展新的第三代生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的計(jì)劃，主要原因是其龐大的支出，另外一個(gè)原因是國(guó)會(huì)對(duì)該項(xiàng)目有效性的懷疑[15]。取消第三代生物監(jiān)測(cè)計(jì)劃后，國(guó)土安全部仍然保留現(xiàn)有的第二代生物監(jiān)測(cè)設(shè)施，并仍然發(fā)展縮短時(shí)間和降低運(yùn)行費(fèi)用的生物探測(cè)技術(shù)。例如，巴特爾研究所研發(fā)的資源有效型生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Resource Effective Bioidentification System，REBS）[16]。REBS 是一個(gè)通過電池就可運(yùn)行的系統(tǒng)，相對(duì)較小，重量輕，容易運(yùn)輸和安裝，運(yùn)行費(fèi)用很低，不需要液體試劑。REBS使用拉曼光譜技術(shù)提供快速和自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并且其分析是一種非破壞性的分析，收集到的樣品可以進(jìn)一步確證分析。

2.3 國(guó)防部

美國(guó)國(guó)防部（DOD）在生物監(jiān)測(cè)預(yù)警能力建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)包括美國(guó)陸軍傳染病醫(yī)學(xué)研究所（USAMRIID）、?；榈禄行模‥CBC）、美國(guó)海軍醫(yī)學(xué)研究中心（NMRC）等。

美國(guó)國(guó)防部化學(xué)和生物防御項(xiàng)目（Chemical and Biological Defense Program，CBDP）于1994年建立，主要目的是將國(guó)防部化學(xué)與生物防御集中于統(tǒng)一管理之下，加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，提高研發(fā)效率。CBDP計(jì)劃中感知（sense）占有較大比重，如其2007財(cái)年總預(yù)算為15.04 億美元，其中感知占23.7%，集成（shape）占4.9%，防護(hù)（shield）占45.9%，恢復(fù)（sustain）占4.4%[17]。在其預(yù)算中，與生物監(jiān)測(cè)預(yù)警與檢測(cè)鑒定相關(guān)的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)，2013年為1.5億美元，2014年為1.41億美元，2015年為1.52億美元。

美國(guó)國(guó)防部生物偵檢裝備研發(fā)是其生物監(jiān)測(cè)與檢測(cè)能力建設(shè)的重要方面，其與地方一些機(jī)構(gòu)合作開展了不同用途的偵檢裝備研發(fā)。美國(guó)國(guó)防部聯(lián)合生物點(diǎn)源探測(cè)系統(tǒng)（Joint Biological Point Detection System，JBPDS）采用激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)探測(cè)生物劑。該技術(shù)最初來源于Biological Agent Warning Sensor（BAWS），由麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室在1996開始研發(fā)，1999年應(yīng)用于JBPDS。聯(lián)合生物遠(yuǎn)程探測(cè)系統(tǒng)（Joint Biological Stand-Off Detection System，JBSDS）使用紅外和紫外激光來探測(cè)（5 km）和鑒別（1 km）氣溶膠云團(tuán)。JBSDS第一批設(shè)備在2009 年8 月交付美軍。聯(lián)合生物戰(zhàn)術(shù)探測(cè)系統(tǒng)（Joint Biological Tactical Detection System，JBTDS）為一種輕便的通過電池供電的系統(tǒng)，其檢測(cè)采用下一代診斷系統(tǒng)（Next Generation Diagnostic System，NGDS）的一些技術(shù)進(jìn)展。聯(lián)合生物鑒定和診斷系統(tǒng)（Joint Biological Agent Identification and Diagnostic System，JBAIDS）由Idaho Technology 公司（即現(xiàn)在的BioFire Diagnostics 公司）研發(fā)，采用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)[18]。2014年，BioFire公司與國(guó)防部簽署2.4億美元合同用于發(fā)展NGDS，合同期8 年。NGDS 將代替JBAIDS，其后續(xù)發(fā)展包括與一些生物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的無線聯(lián)接等[19]。

另外，國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）正在支持發(fā)展高能量的激光技術(shù)來探測(cè)化學(xué)和生物威脅。其只有現(xiàn)有JBSDS設(shè)備的1/300，而有效性是現(xiàn)有設(shè)備的10倍[20]。

除此以外，美國(guó)國(guó)防部此前還有一些生物偵檢系統(tǒng)的研發(fā)，如空軍基地港口探測(cè)系統(tǒng)（Airbase/Port Detector System，Portal Shield）。該系統(tǒng)提供空軍基地及港口等地區(qū)的早期生物威脅預(yù)警，通過激光技術(shù)分析生物劑的釋放[21]。Ruggedized Advanced Pathogen Identification Device（R.A.P.I.D.）由BioFire公司研制，基于PCR技術(shù)[22]。

Rapid Agent Aerosol Detector（RAAD）技術(shù)由麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室研發(fā)，其將取代Biological Agent Warning Sensor（BAWS），用于JBPDS，可以降低費(fèi)用和錯(cuò)誤報(bào)警率[23]。其他包括駐韓美軍的整合生物威脅識(shí)別設(shè)施（Portal and Integrated Threat Recognition，JUPITR），以加強(qiáng)朝鮮半島的生物監(jiān)測(cè)能力。JUPITR 結(jié)合一些新的技術(shù)發(fā)展，如NGDS、JBTDS等[24]。

3 啟示與思考

3.1 技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)產(chǎn)品更新?lián)Q代

美國(guó)高度重視監(jiān)測(cè)預(yù)警和檢測(cè)鑒定技術(shù)創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。從美國(guó)疾病預(yù)防控制中心的BioSense、國(guó)土安全部的BioWatch 以及國(guó)防部的偵檢裝備的不斷更新，都可以看出技術(shù)創(chuàng)新的重要性。BioSense 的技術(shù)創(chuàng)新可以使其更好地滿足不同群體的需要；BioWatch 的技術(shù)創(chuàng)新使檢測(cè)時(shí)間縮短，并且提高自動(dòng)化能力；國(guó)防部的偵檢系統(tǒng)不斷改進(jìn)和更新，以降低運(yùn)行費(fèi)用和提高準(zhǔn)確性。

美國(guó)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)創(chuàng)新具有廣泛的來源。美國(guó)國(guó)土安全部的BioWatch，最初的技術(shù)來源于勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，國(guó)防部的聯(lián)合點(diǎn)源檢測(cè)系統(tǒng)來源于麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局也是生物監(jiān)測(cè)技術(shù)一個(gè)重要的創(chuàng)新來源，例如其發(fā)展的新的遠(yuǎn)程探測(cè)技術(shù)等。美國(guó)HHS、DHS、DOD 部署的生物監(jiān)測(cè)預(yù)警相關(guān)科研項(xiàng)目的承擔(dān)機(jī)構(gòu)包括一些科研機(jī)構(gòu)，同時(shí)也包括大量企業(yè)。美國(guó)的企業(yè)在生物監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)創(chuàng)新中，無論是在國(guó)土安全部的生物監(jiān)測(cè)計(jì)劃還是國(guó)防部的偵檢裝備研發(fā)中都發(fā)揮著重要的作用。

3.2 多樣化需求牽引不同技術(shù)發(fā)展

美國(guó)的科研項(xiàng)目通過不同部門進(jìn)行管理，如醫(yī)學(xué)相關(guān)的科研項(xiàng)目通過NIH，其他一些部門，如國(guó)土安全部、能源部、農(nóng)業(yè)部及國(guó)防部等都有各自的科研經(jīng)費(fèi)。不同部門對(duì)科研項(xiàng)目的管理更能密切結(jié)合自身的需求。美國(guó)疾病預(yù)防控制中心對(duì)BioSense計(jì)劃的更新，可以根據(jù)自身的需求來分配研究任務(wù)；國(guó)土安全部的BioWatch 計(jì)劃可以根據(jù)自身生物監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求確定支持的研發(fā)機(jī)構(gòu)；美軍生物偵檢裝備研發(fā)也是根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的需要部署研究計(jì)劃。

多樣化需求決定了不同技術(shù)手段的發(fā)展。如HHS 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)的需要，科研項(xiàng)目部署的重點(diǎn)是基于核酸、免疫學(xué)等的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)，CDC主要是數(shù)據(jù)分析與處理方面的研發(fā)部署。國(guó)土安全部基于環(huán)境病原體的監(jiān)測(cè)需求，重點(diǎn)針對(duì)自動(dòng)化和縮短檢測(cè)時(shí)間的產(chǎn)品研發(fā)。國(guó)防部生物偵檢裝備研發(fā)考慮到遠(yuǎn)程威脅的監(jiān)測(cè)，包括發(fā)展激光探測(cè)技術(shù)等。

3.3 監(jiān)督評(píng)估保證經(jīng)費(fèi)的有效使用

總體上，美國(guó)一些科研部署的公開程度還是比較高的，如美國(guó)CDC 的BioSense 項(xiàng)目、BARDA 所支持的項(xiàng)目、NIH所支持的項(xiàng)目，都能夠通過互聯(lián)網(wǎng)獲得較為詳細(xì)的信息。項(xiàng)目的公開透明可以避免一些重復(fù)研究，同時(shí)可以接受外界監(jiān)督。即使是軍隊(duì)的一些科研項(xiàng)目，如CBDP項(xiàng)目也公開公布年度預(yù)算，每年向國(guó)會(huì)提交進(jìn)展報(bào)告等。

美國(guó)生物監(jiān)測(cè)預(yù)警科研項(xiàng)目投入，既包括一些小項(xiàng)目，也包括一些上億美元的大項(xiàng)目。美國(guó)對(duì)于這些項(xiàng)目都有完善的監(jiān)督機(jī)制，特別是對(duì)于一些大的研究計(jì)劃，如國(guó)土安全部的BioWatch 項(xiàng)目、衛(wèi)生與公眾服務(wù)部的BioSense 項(xiàng)目等，美國(guó)審計(jì)署有大量的調(diào)查評(píng)估，美國(guó)科學(xué)院也有相關(guān)的研究報(bào)告。有效的監(jiān)督與評(píng)估可以保證經(jīng)費(fèi)的有效使用。

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