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面對(duì)疫情，北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院先進(jìn)數(shù)控和智能制造團(tuán)隊(duì)劉強(qiáng)教授、肖文磊副教授等一批教師和研究生自發(fā)組成“大數(shù)據(jù)建模分析工作群”，開始收集疫情數(shù)據(jù)，交流和討論建模方法。劉強(qiáng)、肖文磊又與工作群中的孫鵬鵬、王柳權(quán)、臧辰鑫、朱三穎、高連生等人，組成了“2019-nCoV疫情建模分析應(yīng)急響應(yīng)研究小組”核心攻關(guān)組，全力以赴開展本次疫情建模仿真和預(yù)測(cè)分析研究工作。疫情建模分析應(yīng)急響應(yīng)小組的研究工作是在2003年郇極教授提出的“一種基于自動(dòng)控制理論的SARS傳染預(yù)測(cè)模型”的基礎(chǔ)之上，結(jié)合此次新冠疫情原發(fā)地高度集中、恰逢春節(jié)期間人口流動(dòng)的特點(diǎn)，采用控制論原理和大數(shù)據(jù)分析方法建立功能更全面的2019-nCoV動(dòng)態(tài)感染過(guò)程模型。劉強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)對(duì)北京、上海、重慶、溫州、長(zhǎng)沙、鄭州、成都、杭州、深圳等40余個(gè)城市的疫情數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真分析。基于分析結(jié)果，應(yīng)急響應(yīng)小組直接向上級(jí)部門提交疫情關(guān)鍵數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)報(bào)告2份，直接向中國(guó)疾控中心提供預(yù)測(cè)分析數(shù)據(jù)及報(bào)告2份，向上級(jí)提出北京延期恢復(fù)正常上班的緊急建議1份，為高層疫情防控決策提供了及時(shí)有效的技術(shù)數(shù)據(jù)支持。

面對(duì)國(guó)家在疫情防控決策方面的重大戰(zhàn)略需求，北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院王靜遠(yuǎn)副教授，聯(lián)合經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院吳俊杰教授、部慧副教授，計(jì)算機(jī)學(xué)院軟件開發(fā)環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫磊磊老師等，快速反應(yīng)，在1月22日開始陸續(xù)組織了一支包括20余名師生在內(nèi)、跨學(xué)科、跨專業(yè)的疫情應(yīng)急研究團(tuán)隊(duì)，開展基于大數(shù)據(jù)的疫情預(yù)測(cè)與大數(shù)據(jù)分析科研攻關(guān)工作。 團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)連續(xù)不眠不休的集中攻關(guān)，于1月25日完成了第一個(gè)針對(duì)新冠肺炎疫情預(yù)測(cè)的模型，并最早具備了對(duì)外提供疫情預(yù)測(cè)服務(wù)的能力。該模型具備優(yōu)秀的預(yù)測(cè)精度和疫情解釋能力，為上級(jí)部門的疫情防控決策提供了重要的支撐。尤其是在疫情拐點(diǎn)尚未出現(xiàn)、全國(guó)發(fā)病走勢(shì)尚不明朗的疫情早期階段，為防疫決策提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參考。預(yù)測(cè)模型基于王靜遠(yuǎn)老師在2014年深圳H7N9流感爆發(fā)和季節(jié)性流感流行期間使用市民活動(dòng)大數(shù)據(jù)與Meta-Population動(dòng)力學(xué)模型相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)的面向城市的呼吸道類疾病傳播分析與預(yù)測(cè)模型，曾應(yīng)用于深圳流感防控。

華中科技大學(xué)同濟(jì)藥學(xué)院李華教授、沈陽(yáng)藥科大學(xué)無(wú)涯學(xué)院陳麗霞教授、軍事醫(yī)學(xué)研究院國(guó)家應(yīng)急防控藥物工程技術(shù)研究中心李行舟研究員等組成聯(lián)合攻關(guān)小組，就新型冠狀病毒肺炎疫情，開展了抗新冠病毒潛在藥物的篩選研究工作。利用藥物重定位策略，在已有藥物中尋找對(duì)抗新冠病毒的治療藥物是對(duì)抗疫情的有效手段和當(dāng)務(wù)之急。研究表明，冠狀病毒nsp3編碼的木瓜樣蛋白酶(papain-like protease，PLP)在病毒基因組復(fù)制及逃避宿主抗病毒天然免疫中發(fā)揮重要作用，是藥物開發(fā)的良好靶點(diǎn)。PLP不僅具有蛋白水解酶活性，同樣具有去泛素化酶（DUB）活性，PLP利用其蛋白水解酶活性及DUB活性通過(guò)一系列的分子機(jī)制逃避宿主抗病毒免疫反應(yīng)，抑制干擾素表達(dá)；它是除了冠狀病毒3CL水解酶之外，另一個(gè)冠狀病毒感染人類所必需的重要蛋白。攻關(guān)小組目前正在尋找更多可能抑制新冠病毒的藥物靶點(diǎn)，也將繼續(xù)進(jìn)行深入的抗新冠病毒活性測(cè)試，為后續(xù)抗新冠病毒肺炎藥物的基礎(chǔ)和臨床研究提供更多指導(dǎo)信息。

病毒的快速、靈敏檢測(cè)可以縮短疑似病例數(shù)量和病人隔離期，更短時(shí)間內(nèi)篩查更多疑似病例，具有重要臨床和公共衛(wèi)生價(jià)值。核酸檢測(cè)試劑盒檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng)、病毒RNA容易降解、難以檢測(cè)小于100bp病毒片段，導(dǎo)致目前新冠病毒檢測(cè)假陰性案例很多。深圳國(guó)際研究生院助理教授秦培武團(tuán)隊(duì)將通過(guò)CRISPR反應(yīng)、高靈敏光譜、單分子成像解決當(dāng)前新冠檢測(cè)面臨的難題。 在以往工作的基礎(chǔ)上，秦培武與羅徹斯特理工杜可教授合作開發(fā)基于Cas12a反應(yīng)的DNA病毒檢測(cè)方法，不擴(kuò)增的條件下可以檢測(cè)皮摩爾濃度非洲豬瘟病毒，成果已經(jīng)被Biosensors and Bioelectronics接收。 針對(duì)新型冠狀病毒檢測(cè)，靈敏度、速度、高通量將是檢測(cè)裝置的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。為此將整合光學(xué)靈敏度最高的單分子成像與信號(hào)放大最好的CRISPR酶反應(yīng)，達(dá)到高靈敏、高通量、高特異新冠病毒檢測(cè)，將CRISPR反應(yīng)體系封裝到載玻片作為檢測(cè)試劑盒使用，加入病毒后產(chǎn)生的熒光信號(hào)可通過(guò)單分子顯微鏡采集。多個(gè)檢測(cè)位點(diǎn)可以累計(jì)提高信噪比，crRNA陣列覆蓋新冠病毒所有保守區(qū)將最大限度檢測(cè)病毒提供的天然檢測(cè)靶點(diǎn)。 本項(xiàng)目還將開發(fā)病毒檢測(cè)試紙，將CRISPR反應(yīng)系統(tǒng)溶解風(fēng)干到試紙上。新冠病人咽拭子樣品經(jīng)核酸提取后先用試劑檢測(cè)，信號(hào)可以目測(cè)或者利用高靈敏光譜檢測(cè)，如果是陰性再進(jìn)行試劑盒單分子檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)二級(jí)精準(zhǔn)新冠病毒核酸檢測(cè)。

“現(xiàn)階段醫(yī)生需要在大量影像數(shù)據(jù)中快速診斷出新冠肺炎的病例，此外還需要診斷出病灶分布的位置、大小等來(lái)評(píng)估嚴(yán)重程度。”薛向陽(yáng)介紹，針對(duì)臨床的現(xiàn)實(shí)需求，團(tuán)隊(duì)將設(shè)計(jì)目標(biāo)定位于“肺炎分類鑒別”和“關(guān)鍵病灶檢測(cè)”兩大功能，前者是為區(qū)別健康狀態(tài)、新冠肺炎、其他病毒性肺炎、細(xì)菌性肺炎，后者則為找到并分隔出磨玻璃影等病灶區(qū)域。針對(duì)這些需求，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)診斷算法模型，讓機(jī)器利用模型進(jìn)行訓(xùn)練，學(xué)習(xí)不同類型肺炎在CT影像表現(xiàn)上的不同特征，最終具備智能輔助診斷的能力。而這需要突破小樣本學(xué)習(xí)、小目標(biāo)檢測(cè)等多個(gè)技術(shù)難題。“小樣本學(xué)習(xí)”即在較少訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本的條件下進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)。在疫情發(fā)生前期，能夠獲取的新冠肺炎影像數(shù)據(jù)相對(duì)較少，且由于一線影像醫(yī)生任務(wù)繁重，無(wú)法獲得大量專家標(biāo)注，因此需要算法在少量樣本的條件下“自學(xué)成才”。為此，團(tuán)隊(duì)采用基于自遷移學(xué)習(xí)的半監(jiān)督學(xué)習(xí)等技巧，使算法具備一定的“小樣本學(xué)習(xí)”能力，在不增加醫(yī)生標(biāo)注工作量的情況下較好地提高了算法模型的普適性。由于CT影像切片中的病灶區(qū)域有大有小，且往往大中小病灶區(qū)域面積懸殊，如何使算法能同時(shí)檢測(cè)大、中、小各個(gè)目標(biāo)是另一大難題。團(tuán)隊(duì)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層次性特點(diǎn)與病灶區(qū)域的大小進(jìn)行對(duì)應(yīng)，“網(wǎng)絡(luò)的底層關(guān)注細(xì)節(jié)，即小病灶區(qū)域，而網(wǎng)絡(luò)中層到高層所關(guān)注的病灶區(qū)域則越來(lái)越大，因此模型通過(guò)不同層次的加權(quán)和融合，最終便能達(dá)到同時(shí)檢測(cè)大小病灶區(qū)域的目標(biāo)。”薛向陽(yáng)解釋道。“不過(guò)，即便有診斷‘神器’，影像科醫(yī)生也是不可替代的。”薛向陽(yáng)說(shuō)，人是復(fù)雜的機(jī)體，病毒在不同人體內(nèi)感染的反映也不一定相同。”他表示，當(dāng)遇到機(jī)器未曾學(xué)習(xí)過(guò)的微小病變或疑難病例時(shí)，仍需要影像醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和智慧。以解決實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo)，該項(xiàng)目在研究過(guò)程中始終與臨床應(yīng)用緊密結(jié)合。無(wú)論是機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，還是測(cè)試評(píng)估數(shù)據(jù)，都來(lái)源于臨床真實(shí)病例。在算法模型定型過(guò)程中，為了檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臏?zhǔn)確率和泛化性，團(tuán)隊(duì)也利用現(xiàn)實(shí)疑似病例進(jìn)行了測(cè)試。

環(huán)氧蟲啶（簡(jiǎn)稱QS）是一種新型的新煙堿類殺蟲劑。環(huán)氧蟲啶是國(guó)際上第一個(gè)nAChR的拮抗劑，極有可能成為國(guó)際上具有重要影響力的新一類殺蟲劑，其活性顯著優(yōu)于吡蟲啉。目前項(xiàng)目已經(jīng)完成了2種劑型14地藥效試驗(yàn)，結(jié)果表明：對(duì)水稻褐飛虱、白背飛虱、灰飛虱均高效，對(duì)甘藍(lán)蚜蟲和黃瓜蚜蟲也有良好防效，對(duì)稻縱卷葉螟有較好的兼防效果，對(duì)棉田煙粉虱活性顯著高于吡蟲啉，日本大冢和我們的測(cè)試結(jié)果均表明該化合物的活性高于美國(guó)陶氏益農(nóng)將于2014年全球上市的新一代新煙堿殺蟲劑氟啶蟲胺腈（Sulfoxaflor）。另外，其蜜蜂毒性也顯著降低，環(huán)氧蟲啶48小時(shí)急性攝入LC50為19.18mg/L, 吡蟲啉4.94mg/L,明顯低于吡蟲啉，環(huán)境安全性得到提升。此外對(duì)羊、兔的絳蟲和球蟲顯示出優(yōu)異的活性。申請(qǐng)中國(guó)專利2項(xiàng)（CN 101747320A，CN 201910258534.3）和國(guó)際專利1項(xiàng)（WO2010/069266 A1）。

毛蕊花糖苷是一種控糖療效非常 優(yōu)良的α-葡萄糖苷酶抑制劑。本技術(shù)成果通過(guò)篩選、誘導(dǎo)獲 得一株β-葡萄糖苷酶高產(chǎn)菌株，通過(guò)高效催化將松果菊苷轉(zhuǎn) 化為毛蕊花糖苷，經(jīng)萃取、分離，獲得純度超過(guò)50%及90%的 毛蕊花糖苷單體化合物。藥理學(xué)研究表明，毛蕊花糖苷中試產(chǎn) 品對(duì)降低2型糖尿病模型小鼠空腹血糖值及提高胰島素濃度和胰島素敏感性效果顯著；

天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院黃金海教授和葉升教授團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)臨床實(shí)踐所需，制定了病毒、抗體快速診斷以及生物防治制劑的研發(fā)方案。團(tuán)隊(duì)迅速制備獲得新型冠狀病毒高純度蛋白，并與北京華科泰生物技術(shù)股份有限公司聯(lián)合完成免疫熒光層析試紙條檢測(cè)病毒抗原靈敏性、交叉性等實(shí)驗(yàn)，成功研發(fā)出新型冠狀病毒抗原熒光免疫層析快速檢測(cè)試劑盒。 與目前臨床使用的檢測(cè)試劑盒相比，新型試劑盒最大的優(yōu)勢(shì)是“快”，可在15分鐘內(nèi)檢測(cè)出是否為新型冠狀病毒，極大地縮短了檢測(cè)時(shí)間；同時(shí)該試劑盒具有高靈敏度，病毒蛋白檢測(cè)達(dá)到pg級(jí)，為病毒感染的早期篩查提供了簡(jiǎn)便靈敏的手段。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，新型試劑盒檢測(cè)限、靈敏度、線性系數(shù)等性能指標(biāo)均滿足對(duì)病毒抗原檢測(cè)的有效性要求。

該方法有望突破現(xiàn)有核酸檢測(cè)方法對(duì)人員/場(chǎng)所的限制，縮短檢測(cè)用時(shí)，提高便捷程度，推動(dòng)診斷前移下移，實(shí)現(xiàn)疑似患者的快速診斷和密切接觸人群的現(xiàn)場(chǎng)篩查。 南開大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳佺教授、龐代文教授組織了一支包括化學(xué)學(xué)院、生命科學(xué)學(xué)院、細(xì)胞應(yīng)答交叉科學(xué)中心相關(guān)專家在內(nèi)的聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。他們分別采用聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）、量子點(diǎn)、膠體金等技術(shù)，突擊開展新型冠狀病毒快速診斷技術(shù)及其試劑盒的研發(fā)，成功研發(fā)出新型冠狀病毒快速檢測(cè)新技術(shù)。

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院呼吸科是我國(guó)無(wú)創(chuàng)通氣的先行者，在無(wú)創(chuàng)通氣治療重癥肺炎和急性呼吸窘迫綜合征等危重型急性呼吸衰竭中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，由時(shí)任呼吸科主任鈕善福教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一起研發(fā)了適應(yīng)中國(guó)人臉型的第一款面罩——“鈕式面罩”。