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自美国新冠大流行以来,美国陆军医学研究与发展部(U.S.ArmyMedicalResearchandDevelopmentCommand,USAMRDC)一直是美军乃至美国研究病毒及其相关医疗对策的关键机构。USAMRDC通过统筹政府资源的方法(whole-of-government),以目标为导向的团队合作和其独特的研究能力为背景,调集了覆盖了大量的科学领域的研究资源,包括马里兰州、德克萨斯州、阿拉巴马州、马萨诸塞州、泰国等地的实验室,努力预防、检测和治疗新冠病毒感染。本文向大家介绍下该部下属机构在新冠病毒方面的研发进展。
一、美国陆军传染病医学研究所(U.S.ArmyMedicalResearchInstituteofInfectiousDiseases,USAMRIID)
USAMRIID的科学家们一直致力于开发针对该新冠病毒的医疗对策。该研究所在应对生物威胁方面具有良好的研发基础,年西非埃博拉病毒(EVD)疫情和-年刚果民主共和国EVD疫情期间使用的mAB和ZMapp都是由该所参与研发的。此外,USAMRIID拥有训练有素的人员和安全等级为3级生物安全防护实验室,可以安全研究并处理导致本次感染的SARS-CoV-2病毒。目前,USAMRIID正在寻求几种医疗对策可能性,包括研发单克隆抗体和评估COVID-19痊愈者的恢复期血浆。该研究所最近收到了来自纽约的恢复期血浆样本,可用于评估恢复期血浆中的抗体中和新冠病毒的能力。该研究所还合成了大量真实的、特征明确的病毒,用于开发多种诊断试剂,并评估COVID-19医疗对策有效性。USAMRIID已经为世界各地的军方实验室提供了3万多个COVID-19检测试剂盒。
USAMRIID科学家在生物安全四级实验室二、沃尔特·里德陆军研究所(WalterReedArmyInstituteofResearch,WRAIR)
沃尔特·里德陆军研究所(WRAIR)的科学家自1月起就开始利用之前的平台开发几种疫苗原型。这些原型目前正在小动物模型中进行测试,筛选其中能引起最强免疫反应疫苗原型,最有希望的原型随后将送到USAMRIID进行大型动物有效性评价(人体试验也将在WRAIR进行)。WRAIR在传染病研究领域也具有相当多的历史积淀,该研究所参与了美国食品和药物管理局(FDA)批准的每一种疟疾预防药物的开发,包括年的他非诺喹(tafenoquine)。虽然USAMRDC的科学家希望在12-18个月内研制出COVID-19疫苗,但他们也在利用其广泛的实验室能力迅速推进治疗药物及其他疗法的研发。
WRAIR和USAMRIID通力合作,共同组织开展针对新冠病毒的药物筛选研究,以尽快发现可以用于治疗新冠病毒的已上市药品或已有化合物结构,同时,长期寻找一种抗冠状病毒的广谱药物。这些工作利用了USAMRIID的生物学专业知识和WRAIR的化学专业知识,同时也雇佣了来自工业、学术、非营利组织和美国政府的其他研究者。这两个实体之间的另一项合作包括使用人工智能(AI)筛选针对COVID-19的数百万种化合物的活性,其中最有前途的化合物在USAMRIID进行动物实验。
USAMRDC下属各实验室也在努力提高服役人员及其家属新冠病毒的检测能力。WRAIR的科学家正在与工业伙伴密切合作,为小型、中型和大型军事治疗设施(MTFs)提供一系列的检测方案。包括高通量检测,以确定哪些人目前感染而哪些人不再具有传染性。此外,WRAIR和USAMRIID都在开发MTFs应对突发应急情况的检测能力。武装部队医学科学研究所(ArmedForcesResearchInstituteofMedicalSciences,AFRIMS)是WRAIR的一个海外研究实验室,总部设在泰国曼谷,目前也在进行COVID-19的检测。
三、美国陆军航空医学研究实验室(U.S.ArmyAeromedicalResearchLaboratory,USAARL)
USAMRDC下属的美国陆军航空医学研究实验室(USAARL),对佩戴N-95型口罩和其他各种型号口罩时机组人员的表现进行了快速反应评估,以评估佩戴口罩对语音清晰度、可用性、工作量、态势感知和舒适度的影响,并确定哪些口罩可以适于飞行中佩戴。根据美国疾病控制与预防中心(CDC)的数据,N-95口罩在正确佩戴时,可以过滤掉空气中至少95%的颗粒,是一款专业级别的口罩。实验室还在测试几个病人隔离单元,可以配备在美军运输机上,对新冠感染患者实施医疗后送。通常,在航空航天相关研究中,一些措施或装备对飞行员的影响,获益或受损,往往是在研究之后数月、甚至数年才显现出来的。USAARL的快速反应评估团队的研究能使机组人员尽快获得最优化的保障措施,团队之间的协作使评估响应时间不到24小时,USAARL已成为与航空相关的性能和安全问题的资源库。
USAARL的一名飞行员参与快速反应评估四、远程医疗与先进技术研究中心(TelemedicineAdvancedTechnologyResearchCenter,TATRC)
USAMRDC的远程医疗与先进技术研究中心(TATRC)正与美国危重症医学学会(SCCM)、美国卫生与公众服务部(HHS)、美国备灾与应对助理部长(ASPR)和联邦紧急事务管理署(FEMA)合作,快速开发和测试一个国家紧急远程医疗网络(NETCCN)原型。NETCCN是一个基于云的、低资源的、独立的健康信息管理系统,用于创建和协调灵活的、可扩展的“虚拟重症监护病房”。这些病房以现有的蜂窝通信网络、移动技术和云计算能力为基础,将为美国几乎每一个病床带来高质量的重症监护能力,无论其位于何处。TATRC已经收到了超过80份NETCNN的提案,并将很快向临床和技术团队拨付研究经费,以开始原型设计和快速迭代开发。
此外,由于沃尔特里德国家军事医疗中心(WalterReedNationalMilitaryMedicalCenter,WRNMMC)的医疗专业人员缺乏关键的个人防护设备,TATRC的工作人员通过内部3D打印技术,在不到48小时的时间里,生产了多款可重复使用的面罩框架。TATRC的研究项目经理内森·费舍尔(NathanFisher)找到了面罩的开源设计方案,并与USAMMDA原型实验室合作,动员当地志愿者进行大规模生产之前,打印了最初的概念验证原型产品。
五、美国陆军卫生物资研发管理局(U.S.ArmyMedicalMaterielDevelopmentActivity,USAMMDA)
美国陆军卫生物资研发管理局(USAMMDA)与吉利德科学公司(GileadSciences,Inc.)签署了一项合作研发协议(CRADA),为诊断为中重度COVID-19的国防部(DOD)人员提供吉利德的研究药物瑞德西韦(remdesivir)。自3月签订合作协议起,该药物已经向20个军队医疗机构供应,一些患者已经或正在使用该药接受治疗。USAMMDA还通过医院中医院作出了贡献USAMMDA的作战人员部署医疗系统(WDMS)小组,通过调查当前的设备库存情况来填补部署单位的物资短缺,促进关键材料的交付,并与其他机构协调,以确保部署单位拥有应对大流行所需的设备。
对便携式病人隔离单元(PIU)进行测试六、美国陆军外科研究所(U.S.ArmyInstituteofSurgicalResearch,USAISR)
USAMRDC的美国陆军外科研究所(USAISR),正在努力设计一项临床研究,使用新冠感染患者恢复期血浆中的抗体来治疗其他感染患者。空军上校(USAISR副指挥官ErikWeitzel博士)说:“以前失血性休克研究表明,对于那些已经从感染中恢复的病人来说,血液中提供免疫抗体等成分是治疗这种致命病毒的最快速、最有效的方法。”
七、美国陆军环境医学研究所(U.S.ArmyResearchInstituteofEnvironmentalMedicine,USARIEM)
USAMRDC的美国陆军环境医学研究所(USARIEM)也对可穿戴新冠感染辅诊系统进行了相关研究。最近,USARIEM正在评估其ECTemp(EstimatedCoreTemperature核心体温估算)算法的使用情况,该算法由USARIEM的马克·布勒博士开发,通过分析心率随时间的变化来估计人体核心体温,以监测感染早期症状。
八、新产品创意(NewProductIdea,NPI)网站
USAMRDC致力于与企业和学术领域的思想领袖进行对话,其新产品创意(NPI)网站是一个在线工具,旨在为大量军事相关的需求差距和问题提供潜在的解决方案。仅在4月的第一周,该网站就收到了来自各种供应商和承包商的80多个咨询,涉及应对新冠病毒的各类技术、手段及产品的研发。由于反响热烈,USAMRDC目前正与陆军未来司令部(AFC)的陆军应用实验室(AAL)合作,对项目申请进行初步评估。
九、国会指导医学研究项目(CongressionallyDirectedMedicalResearchPrograms,CDMRP)
为了进一步鼓励应对新冠病毒的医学创新,USAMRDC下属的国会指导医学研究项目(CDMRP)最近为相关病毒研究提供新的项目资助。CDMRP发布了四个专门的项目公告(PAs),直接针对COVID-19和SARS-COV-2,资金将用于新出现的病毒性疾病和呼吸健康等主题领域。
十、与医疗技术企业联盟(MedicalTechnologyEnterpriseConsortium,MTEC)的合作
为了促进更广泛的合作努力以抗击大流行,USAMRDC正利用与医疗技术企业联盟(MTEC)的伙伴关系。MTEC是一家由数百家私营、学术和非营利组织组成的非营利性组织,旨在加速医疗技术向解决方案的转化,主要
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