自美國新冠大流行以來,美國陸軍醫學研究與發展部(U.S. Army Medical Research and Development Command,USAMRDC)一直是美軍乃至美國研究病毒及其相關醫療對策的關鍵機構。USAMRDC通過統籌政府資源的方法(whole-of-government),以目標為導向的團隊合作和其獨特的研究能力為背景,調集了覆蓋了大量的科學領域的研究資源,包括馬裡蘭州、德克薩斯州、阿拉巴馬州、麻薩諸塞州、泰國等地的實驗室,努力預防、檢測和治療新冠病毒感染。本文向大家介紹下該部下屬機構在新冠病毒方面的研發進展。
一、美國陸軍傳染病醫學研究所(U.S. Army Medical Research Institute of Infectious Diseases,USAMRIID)
USAMRIID的科學家們一直致力於開發針對該新冠病毒的醫療對策。該研究所在應對生物威脅方面具有良好的研發基礎,2014年西非伊波拉病毒(EVD)疫情和2018-2020年剛果民主共和國EVD疫情期間使用的mAB114和ZMapp都是由該所參與研發的。此外,USAMRIID擁有訓練有素的人員和安全等級為3級生物安全防護實驗室,可以安全研究並處理導致本次感染的SARS-CoV-2病毒。目前,USAMRIID正在尋求幾種醫療對策可能性,包括研發單克隆抗體和評估COVID-19痊癒者的恢復期血漿。該研究所最近收到了來自紐約的恢復期血漿樣本,可用於評估恢復期血漿中的抗體中和新冠病毒的能力。該研究所還合成了大量真實的、特徵明確的病毒,用於開發多種診斷試劑,並評估COVID-19醫療對策有效性。USAMRIID已經為世界各地的軍方實驗室提供了3萬多個COVID-19檢測試劑盒。
二、沃爾特·裡德陸軍研究所(Walter Reed Army Institute of Research,WRAIR)
沃爾特·裡德陸軍研究所(WRAIR)的科學家自1月起就開始利用之前的平臺開發幾種疫苗原型。這些原型目前正在小動物模型中進行測試,篩選其中能引起最強免疫反應疫苗原型,最有希望的原型隨後將送到USAMRIID進行大型動物有效性評價(人體試驗也將在WRAIR進行)。WRAIR在傳染病研究領域也具有相當多的歷史積澱,該研究所參與了美國食品和藥物管理局(FDA)批准的每一種瘧疾預防藥物的開發,包括2018年的他非諾喹(tafenoquine)。雖然USAMRDC的科學家希望在12-18個月內研製出COVID-19疫苗,但他們也在利用其廣泛的實驗室能力迅速推進治療藥物及其他療法的研發。
WRAIR和USAMRIID通力合作,共同組織開展針對新冠病毒的藥物篩選研究,以儘快發現可以用於治療新冠病毒的已上市藥品或已有化合物結構,同時,長期尋找一種抗冠狀病毒的廣譜藥物。這些工作利用了USAMRIID的生物學專業知識和WRAIR的化學專業知識,同時也僱傭了來自工業、學術、非營利組織和美國政府的其他研究者。這兩個實體之間的另一項合作包括使用人工智慧(AI)篩選針對COVID-19的數百萬種化合物的活性,其中最有前途的化合物在USAMRIID進行動物實驗。
USAMRDC下屬各實驗室也在努力提高服役人員及其家屬新冠病毒的檢測能力。WRAIR的科學家正在與工業夥伴密切合作,為小型、中型和大型軍事治療設施(MTFs)提供一系列的檢測方案。包括高通量檢測,以確定哪些人目前感染而哪些人不再具有傳染性。此外,WRAIR和USAMRIID都在開發MTFs應對突發應急情況的檢測能力。武裝部隊醫學科學研究所(Armed Forces Research Institute of Medical Sciences,AFRIMS)是WRAIR的一個海外研究實驗室,總部設在泰國曼谷,目前也在進行COVID-19的檢測。
三、美國陸軍航空醫學研究實驗室(U.S. Army Aeromedical Research Laboratory,USAARL)
USAMRDC下屬的美國陸軍航空醫學研究實驗室(USAARL),對佩戴N-95型口罩和其他各種型號口罩時機組人員的表現進行了快速反應評估,以評估佩戴口罩對語音清晰度、可用性、工作量、態勢感知和舒適度的影響,並確定哪些口罩可以適於飛行中佩戴。根據美國疾病控制與預防中心(CDC)的數據,N-95口罩在正確佩戴時,可以過濾掉空氣中至少95%的顆粒,是一款專業級別的口罩。實驗室還在測試幾個病人隔離單元,可以配備在美軍運輸機上,對新冠感染患者實施醫療後送。通常,在航空航天相關研究中,一些措施或裝備對飛行員的影響,獲益或受損,往往是在研究之後數月、甚至數年才顯現出來的。USAARL的快速反應評估團隊的研究能使機組人員儘快獲得最優化的保障措施,團隊之間的協作使評估響應時間不到24小時,USAARL已成為與航空相關的性能和安全問題的資源庫。
四、遠程醫療與先進技術研究中心(Telemedicine & Advanced Technology Research Center,TATRC)
USAMRDC的遠程醫療與先進技術研究中心(TATRC)正與美國危重症醫學學會(SCCM)、美國衛生與公眾服務部(HHS)、美國備災與應對助理部長(ASPR)和聯邦緊急事務管理署(FEMA)合作,快速開發和測試一個國家緊急遠程醫療網絡(NETCCN)原型。NETCCN是一個基於雲的、低資源的、獨立的健康信息管理系統,用於創建和協調靈活的、可擴展的「虛擬重症監護病房」。這些病房以現有的蜂窩通信網絡、移動技術和雲計算能力為基礎,將為美國幾乎每一個病床帶來高質量的重症監護能力,無論其位於何處。TATRC已經收到了超過80份NETCNN的提案,並將很快向臨床和技術團隊撥付研究經費,以開始原型設計和快速迭代開發。
此外,由於沃爾特裡德國家軍事醫療中心(Walter Reed National Military Medical Center,WRNMMC)的醫療專業人員缺乏關鍵的個人防護設備,TATRC的工作人員通過內部3D列印技術,在不到48小時的時間裡,生產了250多款可重複使用的面罩框架。TATRC的研究項目經理內森·費舍爾(Nathan Fisher)找到了面罩的開源設計方案,並與USAMMDA原型實驗室合作,動員當地誌願者進行大規模生產之前,列印了最初的概念驗證原型產品。
五、美國陸軍衛生物資研發管理局(U.S. Army Medical Materiel Development Activity ,USAMMDA)
美國陸軍衛生物資研發管理局(USAMMDA)與吉利德科學公司(Gilead Sciences, Inc.)籤署了一項合作研發協議(CRADA),為診斷為中重度COVID-19的國防部(DOD)人員提供吉利德的研究藥物瑞德西韋(remdesivir)。自3月籤訂合作協議起,該藥物已經向20個軍隊醫療機構供應,一些患者已經或正在使用該藥接受治療。USAMMDA還通過努力支持部署四個醫院中心和兩個戰鬥支援醫院作出了貢獻USAMMDA的作戰人員部署醫療系統(WDMS)小組,通過調查當前的設備庫存情況來填補部署單位的物資短缺,促進關鍵材料的交付,並與其他機構協調,以確保部署單位擁有應對大流行所需的設備。
六、美國陸軍外科研究所(U.S. Army Institute of Surgical Research,USAISR)
USAMRDC的美國陸軍外科研究所(USAISR),正在努力設計一項臨床研究,使用新冠感染患者恢復期血漿中的抗體來治療其他感染患者。空軍上校(USAISR副指揮官Erik Weitzel博士)說:「以前失血性休克研究表明,對於那些已經從感染中恢復的病人來說,血液中提供免疫抗體等成分是治療這種致命病毒的最快速、最有效的方法。」
七、美國陸軍環境醫學研究所(U.S. Army Research Institute of Environmental Medicine,USARIEM)
USAMRDC的美國陸軍環境醫學研究所(USARIEM)也對可穿戴新冠感染輔診系統進行了相關研究。最近,USARIEM正在評估其ECTemp(Estimated Core Temperature核心體溫估算)算法的使用情況,該算法由USARIEM的馬克·布勒博士開發,通過分析心率隨時間的變化來估計人體核心體溫,以監測感染早期症狀。
八、新產品創意(New Product Idea,NPI)網站
USAMRDC致力於與企業和學術領域的思想領袖進行對話,其新產品創意(NPI)網站是一個在線工具,旨在為大量軍事相關的需求差距和問題提供潛在的解決方案。僅在4月的第一周,該網站就收到了來自各種供應商和承包商的80多個諮詢,涉及應對新冠病毒的各類技術、手段及產品的研發。由於反響熱烈,USAMRDC目前正與陸軍未來司令部(AFC)的陸軍應用實驗室(AAL)合作,對項目申請進行初步評估。
九、國會指導醫學研究項目( Congressionally Directed Medical Research Programs,CDMRP)
為了進一步鼓勵應對新冠病毒的醫學創新, USAMRDC下屬的國會指導醫學研究項目(CDMRP)最近為相關病毒研究提供新的項目資助。CDMRP發布了四個專門的項目公告(PAs),直接針對COVID-19和SARS-COV-2,資金將用於新出現的病毒性疾病和呼吸健康等主題領域。
十、與醫療技術企業聯盟(Medical Technology Enterprise Consortium ,MTEC)的合作
為了促進更廣泛的合作努力以抗擊大流行,USAMRDC正利用與醫療技術企業聯盟(MTEC)的夥伴關係。MTEC是一家由數百家私營、學術和非營利組織組成的非營利性組織,旨在加速醫療技術向解決方案的轉化,主要關注美國軍人和退伍軍人的健康問題。MTEC與軍隊的合作,其重要組成部分是軍方可以使用該聯盟的OTA(Other Transaction Agreement,其他交易協議)。OTA是一種獨特而強大的工具,允許MTEC以更開放、透明和協作的方式運作項目招標和經費撥付流程,從而打破限制政府與行業互動的傳統障礙。MTEC目前正在COVID-19有關的專題領域部署研究項目,通過廣泛徵求意見並發布指南,儘快提供資金啟動研究。
MTEC首次公開發布的項目指南,是確定新的治療方法,主要針對已上市用於其他適應證的藥品在新冠感染中的應用,以及目前已經處於IND(研究用新藥)階段的抗病毒新藥。此外,MTEC期望在不久的將來發布關於可穿戴診斷設備的項目指南,用於檢測新冠病毒的早期感染症狀。MTEC計劃提供超過5000萬美元用於新冠病毒醫療對策研發。
小結
儘管USAMRDC只是國防部參與美國新冠疫情處置的一個部門,但該部在利用外部夥伴關係尋找解決方案的同時,還能夠利用各種內部資源,這表明其是一個完整的、跨專業領域的專家團隊並掌握優勢資源。USAMRDC經常跨軍種及部門進行協調,利用其專業知識和能力來滿足日益增長的與流行病相關的需求,如醫療對策的研究和開發、製造等。本次美國新冠疫情中,USAMRDC迅速開展了包括檢測、預防和治療等醫療對策的研發與供應保障服務,彰顯了美國軍方軍事醫學研究實力,並展示了其軍民深度融合開展研發保障的路徑與優勢。