出品：新浪科技《科學大家》
撰文：Eric Perakslis 前FDA首席科學家兼首席信息官，前哈佛醫學院生物信息學中心執行主任，馬薩諸塞州劍橋市武田制藥國際有限公司高級副總裁
本文發表在Cell Press細胞出版社旗下數據科學開放獲取期刊Patterns。經《科學大家》欄目編輯修改發布。
新型冠狀病毒席卷全球，截至2020年3月，除南極洲外，所有地區均已出現暴發。毫無疑問，新型冠狀病毒對于人類而言是前所未有的挑戰，那么據科學家可以在抗疫過程中發揮哪些重要功能呢？
此前我曾在一篇文章中簡要地回顧了生物防御領域發展史，并重點介紹了風險評估與抗風險能力（resilience）的重要性（所謂抗風險能力指的是在災難或其他難以預見的危機之中維持日常運轉的能力）1。今天，我將進一步介紹生物防御政策，并指出數據科學家們可以采取的一些具體措施來助力構建抗風險能力、疫情應對以及災后重建。
美國的生物防御政策是什么？
從頂層設計角度更深入地理解美國的風險應對與抗風險能力構建，我們會發現大部分政策都源于第21號國土安全總統政令（Homeland Security Presidential Directive 21），該文件勾勒出了公共衛生與醫療應急準備相關政策和戰略的總體框架2。2002年，喬治·布什簽署了第10號國土安全總統政令《21世紀生物防御》。第21號國土安全總統政令正是在這一文件的基礎上進一步完善而成，其關鍵部分為生物監測、應對措施發布、大規模傷病救治以及社區抗風險能力構建。“生物防御政策全景分析工具”提供了大量政策細節，包括各聯邦機構之間復雜的角色和責任關系網3。
這些政策的批評意見中，有一些與當前的疫情高度相關，比如這些政策太過寬泛，其最初的目的是防范生物武器，不適用于包括當前新冠疫情在內的一些威脅；相比之下，信息驅動的生物安全戰略關注和平時期的所有威脅，能夠更好地服務大眾4。在我看來這些批評是非常合理的，尤其是考慮到截至目前為止，美國政府對新型冠狀病毒的應對乏善可陳。我們不清楚的是，這樣的局面到底是因為政策執行出了問題，還是因為這些政策確實無助于應對和平時期的公共衛生威脅。
理解抗風險能力最有效的方式：具備系統性思維
目前很多關于最小化災害沖擊、保障災害期間商業運行的同行評議論文，以及大部分綜合性的工具包，都聚焦于生物安全保障（即妥善處理生物試劑），或傳統生物安全（人為生物威脅的防范策略）5。隨著新冠病毒在社區間不斷傳播且難以溯源，人們開始將擴大社交距離作為首要預防和抗風險策略。全球很多機構都開始采取限制旅行、實行在家辦公、分發個人防護設備。這些措施很重要，但是社區傳播愈演愈烈，公共衛生官員開始從單一的遏制策略轉向遏制和緩解相結合，企業也應當關注這方面的內容。本次疫情已過了預防的時間節點，目前的應對措施應該關注如何將疫情影響最小化。
理解抗風險能力最有效的方式之一，便是回顧薄弱環節和具備系統性思維。假如孩子所在的學校關閉，你不得不和他們一起在家隔離，你有后援嗎？可以遠程工作嗎？你所依賴的賣家、承包商或供應商呢？你的供應鏈是否備貨充足？你所在的機構是否早已習慣虛擬會議？大家習慣視頻會議嗎？手頭上有必要的相關技術工具嗎？新來的的同事知道自己該怎么辦嗎？
人性化的應對措施有一個令人著迷的特點：目標清晰。不需要沒完沒了地開會討論長期策略，也不用每做一個決定都得經過數周的掙扎。優先事項往往每天更新，每個人都知道自己的任務和角色。額外活動就是不必要的。要清醒地設定優先事項，取消非必須的事務，節省資源給亟需處理的事宜。
風險應對：從預防轉向抗疫
在生物防御戰略中，將重心由遏制轉向緩解，標志著我們進入了直接應對階段，亦即從預防轉向抗疫。正如飛機上總是指導乘客先戴好氧氣面罩再幫助其他乘客一樣，人們在幫助他人前也必須先保證自己及所在的機構是安全的。數據科學家能做的貢獻非常多，會寫代碼的應當尋找編程的機會；同樣，分析師、統計學家、高內涵數據專家、數據政策和法規專家、付款與報銷政策專家等也應該在各自的領域尋找貢獻點。
幫忙的同時要量力而行，但與此同時我們也應該記住，即使是對每一個個體而言，總體的力量也是大于各部分之和的。2014-2015年埃博拉病毒暴發的時候，我在塞拉利昂一個偏僻的診所提供技術支持。因為醫院供水還未通過檢查或認證，診所無法開業，而我的本科專業恰好是化學工程，因而幫上了忙，我很高興。所以，要有想象力！
就具體技術及相關應用而言，遠程醫療不僅前景可期，也得到了廣泛的宣傳，但是目前的應用零零星星，快速落地還需要專家指導。具體而言，我們需要監管、地理定位和報銷這些專業技能，才能充分發揮遠程醫療的潛能去抗擊疫情。
對于那些具備研究和流行病學技能的人，你們大概已經應接不暇了；如果您還有時間和精力，您可以和所在的州、縣、區、鎮衛生局或同類機構取得聯系，他們肯定非常需要您的幫助。如果您在做生物醫藥產品研發，那么您所在的公司很可能需要并且正在制定計劃以保障臨床試驗基地和受試者的抗風險能力。從定義上來說，參與臨床試驗的患者都有一些基礎疾病，而許多病都會導致他們在感染新冠病毒后的重癥風險加大。藥品及其原材料短缺已然對臨床供應鏈造成威脅。臨床試驗偏離預期路徑、調整試驗設計等問題都將需要生物統計和數據科學的支持。
這個清單還可以往下列。溝通策略務求完備有效，相關事實的發布要清晰且有證據支持。無論何時何地，只要有需要，必須能針對疫情暴發、傳播、應對、供應鏈等方面進行復合模擬。錯誤信息的傳播必須得到遏制。目前在社交網站上廣泛傳播的“壓低疫情流行高峰”等宣傳，具備確鑿的事實依據，對于教育公眾非常有幫助，能夠幫助民眾理解：無論疫情發展到何種程度，減緩疫情傳播都是非常重要的。此外，教育患者和醫務人員，節約新冠病毒檢測試劑盒等寶貴的醫療資源也很重要。“上網自診狂”是一個真實存在的問題，很多人可能只是出現了輕微的癥狀、實際感染風險很低，便急切地尋求醫療救助。
對程序員和流行病學家來說，目前已有一些強大的專業平臺可供建設、調試和部署移動應用，以監測和應對新冠疫情。我自己這些年來一直在用的一款快速開發和應用工具是由Dimagi推出的CommCare，他們已經針對新冠疫情專門推出了工具盒和應用指南6。
《冠狀病毒技術手冊》（Coronavirus Tech Handbook）是另一款出色的針對新冠疫情的眾包工具7。除了這兩款，市面上還有很多其他工具，請選擇最符合你當前需求的工具并盡快行動起來。重要的是，疫情當前，時間非常寶貴，不要浪費時間去從頭開發，而應該找到有效的工具并將其交給有需要的人。
當然，這僅僅是幾個例子，實際工作中的機會是很多的，要充分利用自己的職業和社交網絡，尋找合適的機會去做貢獻。如果你不是適合某個崗位的最佳人選，運用人脈關系去實現人力資源和當前問題的最佳匹配。每一個解決方案都很重要。
災后重建：進一步完善醫療體系
感染性疾病暴發的一個特點是很難確定疫情開始和結束的時間點。以2014-2015年西非埃博拉病毒暴發為例，疫情結束得十分突然，甚至有些出人意料，針對疫情的應對措施也很快從“啟動”模式走向“關停”模式8。那次疫情期間，我最后一趟到西非就是為了重建當地的基礎設施，使衛生系統恢復到完全運行的狀態，包括有能力接診埃博拉病毒感染者。衛生體系因感染性疾病暴發而崩潰，這并不是低收入和中等收入國家才有的問題。在美國，我們也看到季節性流感暴發嚴重到醫院不得不搭設帳篷來應對大量患者。醫療人員感染是不可避免的，診所將出現人手不足、物資匱乏的現象，有些診所將不得不關閉，從而把壓力轉移到其他地方。重建醫療服務、保障人力資源并幫助醫療機構度過重新營業和擴大服務的脆弱階段，這是第三個需求點，也是數據科學可以有所為的另一個機遇。
災難性事件過后，必須重新建立溝通渠道，做到信息明確并保障權威性。學校和商業場所也應該做好重新開放的準備，旅行和交通基礎設施也需要重建，所有這些活動在起始階段都是脆弱的，需要得到支持。這有可能需要新的數據系統。在埃博拉疫情過后的重建工作中，我們收到的任務不僅包括幫助醫療機構為傳統醫療服務做好準備，還要幫助醫院應對以后可能再次出現的埃博拉感染者。重建醫療體系不可或缺的一個環節，就是特別設計的分診應用，這種應用內嵌了算法指導的診斷步驟，可以幫助新晉的醫務人員熟悉疾病診斷 。
積極應對的另一個要素就是落實相關項目，以應對下一次暴發或大流行。在現代社會，工作中的優先事項轉變和人員流動的速度之快是令人震驚的。隨著西非迅速結束針對埃博拉疫情的應對舉措，很多事項也都不了了之，直到兩年后埃博拉疫情在剛果民主共和國再次暴發后才被重新提起。如果當初相關的團隊得到了資源支持，能夠完成、打包并封裝完備的解決方案，那么在剛果民主共和國再次暴發埃博拉疫情時，便可以節省幾個月的時間。正如美國應急藥品國家戰略儲備（Strategic National Stockpile）保障了許多救命藥品和醫療物資的供應，我們也需要一個對應的技術和數據儲備，并且妥善維護，隨時準備在下一次疾病暴發時投入使用。人們往往在暴發早期浪費了大量時間，而疫情也正是在這一階段迅速發酵。
這個階段也是到現場的好時機，你可以為當地的醫療和公共衛生服務提供任何幫助。此時的感染風險已經大大降低，而人多力量大，不論是寫代碼、分析數據，還是敲錘子、刷油漆、采購，亦或是幫忙記錄和公布數據、診療和/或研究結果，這不僅僅是恢復期，更是提升期。眾所周知，一個強大、具備抗風險能力的醫療體系永遠都是對抗流行病的第一戰線。重建階段的目標，不應該僅僅是將其恢復到疫情暴發前的水平，而應該進一步完善醫療體系，未雨綢繆，畢竟下一次疫情隨時都有可能來到。
最后，在考慮、執行上述任何意見之前，要照顧好自己和家人，保障自己的生活和社區秩序。得病的人越少，在疫情期間以及后續必不可少的重建期，才能有越多的人能夠去幫助他人。
查閱英文原文，請至Cell Press官網，原文標題：A Primer on Biodefense Data Science for Pandemic Preparedness
參考文獻
https://forge.duke.edu/blog/primer-biodefense-data-science-and-technology-pandemic-preparedness
https://fas.org/irp/offdocs/nspd/hspd-21.htm
https://bplat.pnnl.gov/#
https://mwi.usma.edu/dont-need-another-national-biodefense-strategy/
https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/lab/biosafety-faqs.html
https://cdn2.hubspot.net/hubfs/503070/CommCare%20for%20COVID-19%20Outbreak%20Response.pdf
https://coronavirustechhandbook.com/
Coltart CE, Lindsey B, Ghinai I, Johnson AM, Heymann DL. The Ebola outbreak, 2013-2016: old lessons for new epidemics. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2017;372(1721):20160297. doi:10.1098/rstb.2016.0297
