載入中 ...
3D列印的藥物、自散播（self-spreading）疫苗、無人機與機器人，將如何成為人類面對大規模疫情時的新武器。
新型冠狀病毒的全球即時病例數看板。
進入二十一世紀之後，由於全球化的盛行，全球的感染疫情事件也越來越頻繁。SARS、MERS、伊波拉、流感等幾次的重大疫情，都讓全球的公衛體系不斷受到考驗。讓跨領域的多種新科技有機會投入防疫工作，成為現代公共衛生在預警和治療上搶得優勢的重要武器。例如約翰霍普金斯醫學中心的全球維安中心（ JHCGS, Johns Hopkins Center for Global Security），就有許多研究人員，正嘗試將其他領域的新科技融入防疫工作。
下方將整理已經有所成果，在不久的未來，就可以大規模應用於五大防疫領域的 15 種新科技。
一、偵測疾病、疫情監控、情境感知（Situation awareness）
由於全基因定序技術與 CRISPR 基因編輯技術的價格大幅下降與普及，讓分子生物學家能夠在更短的時間，就掌握大範圍跨度的基因序列資訊，搭配資料視覺化工具，能夠讓跨國研究人員共同合作，加速研究時程。
利用多台無人機組隊所串聯的聯合平台，已經能夠做到半自動化起降、連續執行人群監管或是遠端投送藥物的任務。例如無人機搭配特殊的熱成像（Thermography）、機載成像光譜儀（AIS, Airborne Imaging Spectrometer）或是近紅外線感測儀，配合標準化植被指數（NVDI）與演算法，能讓農夫初步了解植物的健康狀況，掌握疫情發展。
農業新創公司 Gamaya 透過無人機，大規模監控作物的健康狀況。
二、感染性傳染疾病的診斷技術
拜微機電系統（ MEMS, Microelectromechanical systems）技術的進步，奈米等級以下的微機構已經陸續開發使用，例如微閥門或微混合器等等。運用這些技術，能夠組成微流體（Microfluidic）系統，使研究人員只需極少量的樣本和微量的高價試劑，操控微小液珠相互混合和分散，減輕人工與時間的消耗。相關的技術也造就了拋棄式生物晶片的發展，使得床邊的即時檢測（POCT, point of care）裝置更為普及，讓臨床人員能更快得知檢測結果，加速臨床判斷。
以往笨重的質譜儀，現在也有手持式的商業版本，可以即時做出分析；液態切片檢驗（Liquid biopsy），則能偵測細胞外游離的遺傳物質（cfDNA），這項技術不只用在癌症的篩檢，未來也可能用於偵測體內病原體的遺傳物質。
攜帶式氣相層析質譜儀
三、分散式的新型醫藥材製造技術與合成生物學的發展
和傳統由藥廠、研究中心或政府等機構所發動的集中式生產不同，3D 列印技術的進步，降低製造門檻，使得更多單位能夠製造少量、配合個人需求的客製化醫材零件。3D 列印技術甚至能應用於藥品製造，做出更快速溶解的藥物，讓老人和小孩更願意吞服藥錠，也加速藥物作用。
分子生物學的進步，帶動了整合工程邏輯和生物科技的合成生物學 （Synthetic biology） 也有了極大發展。未來的研究者將能夠操控各種細胞、細菌、病毒，透過模組化的 DNA 元件和基因迴路（Gene circuit），串聯成各種邏輯控制單元或是微小工廠，在體內就有可能自行合成疫苗成分等重要的分子結構。
美國通過的第一款3D列印藥物 Spritam® （ levetiracetam）
四、防疫策略、傳播和管理的方式大幅改變
如何快速提升疫苗接種率，一直都是防疫的一大重點。許多疫苗都還需要仰賴醫護人員透過各種管道接種，這對於開發中國家或是偏遠地區的居民，有執行上的困難。微針陣列貼片（Microarray Patches）有體積小、能夠長期在室溫下保存的特色。使用貼片的方式極為簡單直覺，不需要受過特殊醫療訓練也能使用。使用過程沒有任何痛感，使用後微針頭會自行消融，也沒有處理針頭的問題。目前已經有麻疹疫苗的版本，未來也許也能應用到其他疫苗。
另外用在動物領域多年的自散播（self-spreading）疫苗、基因轉殖的細菌、mRNA疫苗 、DNA 疫苗等新型的疫苗設計，也能加速群體免疫力的散佈和疫苗開發時程。
五、遠距照護科技與攜帶式呼吸器
在多種 IoT 裝置和影像設備的普及後，遠距醫療已經是相當常見的臨床情境。1月15日，美國華盛頓州一處專門處理高傳染性疾病的病房中，收治了美國的第一例新型冠狀病毒患者。原本這些病房是針對 2017 年伊波拉病毒疫情使用，因此備有專門應用在隔離室與病人對話溝通的影像機器人，能夠避免醫療人員，因為照護病患受到感染。
另外像是 SARS 或是新型冠狀病毒的重症患者，通常會需要盡早插管，給予呼吸治療。傳統的呼吸器體積龐大且價格高昂，醫院很難在幾天之內，回應大量湧進的重症病患。攜帶式的呼吸器雖然功能較陽春，但價格低廉，方便攜帶，甚至能發配到基層診所或是救護車，讓病人盡早插管的同時，也減輕醫院調度呼吸器的壓力。
攜帶式的呼吸器
參考文獻
- From self-spreading vaccines to 3D drugs: the tech that will stop a pandemic.
- Center for Health Security report highlights 15 emerging technologies with potential to reduce global catastrophic biological risks.
