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GPS的未來可能發展趨勢

科景_96
・2011/02/10 ・1231字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 587 ・九年級

Original publish date:Aug 22, 2010

編輯 HCC 報導

Aerospace Crosslink所出版50週年專輯“Then and Now: 50 Years Supporting National Security Space”所刊文章“What GPS Might Have Been—and What It Could Become”以無所不在的無線電訊號、沒有衛星訊號、天空中的網路等節討論GPS的未來發展趨勢。

文章先敘,GPS在民間與軍事上的應用是如此的普及,經常被認為是日常生活的例行應用技術,不過若GPS發展階段的初期決策不同,就不可能有今日的結果了;文章復以“What GPS Could Have Been”、“What GPS Has Become”、“What GPS Might Be”帶出結論。

在美國全球定位系統(Global Positioning System, GPS)的未來可能發展趨勢上,Aerospace Crosslink認為,除了GPS衛星之外,可以藉由其他許多的無線電信號(Radio Signals)來源,對定位(positioning)資訊進行整合,以獲致高度彈性的民間與軍事應用。例如在都會地區可利用手機網路、電視台、外國衛星導航系統或路邊答應器(roadside transponders)等信號,支援GPS衛星,提供未來的定位功能;偏遠地區則可利用他國衛星系統,如歐盟Galileo、俄羅斯GLONASS、印度Gagan或日本的QZSS增強GPS衛星系統功能。

Aerospace Crosslink指出,上述整合式方法解決了目前全球定位系統的主要缺點:衛星信號可用性(availability)。只要一棟建築或大樹擋在GPS衛星與使用者之間,訊號即被阻擋,使用者少了一顆衛星訊號,GPS接收器即無法計算出準確的位置。藉著發射更多的衛星,美國可以解決這個問題,但是需要大量的衛星,以確保使用者即使受限於高聳建築、山區地形或叢樹,仍能遂行導航。

對無所不在的地面無線電信號進行導航應用,Aerospace Crosslink認為,可以接收和處理這些不同類型信號的無線電設備,加上進行導航所需的輔助資訊系統,可能會較目前的設備更重,消耗更多的功率,不過獲益遠超所值。計程車司機所應用的車輛導航功能,在城市都會地區將會變得更加準確。戰場上的士兵可以不用離開遮蔽保護位置,到空曠處搜尋衛星信號。

Aerospace Crosslink認為全球定位系統亦可發展成具備量測功能,而實際的最終使用者幾乎不會使用到這種功能。其中一個概念是利用GPS測量數以百萬計到處散佈的區域性信標(local beacons)。假設所有的公路反射鏡(highway reflector)、標線(road stripe)、光開關、電源插座都包含一個小信標,再加上或嵌入手錶或手機內的廉價、低功率元件,即可對這些無處不在的小“地標”(landmarks)確認其接近程度,並導算出其位置。要實現上述構想,所有的小信標都可能要利用GPS衛星進行測量(survey),使用者可能要進入網路資料庫以獲取信標資訊。

作者指出上述理想將需要更多的建設工作,不過將可提供非常輕的、價廉的設備。不僅計程車可以在擁擠的城市、甚至在隧道或路橋下進行導航,行人也可以在多層建築物內對某間辦公室進行定位。軍人在已進行過測量的城市內,將能使用相同的技術定位,不過於遙遠的叢林或沙漠部署小信標將是個難題。

GPS的未來應用顯與今日不同,會影響現有的產業架構嗎?作者認為因現有的GPS架構將為進行所有小信標測量的必要系統,所以不會影響衛星營運公司與運載火箭發射業界的運作。

八月初,美國Lockheed Martin公司宣佈,該公司提早完成美國下一代GPS計畫(GPS III) 的計畫關鍵設計審查(Critical Design Review, CDR)階段,意謂著GPS III的設計確認能滿足戰場與民用需求,該計畫並開始進入生產階段。

參考來源:

 


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科景_96
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Paxlovid能有效降低死亡風險嗎?COVID-19口服藥現況

台灣科技媒體中心_96
・2022/05/17 ・2421字 ・閱讀時間約 5 分鐘
示意圖/envato elements

今年四月台灣宣布將走向「重症清零,輕症管控」:非放任病毒肆虐式「與病毒共存」(living with covid-19) 的控管疫情策略。 若需要達到「重症清零,輕症管控」的目標,醫療人員的支援與 COVID-19 藥物的使用,將是關鍵手段,對於感染後容易導致重症的個案,也需要有抗病毒藥物來治療或預防惡化

目前有哪些治療新冠肺癌的藥物?

目前首度獲得美國 FDA 許可的抗新冠藥物「Remdesivir」 (瑞德西韋),是透過抑制病毒的 RNA 合成酶達到藥效。美國 FDA 更在近期批准,注射液劑型的 Remdesivir 適用於「出生 28 天及以上、至少 3 公斤」的嬰幼兒染疫患者,成為首款嬰幼兒的新冠療法

然而注射液劑型需要專業的打針技術,並非一般民眾可居家自行使用,因此抗新冠口服藥物的開發,各國一直都很重視。現行已通過美國 FDA 緊急使用授權(EUA)的抗新冠口服藥物,有輝瑞公司研發的「Paxlovid」,以及默克(或稱默沙東)公司研發的「Molnupiravir」(莫納皮拉韋)

而 Paxlovid 是由 Nirmatrelvir(奈瑪特韋)和 Ritonavir(利托那韋)兩種藥物所搭配使用,其中 Nirmatrelvir 主要作用是抑制新冠病毒的 Mpro 蛋白酶活性,進而干擾病毒的複製,達到抗病毒的效果。而 Ritonavir 則是能延長 Nirmatrelvir 在人體內的血中濃度,透過抑制人體內正常酵素 CYP3A4 酵素活性,避免 CYP3A4 快速將 Nirmatrelvir 代謝掉,而失去 Nirmatrelvir 該有的藥效。

這兩個藥物所構成的 Paxlovid 好像一對好夥伴互相協助,成為具有高效力的口服抗新冠藥物

Paxlovid 能有效降低死亡風險?

Paxlovid。圖/ Kches16414 , CC BY-SA 4.0

根據文獻指出,Paxlovid 能降低 COVID-19 感染後的 85-89% 住院或死亡風險,是目前對抗新冠肺炎最佳的選項之一。《新英格蘭醫學期刊》(NEJM)期刊於上個月發表最新 Paxlovid 臨床試驗的研究報告:「Oral Nirmatrelvir for High-Risk, Nonhospitalized Adults with Covid-19」證實,使用 Paxlovid 治療未施打疫苗且有症狀的 Covid-19 患者,能將 Covid-19 的重症風險降低 89%,且藥物的安全性在臨床上可接受,且沒有明顯的安全問題。

不過,此研究個案限於未施打疫苗者,而目前大多數人已經接種過新冠肺炎疫苗,情況略有不同。已有將此藥使用於已施打過疫苗者的研究正進行中,但若在未施打者有幫助,對於施打過疫苗而可能具有部分保護力的人,推測仍應會有治療效果,此研究是在症狀出現三天內給藥得到良好的效果,至於再晚一些時後才給藥,就沒有數據可參考。

但需要注意的是,有在服用其他藥物的患者(如:降血脂、抗腫瘤藥或神經精神藥物等),若服用 Paxlovid 會影響 CYP3A4 的作用,可能也會改變其他藥物的作用效果,若藥物在血中濃度無法被安全控制,往往對病情有負面的影響。因此服用 Paxlovid 需要有專業醫師的評估並開立處方簽才能使用,民眾無法自由服用

Paxlovid 需要有專業醫師的評估並開立處方簽。圖/envato elements

Molnupiravir 口服藥的表現又是如何?

病毒在複製的過程當中,往往需要大量的核糖核苷(ribonucleoside),作為合成新的病毒所需要的材料。而 Molnupiravir 口服藥,是一種「核糖核苷類似物」,也就是病毒在複製所需要的「冒牌」材料,透過這樣的方式干擾病毒的複製過程,進而阻止病毒的繁殖

Molnupiravir 不會像 Paxlovid 去影響到其他藥物在體內的作用,然而這些核糖核苷類似物在人體細胞進行複製的時候也會使用,所以可能具有誘導基因突變的風險

雖然一般來說,口服 Molnupiravir 的療程只有 5 天,在這樣的時間周期來說,對一般成人造成基因突變的風險是很低。但是,Molnupiravir 對於胎兒或哺乳中的嬰兒,風險就顯得高出許多。所以,Molnupiravir 在默克公司的官方網站有聲明,不建議孕婦及哺乳中的女性服用

此外,根據新英格蘭醫學期刊在今年三月的報告中,發現將 Molnupiravir 用於非住院的新冠患者治療中,僅僅將高危新冠患者的住院和死亡風險降低了 30%,低於早前估計的 50%。

Molnupiravir 不建議孕婦及哺乳中的女性服用。圖/envato elements

「老藥新用」的開發策略

環顧目前的抗新冠藥物,大都是利用「老藥新用」(drug repurposing)的藥物開發策略,才能在這麼短的時間達到如此的成就。「老藥」是指已被核准做為臨床使用的藥物,「新用」則是指由原來已核准的藥物中發現新的適應症用途或是新的用法。

老藥的好處就是其藥物臨床前的數據都已經被建立,其中包含藥理實驗、藥物動力學、代謝途徑、副作用等,這些數據對藥物開發相當重要。

在目前這些新冠藥物中,瑞德西韋一開始是用來開發對抗伊波拉病毒,而 Paxlovid 中的 Nirmatrelvir 原先用以治療愛滋病,此外 Molnupiravir 則是為了治療流感。這樣的成功經驗相信能提供政府與學者參考,期望台灣開發新冠藥物有亮眼的成績,也讓我們未來在對抗 COVID-19 疫情當中有更好的手段。

引用文獻

  1. Hammond, Jennifer, et al. “Oral nirmatrelvir for high-risk, nonhospitalized adults with COVID-19.” New England Journal of Medicine 386.15 (2022): 1397-1408.
  2. Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Approves First COVID-19 Treatment for Young Children
  3. Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes First Oral Antiviral for Treatment of COVID-19
  4.  Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes Additional Oral Antiviral for Treatment of COVID-19 in Certain Adults
  5. Hammond, Jennifer, et al. “Oral nirmatrelvir for high-risk, nonhospitalized adults with COVID-19.” New England Journal of Medicine 386.15 (2022): 1397-1408.
  6. Cox, Robert M., Josef D. Wolf, and Richard K. Plemper. “Therapeutically administered ribonucleoside analogue MK-4482/EIDD-2801 blocks SARS-CoV-2 transmission in ferrets.” Nature microbiology 6.1 (2021): 11-18.
  7. Jayk Bernal, Angélica, et al. “Molnupiravir for oral treatment of Covid-19 in nonhospitalized patients.” New England Journal of Medicine 386.6 (2022): 509-520.

臨床試驗

  • EPIC-HR: Study of Oral PF-07321332/Ritonavir Compared With Placebo in Nonhospitalized High Risk Adults With COVID-19(NCT04960202

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