Биологическая безопасность человечества

Все мы помним общее потрясение, беспорядок и волну перемен, которые настали из-за внезапной вспышке коронавирусной пандемии. Это случилось внезапно, а последствия были катастрофическими и для сферы здравоохранения, и для экономики. Однако любой, даже негативный опыт – всё равно опыт. И из него человечество извлекло свои уроки.

Правительства стран и медицинские организации поняли: человечество всё так же уязвимо к различным вирусам. Ежедневно в мире могут возникать новые штаммы самых разных болезней. Оттого вопрос биологической безопасности встал особенно остро и стал едва ли не одним из первостепенных. Так как же человечество защищает себя от болезней?

Изучение вирусов

Вирус SARS-Cov-2 – тот самый, что вызывает известный всему миру COVID-19, вызвал настоящее потрясение общества. Научное сообщество растерялось, люди оказались заперты на карантине. Срочные изоляционные меры нанесли вред мировой экономике, который трудно переоценить. Опасность вирусов кроется также и в том, что они прогрессируют. Появляются новые штаммы, против которых уже найденные вакцины становятся не так эффективны. 

К счастью, в настоящее время пандемия COVID-19 уже сошла на нет. Редкие случаи заболевания ещё могут фиксироваться. Однако массовых заражений больше нет. Тем не менее, перед человечеством встал вопрос: возможны ли новые случаи пандемий и эпидемий? К сожалению, прогнозировать их крайне сложно. Именно поэтому важно, чтобы в каждой стране была своя методика ограждения и защиты населения. 

Зоонозы

Зоонозные инфекции или зоонозы – это группа заболеваний, возбудители которых находятся в организмах животных. Некоторые штаммы таких болезней вполне могут передаваться и человеку. Это создаёт потенциальную угрозу вспышки новой эпидемии или пандемии. Чтобы избежать подобного случая, современная вирусология должна изучить все зоонозы, которые могут представлять опасность. 

Раньше это не было возможным. Дело в том, что извлечь вирус из природного очага и изолировать для изучения крайне сложно. Учёные даже не имели возможность рассмотреть его в микроскоп. Проблема решилась в 2010 году. Именно тогда учёные разработали технологии геномного секвенирования. Теперь с помощью геномного анализа мы можем изучить образец и увидеть все вирусы, обитающие в нём. Это стало настоящей революцией в мире современной вирусологии.

Современное изучение вирусов

Вирусология продвинулась ещё дальше. Уже сейчас задача изучить все зоонозы и их очаги стала более чем реальной. С помощью современных технологий учёные открывают десятки новых вирусов в год. Конечно, подобные работы являются крайне дорогостоящими. 

После того, как вирусологи получили шанс изучить все зоонозы, они поставили перед собой новую, ещё более масштабную задачу. Теперь учёные стремятся описать вообще все вирусы. Именно для этого создали программу Global Virome Project. С её помощью теперь возможно найти даже те вирусы, которые находятся глубоко в океанах, морях, почве. Программа способна вычленить вирусы из растений, насекомых, животных. Одним словом – везде.

Методы контроля эпидемий

Изучить вирусы мало – необходимо подготовить население к новым вспышкам. К счастью, современные технологии обладают не только способностями к анализу заболеваний. Новые методы позволяют следить за соблюдением гигиенических правил, оповещать население и следить за общим здоровьем общества.

Мойте руки!

Распространению инфекций в медучреждениях способствует то, что персонал и посетители редко моют руки. Это довольно серьёзная проблема. Именно в условиях больниц вирусы чаще всего мутируют и вырабатывают иммунитет к антибиотикам. Одна из швейцарских больниц решила серьёзно взяться за выявление нарушений. В ней установили систему, которая отслеживает, как часто персонал использует антисептики для рук. 

Раньше для этой работы в учреждения нанимали специальных людей. Однако это имело недостатки: люди не могли работать круглосуточно и фиксировали только 63% нарушений. Теперь же данные с видеокамер больницы поступают на обработку искусственному интеллекту. Его способности действительно приятно удивляют! ИИ способен не только отличать медперсонал от других людей, но и фиксировать все правила соблюдения гигиены.

Высокие технологии активно используются в медицине. Узнайте больше из статьи «Цифровые близнецы»

Прогноз заболеваний

После вспышки пандемии COVID-19 наука совершила несколько важных прорывов. Одним из них стала способность прогнозировать местность, в котором начнётся та или иная эпидемия. Предсказать, где именно появятся заболевшие, теперь поможет канадская компания BlueDot. Работает она на основе искусственного интеллекта. BlueDot располагает моделью, в которой хранятся данные о недавних вспышках заболеваний. Она также хранит карты распространения COVID-19, расписания общественного транспорта и авиарейсов. 

Высокие технологии активно используются в медицине. Узнайте больше из статьи «Цифровые близнецы»

В России также есть наш отечественный аналог. Компании, работающие на основе данных Big Data могут определить регионы и города, в которых чаще останавливаются туристы из стран с высоким показателем заражения коронавируса. 

Стоп, вирус

Главный способ побороть эпидемию или пандемию – не дать ей распространиться. Опыт изоляции в ковидный период показал, что карантин губителен для экономики. Существует способ затормозить распространение вируса без тотального локдауна. Это – массовые точные тестирования. TETRIS – аббревиатура из английских слов test, trace, isolate. Дословно – «тестируй, отслеживай, изолируй». Это не слишком точные, но быстрые тестирования, результаты которых становятся доступны в тот же день. 

Благодаря математическим моделям стало известно, что если тестировать и изолировать тех, кто общался с заражёнными последние несколько дней, получится поддерживать Reff на уровне 0,8. Reff, в свою очередь – репродуктивное число от 0 до бесконечности, которое показывает, сколько людей в популяции в среднем заражает один носитель. Если это число больше единицы, эпидемия растёт. В противном случае – угасает. 

Квантовые компьютеры в медицине

Новейшие технологии позволяют медицинским работникам выполнять важные задачи намного быстрее. Особые возможности им подарили квантовые компьютеры. Благодаря своему уникальному устройству, они могут выполнять несколько вычислений параллельно и делать это с огромной скоростью.

Использование квантовых компьютеров открывает перед медициной массу возможностей. Среди них и моделирование молекулярных структур, и поиск новых лекарств. Вычислительные способности позволяют анализировать большой объём данных с высочайшей точностью. 

Разработка вакцин

Одна из главных задач при возникновении эпидемии – как можно быстрее разработать новую вакцину. Традиционные методы зачастую растягиваются на целые годы. Помимо самой разработки необходимо, чтобы лекарство прошло клинические испытания. А время не ждёт, вирус распространяется, а жертв становится всё больше.

К счастью, квантовые компьютеры позволяют заметно снизить временные промежутки. Это становится возможным, благодаря особым способностям новой техники.

• Моделирование взаимодействия молекул лекарства с белками вируса на квантовом уровне.
• Поиск самых эффективных структур лекарств и вакцин с минимумом побочных эффектов.
• Анализ и изучение «поведения» лекарства в организме без дорогостоящих и долгих экспериментов.

Прогнозирование

Квантовые компьютеры могут не только моделировать и выполнять фармакологические задачи. С их помощью учёные и врачи могут составить прогноз распространения вирусов. Традиционные методики зачастую используют упрощённые стратегии. Они не учитывают множество факторов: демографию, поведение людей, мутации самого вируса. 

Квантовые алгоритмы же способны более точно обработать большое количество данных и создать более сложные модели. Эти самые модели могут учесть множество параметров и составить прогноз развития эпидемии.

• Квантовые компьютеры составляют наиболее точные стратегии локализации и лечения.
• Они быстро реагируют на мутации и изменения в геноме вируса.
• Также новые технологии способны предупредить распространение болезни заранее за счёт быстрой идентификации группы риска.

Любое развитие требует опыта. Мы пробуем что-то новое, изобретаем, пересматриваем ошибки. И, конечно, учитываем опыт прошлого. Чтобы не потерять свою историю и накопленный опыт, их необходимо надёжно сохранить Цифровая капсула времени – это беспроигрышный способ не только оставить все важные воспоминания для себя, но и передать их потомкам.