據(jù)美國弗吉尼亞理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)與模擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)室(NDSSL)的計(jì)算機(jī)模塊的模擬結(jié)果顯示，人類應(yīng)該能在豬流感在全美范圍內(nèi)大面積爆發(fā)之前對其進(jìn)行有效控制。
與此同時，CombiMatrix公司宣布意法半導(dǎo)體公司為其生產(chǎn)的流感芯片能在4個小時之內(nèi)檢測出豬流感病毒。NDSSL是弗吉尼亞理工大學(xué)生物信息學(xué)院的一個內(nèi)部組織，他們開發(fā)了世界上最強(qiáng)大的傳染病分析工具。目前，這套工具已經(jīng)被美國健康與社會服務(wù)部（Department of Health and Human Services，HHS)所采用，HHS將豬流感命名為“2009 H1NI流感病毒”。
NDSSL的Chris Barrett稱，“我們對包括關(guān)閉學(xué)校、工廠以及其它用于減少個體之間大量接觸的疫情隔離措施做了詳細(xì)的模擬研究?！?
“研究表明針對兒童的社交隔離措施將是最有效的。這種隔離所起到的效果甚至能與預(yù)先研制高效的流感疫苗起到同等的作用。因此關(guān)閉學(xué)校是防止流感疫情進(jìn)一步擴(kuò)大的重要措施。不過，如果我們只是關(guān)閉單所學(xué)校，那么其效用便會降低大半?！?/p>
本周早些時候，紐約一家學(xué)校在確認(rèn)發(fā)現(xiàn)豬流感疫情后被迫關(guān)閉，另外兩家學(xué)校獲知消息后也自覺停課。不過該地區(qū)其它的學(xué)校則照常上課。世衛(wèi)組織已經(jīng)將豬流感疫情的威脅等級調(diào)高到僅次于全球流行病的等級。
“NDSSL的副主任Stephen Eubank表示，“到目前為止，只有有部分學(xué)校因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)流感疫情而被迫訂課，但我們的模型工具不僅可以模擬出關(guān)閉一間學(xué)校的結(jié)果，還可以分析出關(guān)閉多所學(xué)校的結(jié)果”。美國健康部目前還沒有準(zhǔn)備進(jìn)一步采取應(yīng)該可以有效控制流感疫情在美國傳播的社交隔離措施。不過，如果美國所有學(xué)校都實(shí)施停課，而美國政府也關(guān)閉邊境的話，那么別的國家將不得不采取同樣的措施以防止流感疫情的全球性蔓延。
Barrett表示，“如果病毒在其它的國家失去了控制，那么即使我們關(guān)閉邊境也僅能延緩它的蔓延速度”?！安贿^，如果我們能有效減緩病毒的蔓延速度，比如拖住6個月，那么我們也許就有足夠的時間能研發(fā)出有效的流感疫苗?！?/p>
但科學(xué)家目前對豬流感病毒仍然知之甚少，不足以在短期內(nèi)開發(fā)出有效的流感疫苗。我們現(xiàn)在只知道H1N1流感病毒中具備人、豬以及禽流感病毒的成分。這樣NDSSL便只能采用近似禽流感的模型進(jìn)行模擬。豬流感H1N1的代號表示病毒通過一類血凝素（H）進(jìn)入健康細(xì)胞，并在健康細(xì)胞內(nèi)部復(fù)制病毒本體，復(fù)制成功后再通過一類神經(jīng)氨酸酶（N）離開該細(xì)胞以便感染下一個健康細(xì)胞。
Barrett表示，“截止當(dāng)前，我們還沒有搞清楚豬流感病毒的潛伏期是多久也不知道患者的傳染性將持續(xù)多長時間”。“不過我們知道在美國發(fā)現(xiàn)的H1N1病毒相較在墨西哥發(fā)現(xiàn)的已經(jīng)致人死亡的H1N1病毒表現(xiàn)更為溫和?！?/p>
NDSSL宣稱由于目前豬流感病毒的一些未知特性使模擬過程變得更復(fù)雜，“我們不得不嘗試各類與人口相關(guān)的變量值，包括每一天有多少人被傳染，他們具體接觸了一些什么人以及人數(shù)的統(tǒng)計(jì)?！耙虼四M的結(jié)果包含多種不同的可能性，計(jì)算機(jī)模擬給出了針對不同情況所能最有效地防止疫情擴(kuò)散的措施?！?/p>
目前為止美國已經(jīng)確認(rèn)了100多例感染豬流感的病患，其中有一名患者已經(jīng)死亡。
NDSSL模擬工具中包含的Simfrastructure模型用于仿真各種隔離措施對疫情控制所能起到的效用，方便決策者們按模擬情況作出決定。工具中的另一個模型Simdemics則負(fù)責(zé)模擬環(huán)境參數(shù)，它可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分布式計(jì)算。
Barrett稱，以前只有在氣象、海洋研究以及核工業(yè)領(lǐng)域才會使用到這類高級計(jì)算機(jī)工具。
使用實(shí)驗(yàn)室目前的計(jì)算機(jī)模擬一座具備兩千萬個（社交）結(jié)點(diǎn)的美國大城市只需要約1秒的時間。Simfrastructure和Simdemics模塊分布在8個超級計(jì)算機(jī)群組上運(yùn)行，包含了1200顆處理器，內(nèi)存總?cè)萘窟_(dá)到了200GB，而硬盤總?cè)萘縿t接近1 PB（1 PB=1024 TB=1024*1024 GB）。若是更大型的仿真，這一軟件還可以運(yùn)行于美國國家科學(xué)基金會的TeraGrid主機(jī)或Argonne National Labs的"Urgent Computing/緊急計(jì)算"資源。
Simfrastructure和Simdemics模塊使用并行超級計(jì)算機(jī)陣列來模擬美國大都市中每一位市民的移動狀況，并可以與其它上千萬市民個體的數(shù)據(jù)進(jìn)行互動，模擬出每位美國公民如何接觸和散播病毒的潛在可能。
“我們不僅模擬病毒的散播，還模擬包括人們?nèi)绾畏磻?yīng)、如何適應(yīng)、他們的行為會發(fā)生什么變化在內(nèi)的實(shí)際社交情形”，另一位NDSSL副主管Madhav Marathe表示?！拔覀兡M人們的行為以及隨著病毒在城市范圍內(nèi)散播后他們反應(yīng)，包括他們的社交接觸圈、病毒動態(tài)和人個的行為”。
美國健康與社會服務(wù)部（HHS)）正使用這一模擬工具計(jì)算各種不同的疫情傳播結(jié)果，以便決定采取何種措施降低疫情的影響。隔離措施包括使用口罩、藥物治療、強(qiáng)制檢疫、關(guān)閉學(xué)校和取消公眾活動等。
為了防止流感疫情的進(jìn)一步擴(kuò)散，弗吉尼亞理工學(xué)院已經(jīng)向美國健康與社會服務(wù)部以及其它政府部門提供了這款模擬工具。這套工具不但能模擬病毒傳染過程，還可以對政府的防疫干涉措施對經(jīng)濟(jì)造成的影響進(jìn)行評估。
流感檢測芯片浮出水面
盡管疾病控制與預(yù)防中心已經(jīng)發(fā)布了用于診斷豬流感病毒的軟件工具，但在傳統(tǒng)的病毒實(shí)驗(yàn)室中，這種工具需要經(jīng)過整晚的長期運(yùn)行才能給出豬流感病毒的診斷結(jié)果。還好流感芯片制造公司在短時間內(nèi)推出了可縮短診斷時間的診斷工具。
意法半導(dǎo)體公司正攜手其合作伙伴Veredus Laboratories對其VereFlu病毒檢測工具的升級，新流感芯片在經(jīng)擴(kuò)展后能診斷出豬流感病毒（H1N1）。“我們的診斷平臺可從多方位檢測流感病毒，”該公司發(fā)言人稱，“在對導(dǎo)致當(dāng)前豬流感爆發(fā)的H1N1病毒進(jìn)行基因序列分析的基礎(chǔ)上，我們正在與Veredus公司協(xié)力研制用于豬流感的診斷設(shè)備，預(yù)計(jì)數(shù)周內(nèi)這種設(shè)備就可以被開發(fā)出來。”
CombiMatrix公司則宣稱已經(jīng)成功研制出可在4個小時內(nèi)診斷出豬流感病毒的芯片。
“我們可以在24小時內(nèi)將芯片定制用于檢測任何一類可確認(rèn)的新病毒,并且我們已經(jīng)將最近幾次爆發(fā)病毒的基因信息在芯片中進(jìn)行了更新”。 CombiMatrix公司的CEO Amit Kumar表示， “我們的芯片可以識別出包括豬流感、季節(jié)性流感等在內(nèi)的多種流行病毒樣本?！?/p>
傳統(tǒng)的流感檢測用芯片售價(jià)不到100美元，而這款CombiMatrix的流感芯片售價(jià)約在300美元。不過這款芯片的檢測速度更快，并可以提供有關(guān)病毒的更多詳細(xì)內(nèi)容。
美國五角大樓為這一用于防止大面積爆發(fā)豬流感的CombiMatrix流感芯片提供了研發(fā)基金。該芯片的客戶多為研究實(shí)驗(yàn)室。
這款CMOS芯片由意法半導(dǎo)體為CombiMatrix生產(chǎn)，采用類似存儲器陣列的可尋址電極隊(duì)列結(jié)構(gòu)，據(jù)稱可以在4小時內(nèi)識別出大多數(shù)已知的流行性病毒樣本。
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