居家避疫…一起來研發疫苗吧

潘楠慕 |2020.04.26
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編譯/潘楠慕

新冠病毒疫情促使世界多國採取種種封鎖措施,呼籲維持社交距離,以遏制疫情擴散;在此特殊時期,想要維持社會參與的民眾,可透過「公民科學」(citizen science),在家協助開發疫苗。

「公民科學」是指「科學研究中的公眾參與及合作」,包括非職業的科學家、科學愛好者和志願者,範圍涵蓋科學問題探索、新技術發展、數據收集與分析等。也就是說,有志於為新冠疫情研究貢獻的人士,在家裡也能做到。

全球數以十億計的民眾被強制或勸導留在家中,已導致一些人感到無助或痛苦。參與公民科學,有助滿足社會責任感。

拜網路發達所賜,任何人都能參與新冠疫情的科研;即使不是專業人士,只要有時間和意願,仍能以各種形式貢獻一己之力。這種合作型態也沒有年齡或背景限制,許多計畫都提供資源和指導方針以協助參與者入門,也能透過線上論壇交流。

全球各地的科學家們,正競相研發有效的治療方式和疫苗來遏制新冠疫情;公民科學家也能加入,解決新冠肺炎和其他傳染病的問題。

這種合作模式讓所有人各自發揮長處,即使不是醫學專家,也能在其他領域貢獻,例如資料的收集與彙整。

為了吸引公眾合作,一些人士也設計了別出心裁的模式,讓更多人有意願參與;美國華盛頓大學的「摺疊」(Foldit)研究團隊,多年來均透過遊戲的方式,集合大眾的力量來解決蛋白質結構預測及設計的學術問題。

蛋白質的摺疊結構會直接影響蛋白質的功能,但由於摺疊的自由度很高,要找出哪些結構最好,當前的電腦運算能力仍不足,因此需要依賴人腦對3D空間的理解,找出最佳蛋白質結構。

新冠疫情爆發後,「摺疊」團隊推出了新的關卡,讓公民科學家挑戰設計能與新冠病毒結合的抗病毒蛋白質。如果能設計出一種蛋白質先和病毒結合,就能阻斷病毒和人體交互作用,阻止感染,幫助研發疫苗。

史丹福大學的「在家摺疊」(Folding @ home)研究團隊,也號召公民科學家加入對抗疫情;這個概念的靈感來自「在家尋找外星智慧計畫」(SETI@ home ),是一項國際性的科學計畫,志願者提供自己電腦的限制運算能力,運用分散式運算系統,求證地球之外是否還有其他的智慧生命存在。

「在家摺疊」套用這個概念,希望集結數百萬部電腦,成為全世界最強大的超級電腦。該計畫把龐大且複雜的蛋白質摺疊過程運算,分散給世界各地的個人電腦,有助於研究各種癌症、阿茲海默症、帕金森氏症等疾病,目前則聚焦新冠肺炎。

計畫主持人鮑曼(Greg Bowman)指出,棘突蛋白是新冠病毒得以進入人類細胞的關鍵,模擬新冠病毒棘突蛋白結構,將能了解棘突蛋白如何進入細胞,有助於開發新療法。世界各地的志願者只需下載特定軟體,便可成為公民科學的一員,在家就能協助對抗新冠疫情。

智慧手機App 追蹤接觸狀況

為了遏制新冠疫情擴散,各國政府和大型科技公司正透過智慧手機追蹤接觸狀況;然而,這項措施可能侵犯使用者的個人隱私,美國、歐洲和亞洲各地的做法也有所不同。

許多國家正在開發「接觸追蹤」(contact tracing)類型的應用程式,藉此判別感染風險較高的地區和群體,進行相應的隔離或監控。專家指出,透過智慧手機獲取這些數據的效率較高,但由於攸關隱私權,容易引發爭議。

美國政府尚未准許任何形式的追蹤接觸技術,但已有許多提案;麻省理工學院(MIT)的研究團隊的「安全路徑」(Safe Paths)App運用匿名的全球定位系統(GPS)和藍牙技術,追蹤手機使用者的接觸狀況,並可傳送警示。

研究團隊表示,「安全路徑」的匿名特性,是以隱私權為優先的方案。美國疾病管制與預防中心(CDC)也表示,應審慎考慮把這個構想付諸實現。

歐洲也正積極開發接觸追蹤App,以遏制疫情;英國國家醫療保健服務(NHS)表示,將透過藍牙收集匿名數據,提醒手機使用者可能正在接近感染者。英國衛生部長漢考克(Matt Hancock)談到隱私權時表示,他們會以最高道德和安全規格處理收集的數據。

歐洲地區對隱私權極為關注,且依據歐盟的「一般資料保護規則」(GDPR),各國若欲獲取手機數據協助抗疫,仍須嚴守監管規範,確保民眾的隱私權不受侵犯。

新冠肺炎起源地亞洲,這類追蹤App的使用最廣泛。新加坡已推出一款App,可讓手機用戶彼此接近時交換藍牙信號。對於隱私權的顧慮,新加坡衛生部聲明,不會透過App收集個人數據或位置紀錄。

南韓已使用手機位置的數據進行接觸追蹤,中國大陸則已部署附有QR碼的接觸追蹤App,以管控民眾的活動並遏制病毒擴散。不過,大陸的做法,已引發對政府可能濫用技術進行監控的擔憂。

印度也推出App,使用藍牙和位置數據來警告用戶是否已與新冠病毒檢測呈陽性的人接觸。一些人士批評,印度當局的方案內容和規範過於模糊,有侵犯隱私之虞。

家用3D列印機

製造呼吸機分流器

新冠肺炎肆虐,除了各國政府和公衛官員採取措施遏制病毒擴散,許多民間人士也正貢獻所學,希望協助對抗疫情。

美國華盛頓州居民帕克(Christian Parker)是3D列印的業餘愛好人士,自美國頒布居家令後,他受到各國非醫療產業共同抗疫的故事啟發,決定以自己的方式協助製造防疫設備。

新冠疫情爆發至今,美國的確診病例數已逾八十萬例,醫療和防護設備嚴重短缺;帕克說:「原先我和許多人一樣,只能無助地待在家裡。但後來我獲知了個人防護設備(PPE)和呼吸機短缺的消息,這個狀況讓我開始思考,自己能不能貢獻一些力量;與其讓我的3D列印機閒置,不如用來製作有用的物品。」

帕克表示,他的3D列印設備原本是為了小孩購買,最後自己也產生興趣,常在網路社群分享設計,或與其他人討論3D創作。

帕克指出,目前他每周可使用3D列印機製造四十具呼吸機分流器,這種設備能把一具呼吸機輸出的氧氣同時輸送給多名患者,有助改善呼吸機短缺問題。

呼吸機是治療新冠肺炎的關鍵設備,能把氧氣送入患者肺部並排出二氧化碳,幫助患者呼吸。

帕克的做法已獲得熱烈回響,許多人都加入他的行列,用自己的設備列印呼吸機分流器;他平常參與的3D列印網路社群,已經成了小型的分流器製造中心。

以3D技術列印一具分流器,大約需要兩個小時的作業時間。目前,帕克的社群已經製作數百具分流器並送交美國各地的醫院;他的社群正在討論是否將這些裝置分送到世界各地,或者號召其他國家的人士加入。

約翰霍普金斯大學的研究團隊讚許帕克的貢獻,他們指出,分流器是緩解呼吸機不足的有效方案,研究團隊也正在開發更先進的分流器,以幫助更多患者。

帕克則謙遜表示,在全球對抗疫情的戰鬥中,自己的角色微不足道;他說:「我不是英雄,我只是跟班,陪伴他們一起對抗疫情。」

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