外环境高致病性病原体分布浓度、耐药特征、变异变迁是重大传染病预警预测防患未然的关键，需要实时监测、深度分析、预警预测、处置决策、监测能力的衔接。本项目基于“一线贯通-环境病原监测与传染预警预测衔接”、“由点到面-孤岛监测结果向广域态势感知拓展”、“自表及里-创新科技突破向汇集能力建设深入”的研究定位，采用“需求牵引-科技创新-能力建设”的研究模式，针对细菌、病毒、立克次体等≥22种高致病性病原体外环境监测需求，研制气/液/固高效采样富集与细胞（单颗粒）/蛋白/核酸多病原超敏检测分型“多维”一体化在线监测机器人，研发病原种属/耐药基因/变异位点“多元”低丰度测序与生信分析系统，推演人群感染模型/人群暴发风险/耐药传播风险“多层”预警模型，形成实时可视监测/风险分级预警/处置决策建议“多环”决策平台，构建疾控/市监/哨点/口岸系统性、时间/地域/季节/人群连续性、标品/标样/操作/上报规范性“多级”监测能力。最终建立基于外环境中高致病性病原体监测的重大传染病监测预警预测风险管理系统与监测实验室网络，针对环境“多病原”实现“高性能”监测，贯通防控“全流程”构建“广疆域”重大传染病风险管理体系。

　　具体研究中，针对≥12种重要高致病性病原体、≥10种重大输入风险与广受关注重要病原体。“多维环境监测”，建立气/液/固富集浓缩技术3项、建立高致病性病原体细胞/蛋白/核酸自动化检测技术3项、蛋白/核酸现场快速检测技术2项，组合三相样品富集与三种特征自动化检测的功能模块研发“乐高”一体化在线监测机器人。“多元深度分析”，开发外环境中低丰度病原体测序技术和生物信息全自动分析软件1套/全自动分析一体机1套。“多层预警预测”，建立病原体数据库16种，构建人群感染规模预测/暴发风险预警/耐药性传播风险预测模型≥6种，阐明病原体的变异变迁规律≥22种。“多环处置决策”，制定风险分级方案与处置决策政策建议≥22种；内置“数据库、预测模型、变异变迁规律”，汇集“多维实时监测数据、多元深度分析数据”，抓取“地理环境/社会经济信息”，反馈“风险分级、处置决策”，构建重大传染病外环境监测预警预测风险管理可视化平台1套。“多级能力网络”，构建辐射“疾控系统-市监系统-军队系统”重要典型域，涵盖“聚集散播-野外传入-境外输入”等重要“系统性”环境，进行“不同时间-多样地域-跨越季节-重点人群”等“连续性”规划，推进“标准质控品-标准样品-标准操作-标准上报”等“规范化”实施；建立实物资源库环境样品质控品≥150种、环境样品≥4370份、重要高致病性病原体菌毒株≥795种。

　　项目组由来自病原微生物生物安全全国重点实验室、病毒学国家重点实验室等5个国家重点实验室，建有国家生物防护装备工程技术研究中心等5个国家级工程平台，具有国家病毒资源库、国家级人间传染病病原微生物保藏中心、全国唯一生物战剂菌毒种库等7个烈性病原体资源，配备P4实验室1套、P3实验室7套，运行WHO脊灰网络实验室、中部/南部/北部/东部/西藏军区疾病预防控制中心等10种监测实验室网络，参与新冠/蜱虫病/G20/一带一路高峰论坛等重大行动的10家单位组成。具有完善的科研创新、工程转化、应用示范能力。

　　项目成果以≥22种细菌、病毒、立克次体为外环境监测预警及应用示范能力建设模型，构建涵盖软件/数据库/模型、装备/试剂/耗材的重大传染病监测预警预测风险管理系统，依托学科交叉预期实现外环境监测为基础的防患未然能力构建，其在22+N种新发突发病原体应急处置上的广泛适用性，为公共卫生应急、生物事件处置提供技术支撑。