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第四輪主題研究計劃獲資助之研究項目摘要

主題1:促進健康
項目名稱: 探討流感病毒、宿主和環境各種因素對流感傳播和病理的影響
項目統籌人:裴偉士教授 (港大)

摘要

流行性感冒嚴重威脅全球公共衛生,造成流感大流行的病毒源自動物,大流感出現的時間難以預測,但它的出現可於數星期內散播全球。季節性流感儘管為可預測的季節性傳染病,卻可造成顯著的發病及死亡。香港作為世界性的交通樞紐,亦位處傳染病高發的地區,多年來承受著此新興和再現傳染病的威脅,例如1997年爆發的H5N1禽流感; 2009年的H1N1流感大流行及2013年的H7N9禽流感。

我們過去通過參予大學教育資助委員會的卓越學科領域計劃,已成功建立了一支跨學科流感研究團隊,團隊過往在本地和國際公共衛生事務上有相當的貢獻。現時,我們將要探討流感學上兩個非常重要的課題:

一) 流感病毒從動物傳染人和在人與人之間傳播的主要生物因素;
二)防禦或 引致嚴重流感病情的免疫調控機制。

我們旨在確認病毒、宿主和環境範疇上,使動物流感病毒適應及轉移到人類中生長和傳播的因素。此研究項目將加強我們對流感大流行和動物流感的風險評估能力,並提升全球對流感大流行的應變能力及建立以實據為基礎的流感防疫措施。我們亦會研究流行性感冒於家庭及醫院中的散播情況,從而了解人類季節性流感病毒傳播的因素。這些研究將有助了解流感病毒傳播的成因及建立以實據為基礎的措施,藉以減低流感病毒於社區及醫院中傳播(例如在醫院中建立設備更完善的病房及隔離病房) 。

現時的醫學尚未能完全掌握流感病毒感染之後宿主的免疫反應,這些反應其中可具有保護或傷害能力,我們的研究將確立這些具保護或傷害性的免疫反應。最近,我們發現了γδ1-T細胞及先天免疫受體TLR-10抵禦流感病毒的新免疫機制。我們將會對以上及其他的免疫機制作出系統性的研究。

了解流感病毒對肺部造成急性損傷的成因,從而設定嶄新的治療法,可有望對治癒嚴重流感有新的方向。

此計劃是由香港大學、香港中文大學及香港科技大學所組成的跨學科研究項目,它不但可加強國際公共衛生,同時亦能提供高質素的研究及知識產權。此外,此計劃可向本地和國際機構提供實時數據作全球衛生政策研究,並培養下一代科研人材,以維持及加強香港在流感研究上的領先地位。


主題1:促進健康
項目名稱: 神經脊幹細胞及相關疾病的遺傳學和功能基因組學: 先天性巨結腸症
項目統籌人:譚廣亨教授 (港大)

摘要

先天性巨結腸症 (HSCR) 是導致新生兒腸梗阻最常見的原因之一。 這種疾病的發病率在中國最高 (中國人 1.4/ 5,000活產嬰兒對白種人1/ 5,000名活產嬰兒),當中以男性的發病率較女性為高。 病因在於神經脊細胞在發育過程中發生問題,繼而影響腸神經系統的神經元和神經膠質細胞的分化,令腸道蠕動受阻。 HSCR是一種複雜的疾病,遺傳和環境因素影響程度不一,從而導致不同的表型。 其遺傳危險因素和詳細的底層機制,包括對男性偏差的原因,尚不清楚。 要了解這個疾病,第一步我們和其他研究人員已經確認了對腸道神經系統發展有關的多個重要基因。 這些基因以一個網絡形式運作,從而控制神經脊細胞分化成各種腸道神經元和神經膠質細胞。 當它們的運作不正確,便會導致 HSCR。 然而,這些基因並不能解釋所有病例或不同類型的HSCR。

因此我們估計,尚有些未被確認的基因組變異體影響?腸神經系統的神經脊細胞和細胞中的基因調控網絡。 目前的挑戰是要識別這些遺傳因素,從而更準確地了解它們如何調節腸神經系統的形成,其故障如何導致HSCR,並綜合取得的知識去建立模式和理解這個疾病,包括男性偏差的原因。 要做到這一點,我們將使用最新的技術從特定的患者提取幹細胞,稱為誘導多能幹細胞,這些幹細胞攜帶與原病人相同的基因突變。 另一方面,我們亦會利用疾病的小鼠模型去研究在體內,以及在培養的細胞中所發生的變化。 我們已經研發了攜帶特定的突變的轉基因小鼠去剖析調控途徑中的不同基因的作用。 作為一個國際公認的多學科團隊,擁有臨床醫生和科學家成功的合作歷史,我們具備下列的基礎去應對挑戰 : 一)獨特的HSCR患者的纖維母細胞和誘導多能幹細胞的細胞庫,來自超過700個中國HSCR 患者的DNA樣本,和全面的臨床資料及部份患者的基因組數據 ; 二)完善的疾病小鼠模型 ; 和三)在統計遺傳學,基因組生物學,生物化學,發育遺傳學和幹細胞生物學的專長。 我們將鑒定與HSCR相關的新的遺傳變異。 透過使用攜帶不同突變的誘導多能幹細胞,我們將可確定不同基因在神經脊細胞發展成神經元和神經膠質細胞的過程中的作用。 通過整合這些人體模型系統和他們的動物復本所得出的信息,我們將測試發病機制的假設。 從本研究中,我們將獲得有關HSCR生物上的新認識,可用作更準確地診斷巨結腸病患者和危險分層,以改善預後和加強手術後的臨床效果。 我們的長遠目標是要促使HSCR的臨床診斷模式的轉變,容許病人分層護理和奠定新的重建治療基礎。 這將改善患病兒童以及有機會誕下或照顧患病兒童家庭的生活質素。


主題2: 建設可持續發展的環境
項目名稱: 可容納大量可再生能源的可持續電力輸送結構
項目統籌人:山大衛教授(港大)

摘要

本項目旨在研究電力傳輸系統的可持續性問題。許多國家和電力企業集團都已經承諾,在2020年之前,要把可再生能源的發電量提高至總發電量的20 %甚至更多。我們已經清楚,能源的可持續性將涉及到一個能夠將所生產的能源進行充分傳輸的網絡(即電網系統)整體。這樣的能源供給系統和電網系統的組合,能為當前形勢嚴峻的、可能後果慘重的環境污染和氣候變化等問題的解決作出重大貢獻。進一步來講,可持續性問題卻沒有合適的解決方案。香港,一個擁有眾多島嶼、高樓,與可再生能源正在得到快速發展的中國內地聯繫緊密的地方,同時也樹立了節能減排方面的宏大目標;正因如此,她需要自行研究自身的這些問題。由於未來的能源安全問題需要結合排放目標進行考慮,所以開展這項研究刻不容緩。人們已在認真考慮更多地使用可再生能源,包括離岸風能(和市場需求管理)。而一個電網系統的正常運行,既涉及到一系列複雜的有關能量、功率的平衡過程,又要同時實現對電壓、頻率、線路功率等系統變量的調控,還要在遇到干擾時保證系統的安全。

這些將通過系統控制(以及市場)的層面來達成。為了更高程度地使用可再生能源, 這些過程都需要重新設計,因為天氣因素會造成電能供給的變動。世界各國政府早就開始研究這個問題的答案:可再生能源發電到底可以達到多少比例?但是我們也應該考慮以下問題:與之相應的能夠實現成本效益、能夠應對今後幾十年中的變化的電網網絡結構是怎樣的?發電的波動性帶來的系統穩定性問題很可能是所有這些問題的制約。而我們的研究,正是旨在建立一個電力傳輸系統結構,以及合適的信息和控制系統,它可以克服所有上述局限,並可長期持續發展。

為了維持電網頻率的穩定性,需要達到電能生產與負載需求的實時平衡。傳統模式是需求主導生產,數以百萬計的分散用戶的需求靠少數幾家大型發電廠調整供應來滿足。但是這種模式并不適合太陽能和風能發電所具有的分散和變動的特性。因此,我們提出帶有自適應性的生產主導需求的新模式。在這個新模式中,負載設備通過需求響應和負載控制等程序,起到了平衡電網的整體供求和維護系統良好運作的作用。因此,未來的智能負載,將會採用先進的電力電子設備,以及控制和通信系統,使自身對動態的供電和變化的環境條件具有自適應性。

來自電力系統、電力電子技術、計算機網絡和控制技術等關鍵研究領域的國際知名專家將領導四個研究團隊。研究人員將在各個具體項目中展現專長。通過均衡綜合這些領域,我們的目標是建造一支具有獨一無二科研實力的隊伍,為珠江區域及其周邊地區的未來工業發展帶來支持。本團隊的研究工作將基於幾項頗有前景的高度原創的新理念,即:(一)電氣彈簧,(二)顆粒建模與控制,(三)自適應網絡(與通訊,控制和安全相集成)。我們還將與其他專家和團隊擕手合作,努力打造香港在電力資源的可持續發展這一至關重要領域的核心地位,并進一步造福中國內地的更多地區。


主題3: 加強香港作為地區及國際商業中心的策略地位
項目名稱: 為香港提供21世紀的醫療服務 - 構造一個品質與效率驅動的服務體系
項目統籌人:陳友華教授(城大)

摘要

在全球各國醫療服務的提供過程中高成本,低效率和低品質的問題廣泛存在。在這些方面香港也未能倖免,為病人提供的醫療服務的品質遠未達到理想的程度。例如在香港,即便對於某些常規手術,病人也需要等待18個月才能在公立醫院中獲得服務,而這種情況並不罕見。與此同時,人口的老化正進一步惡化這種狀況:香港65歲及以上年齡的人口將很快達到總人口的15%,而這個比例正以每年一個百分點的速度增長。針對這些問題,本專案的目的是幫助香港構建一個以品質和效率驅動的醫療服務提供系統。這個系統將以數據資料分析為基礎,與互聯網時代相融合。本專案的研究計劃建議對以下兩個備受關注的方面進行深入研究:(1)醫院資源的規劃,(2)醫療服務大數據的分析。這兩個方面的研究都圍繞一個共同的主題:"運用可承受的資源,提供更優質的醫療服務"。 本計劃書的創新點包括:通過商業服務的創新來解決醫療服務提供過程中出現的問題,關注由品質和效率驅動的策略,將醫療服務的提供過程作為一個系統看待從而提出解決方案,突出醫療服務的提供過程中資源網絡相互支援的特徵和以病人為中心的特點。本計劃的研究團隊包括本地和國外的專家,是一個跨學科的團隊。研究團隊的成員都是卓越有成就的專家學者,在學術論文發表、實踐應用和跨學科合作研究方面有着出色的紀錄。