項目名稱： 核酸適配子的分子機理及用於診斷和治療的轉化研究
項目統籌者： 呂愛平教授（浸大）
摘要
核酸適配子是一種具有組織或細胞靶向特徵的、可用於疾病診斷和治療的一種新型分子。作為一個國際合作團隊（Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area Research Platform for Aptamer-based Translational Medicine and Drug Discovery (HKAP)），我們已開發出該領域最先進的技術，研究成果已在國際知名期刊上發表（包括Cell, Science, Nature, Nature Medicine, Nature Communications, ACS Nano, PNAS等）。我們開發的用於治療成骨不全症（玻璃娃娃）的適配子藥物已被美國食品藥品監督管理局授予孤兒藥認定(DRU-2019-6966)。在此項目中，任務1：適配子的篩選優化：傳統篩選方法耗時且失敗率高，同時以重組跨膜蛋白為靶標篩選的適配子也通常無法識別活細胞狀態下的靶標。憑藉在自動微流控系統方面的豐富經驗和技術優勢，我們將開發全自動高通量微流控適配子篩選系統，來快速，高效和可靠地篩選抗循環蛋白靶標的適配子，以及篩選抗跨膜蛋白靶標的適配子。任務2：適配子靶向分子機理：適配子-靶標的3D結構不僅可以幫助理解相互作用機制，且可以指導化學修飾以改善適配子的親和力和活性，從而促進應用轉化。我們已開發了靶向骨肉瘤細胞的適配子和靶向胰腺癌細胞的適配子，並且鑒定出他們的靶標分別是PARP1和CD71兩個蛋白。接下來，我們將使用結構測定方法分別測定這兩種適配子與靶蛋白的結合模式，並在確定的3D 結構指導下分別開展適配子的化學修飾，以增強適配子誘導契合的效率和結合親和力。任務3：用於診斷的適配子：癌症早期診斷是臨床上的主要挑戰。在已經建立的適配子診斷装置的基礎上，我們將通過新型核酸化學方法開發一種新型的適配子介導的診斷方法，通過檢測血液中的低豐度腫瘤生物標誌物而實現胰腺癌的早期診斷。任務4：用於治療的適配子與藥物偶聯物：高特異性適配子是靶向遞送具細胞毒性藥物分子的新策略。然而，適配子與藥物的結合效率低以及液相反應中結合的化學不穩定性限制了它們的成藥性。我們將開發固相適配子與藥物偶聯方法，形成胰腺癌特異性適配子與高效有毒抗癌藥物分子或天然產物的偶聯物，並檢查偶聯物的抗腫瘤活性和毒性。此項目將促進適配子的分子機理和用於診斷和治療的轉化研究，使香港成為世界領先的適配子研究中心。
項目名稱： 針對急性髓性白血病的精準化、創新性治療
項目統籌者： 梁如鴻教授（港大）
摘要
急性髓性白血病（Acute myeloid leukaemia (AML)）是全球最致命的癌症之一。第二代基因測序（next generation sequencing (NGS)）的出現，揭示了該病的病因，以及基因突變的多樣性和在復發時的改變。為了將這些發現轉化為新型治療方法，本研究包括3項創新的計劃。首先，根據我們過往的研究發現斑馬魚的基因和生理與人類非常相似，所以我們致力開發一個綜合性的斑馬魚基因平臺，並結合最新技術，以研究導致AML這癌症的不同基因突變組合，並進一步研發有效的藥物及治療方案。第二，在斑馬魚基因平臺上確定基因突變組合對藥物反應之後，我們將使用病人細胞進行體外及小鼠測試，以確定藥物是否對人類有效。第三，透過研究個別細胞的基因表達和clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) / Cas9篩選檢查，可確定我們的藥物的藥理，以進一步提高治療效果。為何我們以白血病作為研究對象？長期以來，白血病一直是研究癌症病理和標靶治療的先驅。我們的團隊多年來已經建立了多項與白血病有關的實驗室平臺。此外，在國際AML研究領域上，我們已成為擁有最全面病人資料庫的團隊之一，令我們在該病病理及新型治療策略開發上，處於國際領先地位。事實上，我們已初步確定這三項計劃的可行性，並已制定後備方案。我們深信該研究成果可應用於病人身上，改善治療成效，從而使香港成為國際頂尖的血癌研究和治療中心。
項目名稱： 抗生素耐藥基因的環境污染傳播機制與控制阻斷策略研究
項目統籌者： 張彤教授（港大）
摘要
威脅人類健康的抗生素（又稱抗菌素）耐藥性與氣候變化、水資源緊張和環境破壞一樣是現今人類面臨的重大挑戰。環境是耐藥性產生和發展的重要環節和場所，與人類和動物的健康密切相關，因此在全新的「一體化健康」理念指導下，目前普遍認為必須將環境作為重要的一環，納入抗菌素耐藥性防控的整體策略。
環境中有大量和多樣的微生物群落，微生物之間存在著複雜的相互作用（包括基因轉移），再加上化學污染物（包括抗生素）排放帶來的選擇作用，環境被認為是最大的抗菌素耐藥基因（即賦予細菌耐藥性的基因）的儲存庫和細菌之間交換耐藥基因的場所。
目前人們對環境中耐藥基因仍未能全面了解，探索和優化控制策略的研究也還十分有限。另外，各個地區也需要根據當地的耐藥基因水平和環境管理的側重點，發展相應的政策和技術。香港人口密度高，和全球各地有著頻繁的人員交流和物質交換，也面臨抗菌素耐藥性的嚴重的公共健康威脅。在《香港抗菌素耐藥性策略及行動計劃（2017-2022）》中，政府強調要採取「一體化健康」的策略來應對抗菌素耐藥性，並明確指出環境調查和管控的重要意義。
在本項目中，環境科學與工程、微生物組、公共衞生、醫學、分子生物學、生態學和計算機等領域的科學家們將共同合作開展環境抗菌素耐藥性的跨學科綜合性研究，致力於降低公眾對抗菌素耐藥性基因及耐藥病菌的環境暴露水平。本項目將針對環境中抗菌素耐藥基因開展大規模的系統調研，掌握耐藥基因於本地環境中的分佈狀況，構建風險評估框架，進而確定環境中抗菌素耐藥基因的關鍵控制節點，並推動研發消除耐藥基因的先進控制技術。
作為環境抗菌素耐藥性方向的首個跨學科領域大型綜合性研究，本項目將不僅探索關於環境中抗菌素耐藥基因擴散和傳播機制的基礎科學問題，還將致力於推動形成「一體化健康」理念下應對環境中抗菌素耐藥性的基本管控框架，促進學術界、社會和政府協力應對環境中抗菌素耐藥基因的污染。從長遠來看，通過與醫學、動物健康、環境保護和水處理等相關部門的共同努力，本項目將有助於紓緩香港面臨的環境健康壓力，對香港的可持續發展做出貢獻，並推進達成聯合國提出的消減抗菌素耐藥性的長遠目標。
項目名稱： 無線電力傳送：下一階段
項目統籌者： 許樹源教授（港大）
摘要
全球對手提電話及電動車的無線充電需求，將會對未來的環境保護造成深遠影響。擁有超過五百間公司會員的「國際無線充電聯盟」，在2010年成立全球第一個為手提電話無線充電而設的國際標準「Qi」。近年，「國際汽車工程師學會」也成立了為電動車無線充電而設的SAE J2954標準。這些國際標準正在不斷演化，以加大充電量和滿足日益增加的應用項目。
這項研究將無線充電與環境保護結合，發展（i）適用於手提電話及電動車的更高效能的「無線充電技術」和（ii）大型「電動車無線充電基礎建設」的設計，用以穩定電力系統，讓電力公司能夠大量增加採用風能和太陽能。簡而言之，本研究希望提供新技術和基礎建設的設計，方便加速「以大量電動車去取代汽油車」，及「以大量可再生能源取代石油和煤」的雙結合手段，以減少温室氣體排放和減慢氣候變化。
項目名稱： 金融科技、金融穩定和普惠金融
項目統籌者： 林晨教授（港大）
摘要
自2008年國際金融危機發生以來，金融科技領域經歷了蓬勃的發展。儘管該領域以一系列創新的手段，通過為大量傳統銀行業未能覆蓋的企業和個體提供融資而促進普惠金融的進程，其中不可低估的風險也給金融穩定帶來了挑戰。由於中小企業和消費者普遍缺乏按標準化辦法收集和處理的可驗證信息源，整個金融行業都面臨著一個重要的議題，即如何在向大量中小企業和消費者提供貸款的同時保證有效的風險評估和管理？這之所以是個重要議題，是因爲中小企業和消費者在全球經濟發展中起到的關鍵作用。中國國務院和香港工業貿易署的數據顯示，中小企業貢獻了中國内地（香港）超過80%（46%）的就業和90%（98%）的註冊企業數。而世界銀行2018年的數據則顯示，全球家庭消費對經濟增長的貢獻達到60%。由此可見，解決該議題具有迫切的現實意義。在本項目中，我們致力於開發一套針對中小企業和消費者的風險評估管理體系。以此為出發點，我們會為智能合約/機制設計提供科學基礎，給探討金融科技對經濟社會的影響提供項目評估的平臺，構造以金融科技為元素的金融風險宏觀模型，並且給普惠金融和金融穩定提供政策建議。該風險評估管理體系將為以下活動提供綜合的指導：（1）企業和個人的數字足跡以及網絡關聯等“高頻、高緯、高覆蓋”數據的收集；（2）以行爲學理論（Cronqvist et al., 2012）為支持的用戶特徵抓取（例如從企業和消費者的投資、消費、網絡關聯活動、所有權鏈條等環節獲取的風險偏好和自我約束等行爲特徵）；（3）將不能按標準化辦法收集、處理和驗證的“軟信息”向“硬信息”轉化；（4）信貸模型的設計、篩選和擬合 – 充分利用數字足跡、網絡關聯和行爲特徵等優於傳統金融指標的預測力，並且隨著商業周期進行動態調整；（5）為金融機構和政策制定者提供模型結果的解讀和應用。為推動項目進行，我們組建了來自金融、經濟、法律、數據科學和計算機方面的專家團隊，與世界領先的金融科技企業進行合作，並邀請到以經濟學諾獎得獎者爲代表的經濟學家和國際貨幣基金組織等政策制定專家加入顧問團隊。同時，團隊成員與國際貨幣基金組織、世界銀行、國際清算銀行、歐洲央行、金融穩定委員會、美國央行、中國人民銀行、香港金管局、香港金融發展局、香港競爭事務委員會等地區和國際機構的聯繫將有助於研究成果的推廣和應用。整個項目的成果將對香港從傳統金融中心向金融科技中心轉型提供幫助。
主題4： 促進對香港起重要作用的新興研究及創新項目項目名稱： 一種高性能分佈式基於圖的流數據機器學習框架及其在智慧城 市中的應用
項目統籌者： 陳凱教授（科大）
摘要
許多智慧城市應用可以建模爲圖，以節點表示不同的實體／位置，如建築物、道路交叉口和街區，而邊由連接節點的道路組成。在大數據時代，每個節點或邊都可能涉及到大量連續流動數據，如車輛、行人等。機器學習技術有助於挖掘這種動態數據流的內在模式而做出預測，以支持交通優化、群體感知、城市規劃等智慧城市應用。然而，現有的機器學習框架無法對大規模流數據圖達到滿意的計算效率和預測精度。其背後的挑戰包括缺乏數據、算法限制和計算能力薄弱。
為解決上述挑戰，在本項目中，我們將開發一個新型機器學習框架，用於大規模流數據圖，實現智慧城市應用。具體而言，本項目將有四個主要貢獻：（1）一種新的基於圖的流數據深度學習方法：現有的深度學習算法，如卷積神經網絡，大多是針對圖像網格等規則結構而設計的，對於不規則的高度動態圖式流數據無效。我們將設計新的深度學習算法，有效地從不規則城市流數據圖中學習。（2）新的城際知識共享遷移學習框架：由於香港缺乏大量必要的數據，我們將開發城際遷移學習算法，將從其他數據資源豐富的城市學習到的知識遷移到香港。由於沒有兩個城市是完全相同的，必須識別可遷移知識和不可遷移知識。爲此，我們將提出新型領域自適應和對抗神經網絡技術。（3）高性能分佈式人工智能集群計算架構，以支撐大規模圖式流數據上的深度學習和遷移學習。特別是採用高效RDMA（遠端內存直接存取）網絡技術，提高大型人工智能計算集羣中節點之間數據傳輸吞吐量，降低通信延時，以提高整體集群的計算效率。（4）我們將與香港運輸署及香港天文臺等機構合作，運用該機器學習框架優化香港的交通系統。其中，我們會先基於已收集的的士調度數據，在香港實現一個人工智能驅動的的士調度系統。在此之上，我們將擴展機器學習平臺，以優化香港整體交通系統，包括巴士、地鐵和渡輪等。
主題4： 促進對香港起重要作用的新興研究及創新項目項目名稱： 香港助老智能機器人研究
項目統籌者： 王文平教授（港大）
摘要
人口急速老化是當前香港社會面臨的巨大挑戰之一，2020年香港65歲或以上的長者人口已從2005年的16.6%增加到20.1%。預計到2050年，全球65歲或以上的長者將超過16億人。健康長壽是每一個長者和全社會的共同理想，而對長者生活質量和身體健康造成最大威脅的是由於日漸失去步行及活動能力而形成的長期照顧需要，對社會福利及經濟發展造成雙重壓力。我們提出研發新型的智能機器人系統，透過輔助長者的步行及活動能力，防止摔倒及維持獨立生活能力，從而改善生活質量和身體健康。我們提出以使用者為中心的共創理論（UC³），開發受長者歡迎的、新穎的智能可穿戴機械人來改善長者步行和活動能力。
首先基於心理社會學的視角，研究長者對步行和活動能力的個別需要，然後根據人體機能學的設計指標發展出個性化穿戴式機械人。基於剛柔混合的結構，機械人將採用新型傳感器和分佈式驅動系統以及人機協作的控制方法。
新型的機械人將以UC³為理論基礎進行測試，評估及持續改良。項目團隊已開展了前期的研究工作，初步結果清楚顯示這種研究方案的可行性和創新性。項目團隊由跨學科研究專家組成，包括了工程學、老年學和醫學的專家，並通過與香港長者群體和服務機構的合作，我們對項目的成功實施充滿信心。此項目將成立一個由相關的社會團體和工業界專家組成的影響力委員會，以推動增大研究成果的社會效益及成功的技術轉移。同時，產業化也將是項目中的重要部份，以確保項目成果對香港社會及經濟發展發揮最大作用。本項目的成功將能推動香港走向國際助老機械人技術的領先地位，並提供關鍵技術改善香港老齡社會服務。同時項目將創造機會為香港培育新一代的科學家、工程師和社會老年學家，從而推動香港經濟和社會的可持續發展。