學研提升

老齡性骨骼系統退化及再生策略

全球老齡化問題日趨嚴重，與年齡相關的骨質疏鬆症和骨折的發生率亦相當高，全球每三秒就有一宗骨質疏鬆性骨折。「老齡性骨骼系統退化及再生策略」項目於2021年獲香港大學教育資助委員會的「卓越學科領域計劃」，並獲撥款逾七千萬港元。

中大醫學院助理院長（內地事務）、卓敏矯形外科及創傷學教授秦嶺，他主要研究骨關節疾病的病因、早期診斷和防治，包括骨質疏鬆症、骨頭壞死及骨關節炎，以及骨折及修復。團隊發現可生物降解鎂金屬具備獨特的生物力學性能和生物學功能，即通過降解釋放的鎂離子刺激骨膜中的感覺神經末梢，從而上調和釋放在背根神經節合成的降鈣素基因相關肽（CGRP）促進成骨。研究又進一步闡明CGRP可促進骨膜源性幹細胞向成骨細胞分化，從而加強骨質疏鬆性骨折的愈合，意味鎂金屬是促進老年人骨骼再生的優異的生物可降解金屬材料。在卓越學科領域計劃支持下，研究團隊將尋求針對難治性肌肉骨骼疾病的新型治療方法，實現臨床轉化，減輕老齡化社會帶來的醫療和經濟負擔。

早於2015年，研究團隊已研發出一種結合可生物降解的鎂金屬與傳統材料製成的骨內固定物，用於骨質疏鬆性骨折固定手術，新物料設計的固定組件不但可將骨折愈合時間縮短三成，亦能將愈合的骨骼強度提高三成，有助避免或減少再度骨折。團隊其後改良並製作新型含鎂內植物骨折固定混合系統，於2018年第46屆「日內瓦國際發明展」上獲頒發評判嘉許特別金獎。

天然及非天然化合物之有機合成

中大與香港大學及中國科學院上海有機化學研究所「金屬有機化學國家重點實驗室」合作，共同建立的「合成化學國家重點實驗室」，由黃乃正教授擔任副主任，實驗室旨在研究新穎合成物的設計、合成與應用，亦將致力發展環境友好的化學合成新方法。此外，實驗室為香港各大學的跨學科基礎研究提供平台，培育研究人員。

黃教授亦為中大新亞書院前院長、榮休化學講座教授及研究教授。他的研究方向為天然及非天然化合物之有機合成，現為多份國際及內地化學期刊編委、資深評委或學術諮詢委員。黃教授積極貢獻內地的科研發展，他現為中國科學院上海有機化學研究所滬港化學合成聯合實驗室管理委員會主席，並出任多所內地大學的客座及顧問教授。歷年來，黃教授獲多項殊榮，包括中國國家自然科學二等獎（1997年）、香港裘槎基金會傑出研究獎（1999至2000年）；並分別於1999年、2004年及2015年獲選為中國科學院院士、發展中世界科學院（前稱第三世界科學院）院士及香港科院院士。

無創性產前診斷技術

有「無創產前檢測之父」之稱盧煜明教授，現為中大醫學院副院長（研究）、化學病理學系系主任及李嘉誠健康科學研究所所長。他於1997年加入中大，同年發表研究指出孕婦的血漿內存有高濃度的胎兒DNA。

盧教授及其團隊後來研發了唐氏綜合症的無創檢測方法，成功將以DNA分析為本的「無創性產前診斷技術」，從科學研究層面應用至臨床診斷，現時已被全球數十個國家廣泛採用，每年數以百萬計孕婦受惠，是醫學界的重大突破。此外，盧教授的團隊透過大型平衡測序技術及創新的生物信息科技，分析母體血漿中的微量DNA，成功破解了胎兒的全基因組圖譜，從而可及早預測多種遺傳病。

盧教授將產前檢測的概念延伸應用至其他醫學領域上，如器官移植後監測排斥反應的新方法，他領導的跨學科研究團隊成功將DNA測序技術應用至癌症檢測，能非入侵性地找出癌症基因組中多種類型的改變。盧教授領導的「母體血漿胎兒核酸研究中心」，獲香港研究資助局選為「卓越學科領域計劃」，他同時出任「轉化腫瘤學國家重點實驗室（香港中文大學）」的主任。

盧教授多年來榮獲多個獎項，包括獲英國皇家學會頒發2021年生物學科「皇家獎章」，為首位華人得獎者；有「科學界奧斯卡」之稱的「2021年科學突破獎—生命科學獎」；多次獲選為「全球20位頂尖轉化研究科學家」；以及有「中國諾貝爾」之稱的「未來科學大獎－生命科學獎」。

大豆基因組研究

中大卓敏生命科學教授林漢明是植物基因研究及分子生物學專家，從事大豆研究超過20年，他矢志在優質種質資源中鑒定及發掘可增強作物在生物與非生物逆境中生存能力的關鍵基因，結合學術界的高端科技與傳統育種專家的智慧來發展氣候智能的可持續農業。

林教授團隊是世界首個利用全基因組測序技術證明野生大豆生物多樣性的隊伍（2010年於學術期刊《自然》上發表），更完成全球首個野生大豆的參考基因組（2019年於學術期刊《自然•通訊》上發表），為世界大豆基因研究提供重要的工具。他們利用基因組及遺傳學合並技術，首次從野生大豆的基因序列找出最主要的耐鹽基因（2014年於學術期刊《自然•通訊》上發表）。並與內地育種專家合作，利用分子標記檢測技術，培育出既含有耐鹽基因同時又適合西北黃土氣候及土質的耐鹽抗旱大豆，從而擴大大豆的耕種範圍，為可持續農業生產作貢獻。

中國國家科技部於2008年，批准成立「農業生物技術國家重點實驗室（香港中文大學）」，林教授為該實驗室現任主任。實驗室以創新性農業技術為目標，進行與農業相關的基礎應用研究。研究重點包括利用最新基因組、遺傳學、細胞學、分子生物學及生理學手段，研究與耐逆、節水、高產、質量相關的機理，以及有關的重要功能基因的挖掘。重點建立細胞學與細胞技術平台，並發展生物反應器。加強分子生物學及基因工程平台建設，包括最新組學技術，分子演化模型等。

中醫中藥研究與發展

中大2000年成立中醫中藥研究所（ICM），並獲香港政府研究資助局選中成為「卓越學科領域計劃」，領導香港城巿大學、香港理工大學和香港科技大學，以「中醫中藥研究」作為補充現代醫學防治疾病的命題，採納一個以療效為基礎的中醫中藥科學驗證模式，為多類西方醫學仍未找出徹底有效治療或預防方法的疾病，尋找互補或另類療法。

研究所針對五條分別針對肝炎防治、舒緩婦女更年期症狀、促進糖尿足愈合、治理小兒哮喘及促進心血管保健的草藥配方，充分驗證其臨床療效、作用機理及應用安全。這研究項目在已有成果的基礎上，繼續深入探究兩個分別針對促進糖尿足愈合及心血管保健的草藥配方，研究成果除了可以為選定的草藥配方提供臨床療效證明外，亦會制定中藥臨床研究與藥物鑒證的模式，為藥物開發及中藥商品化作好準備，從而為香港造就更多商機。該卓越項目延續7年，成績優異。

上述計劃由梁秉中教授帶領，他早年負責矯形外科及創傷學系教學、研究與發展，並是顯微外科、手外科和康復專業的先驅，特別對工業安全關注，大力支持內地工業安全發展，獲香港內外表揚。1994年，中大頒授他校內首個理學博士學位（DSc）。梁教授其後倚仗家學淵源，開始從事傳統醫學研究，意圖使用中醫中藥，補充西醫西藥尚欠完善的區域。

中大ICM更獲中國國家科學技術部同意，聯同中國科學院昆明植物研究所，建立國家重點實驗室（2017年後稱「藥用植物應用研究國家重點實驗室（香港中文大學）」），着力研發特殊醫學問題，實證為本的健康補充品（即中成藥），主要針對老年衰退問題、癌症治理、敏感症及免疫系統失調難題。

細胞器生物合成及功能研究

「細胞器生物合成及功能研究中心」獲香港研究資助局選為「卓越學科領域計劃」，重點研究三類細胞器的生物起源和功能，包括高爾基體、反式高爾基體網絡結構和新的細胞器EXPO。EXPO負責調節一種以往未被發現的蛋白質分泌途徑，其潛在功能之一是釋放抗菌劑至植物表面，以抵禦細菌、病毒及外來傳染物入侵。該研究不僅可以解答重要生命過程中的基礎問題，比如在植物細胞壁的生物合成和脅迫應答信號通路中，細胞器的生物起源及其所起的功能；而且對於香港和中國生物技術產業的發展，具有潛在的應用價值，包括提高植物作為生物燃料來源的價值，以及增加作物在惡劣生存環境中的產量。

該研究中心由中大生命科學學院卓敏生命科學教授姜里文領導，姜教授多年來致力於研究蛋白質傳輸機理及細胞器的生物形成機制，在植物細胞生物學領域處於國際領先地位。他較早前亦帶領由香港、日本和美國科學家組成的國際科研團隊，利用世界領先的三維電子斷層掃描技術，以納米分辨率揭示了植物根細胞中液泡起源的奧秘。有關研究成果已刊載於著名學術期刊《自然—植物》（Nature Plants）並曾獲重點推薦。

另外，姜教授近期亦獲得了香港研究資助局資助的協作研究設備補助金（CRF-E），用以建立香港首套先進的冷凍電子顯微鏡/斷層掃描分析的樣本製備系統，從而最大限度地利用現有的cryo-EM/ET平台，推動前沿細胞和結構生物學研究，並促進香港的協作研究和卓越研究。

新型太陽能電池研究

由於解决能源危機和環境問題的需求不斷增長，太陽能行業已成為增長最快的行業，而第三代太陽能電池，例如有機和鈣鈦礦太陽能電池，都依靠半導體薄膜活性層來收集太陽能。其薄膜活性層的晶體結構，取向性等形貌特徵對器件性能具有决定性的影響。精確地表徵微觀結構與形貌，揭示成膜動力學成為極需的研究方向。

路新慧教授和團隊主要從事與新型太陽能電池相關的基礎研究，包括同步輻射Ｘ射線散射技術及光伏薄膜微觀結構表徵等。在有機太陽能電池領域，研究人員有系統地研究了有機光伏活性層的複雜形貌與器件性能的相關性，首次揭示了高性能非富勒烯受體由端基π-π堆疊形成的主鏈長程有序性的形貌優勢，提出了三元體系形貌兼容性的選材規則，並發展新型Ｘ射線散射技術，用於探索有機薄膜三維微觀結構。

在鈣鈦礦太陽能電池領域，作為全球少數幾個掌握原位表徵技術的團隊，深入研究了多種鈣鈦礦體系從溶液態到薄膜態的結晶過程及其穩定性，揭示了A位及X位摻雜對結晶路徑的影響，並開創性地提出了延長前驅液的長期穩定性及增加器件製備可重複性的有效方案。這些成果指導了新型光伏材料的合成及器件製備方法的設計，從而為新一代太陽能電池的進一步產業化建立了良好的科學基礎。

近年，路教授積極推動港澳學者融入大灣區，參與建設東莞中子散射譜儀及建立聯合實驗室平台以促進港澳學者對中子散射的應用，擔任中國物理學會中子散射專業委員會委員，獲選為「2020全球最廣獲徵引學者」以及2021年度「優秀青年科學家基金項目（港澳）」。

炎症性腸病診治研究

炎症性腸病（IBD），包括克隆氏症及潰瘍性結腸炎，是復發性慢性疾病引起的炎症性腸炎。在過去的三十年中，全球有超過680萬的IBD病例。此症主要影響年青人，不但為他們帶來健康和經濟負擔，亦大大降低其生活質素。這種原本以為是「西方」的疾病，近年來在中國（內地、香港、澳門）及亞洲多個地區呈現發病率激增，然而其發病機制及流行病學規律仍不清楚。

過去10年，黃秀娟教授團隊進行了最前沿的IBD臨床研究，在IBD的流行病學、自然史、遺傳學、環境風險因素等方面取得一系列突破。團隊帶領20多個亞太國家的30個研究中心建立第一個亞太IBD流行病學平台，為IBD的臨床護理、疾病診治及醫學研究的系統性革新作出了傑出貢獻。

團隊最新研究成果指出，不同環境暴露和微生物因素在IBD疾病發展中不容忽視，靶向調控環境及微生物因素將為IBD的預防及治療帶來新希望。展望未來，黃教授與團隊將開展三項開創性探索：第一個方向是建立粵港澳大灣區10萬母嬰隊列，針對孕婦及其嬰兒的腸道菌群進行研究，以評估嬰幼兒時期的環境及飲食因素如何影響兒童的健康，此研究亦有助於評估孩子患病的風險因素、預防及疾病治療；第二個方向是篩選出「好」細菌並精凖的移植於病人身上，靶向治療疾病；第三個方向是研發微生態免疫配方，改善腸道微生態失衡以減少炎症性腸病的風險。

黃教授憑上述研究獲選為「2020全球最廣獲徵引學者」，亦獲頒2020年度「高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術）—自然科學獎一等獎」以及「裘槎優秀醫學科研者獎2020」。

光催化劑研究

全球暖化問題日趨嚴峻，改用潔淨能源、減少碳排放是大勢所趨。太陽能發電早已有其他人研究，因此余濟美教授帶領研究團隊，發掘太陽能的新可能性，那就是結合太陽光和水來產生氫氣。

早於25年前，研究團隊已經着手研究結合太陽光和水來產生氫氣，製造潔淨能源。水的化學成分是H2O（即氫和氧），團隊研究如何利用陽光打破當中的化學鍵（Chemical bond）從而產生氫氣，成為潔淨能源。他們利用紅磷設計光催化劑，磷是化學元素的一種，地球上磷的藏量豐富，在雀鳥的糞便或礦物質中都可容易找到。這種光催化劑可在陽光下把水分解，產生氫氣，其效果可與傳統的光催化劑作比較，這結果為解决能源問題提供一個新途徑。

由於現時即使運用潔淨能源，仍有碳排放問題（現時大部分氫氣都是產自石油產品），利用水來產生氫氣作為能源是比較理想，余教授的研究為解决能源問題提供新思維。他亦期望將來可以發現更有效的光催化劑，找出當中化學反應的機理。

余教授現任中大理學院研究教授及聯合書院院長，於光催化研究方面成績斐然，其論文常受引用，曾多次獲選為「全球最廣獲徵引學者」。他亦榮獲多個榮譽及獎項，包括於2005年榮獲國家自然科學獎，並於2009年獲國家教育部委任為長江學者講座教授，及於2013年擔任國立台北科技大學榮譽國際講座教授。余教授同時擁有多項有關製造和應用光催化納米材料的發明專利權，以他發明的技術為基礎而製造的空氣和水質處理系統已推出市場。

醫療機械人創新技術

香港中文大學於2019年與全球排名十大學府 - 蘇黎世聯邦理工學院、倫敦帝國學院，以及約翰·霍普金斯大學簽署合作協議，透過新成立的「醫療機械人創新技術中心」，集合頂尖臨床及醫學工程專家，開展三大範疇的研究，包括「經腔道多規模機械人診斷及治療平台」、「經腔道磁力導航機械人平台」及「影像追踪機械人介入技術」，共同重塑多個醫學專科在診斷和治療技術方面的發展。

周毓浩創新醫學技術中心主任趙偉仁教授是該技術中心的聯席主任之一，他是引領內鏡、微創和機械人手術的外科專家，專注研究早期上消化道腫瘤的治療、用於診斷和治療早期胃腸癌的新型內鏡技術，內鏡手術以及腔內手術的機械技術。

趙教授參與領導的跨學科研究團隊，成功開發且不斷優化機械人內鏡平台，提升先進內鏡切除術成效，他更以該等嶄新平台分別於2011年完成了全球首宗機械人輔助的胃部內鏡黏膜下剝離術（ESD），及於2020年進行了技術要求更高的全球首宗機械人輔助的大腸ESD，造福更多病人。

此外，由團隊研發的「內鏡手術機械人」榮獲2019年日內瓦國際發明展評判嘉許特別金獎。該系統設有兩支靈活的機械臂，可以克服工具體積和切割力度等問題，執行較高難度的治療程序，把手術所需時間減少三分之二的同時又能提升手術的安全性和效用。

團隊今年亦成功研發了一款配備內鏡輔助磁力導航系統的「生物合成軟體微型機械人」。這款微型醫療機械人，配合實時成像導航技術，能在人體內快速傳輸，有望用於治療迂回曲折管道內的疾病，特別是針對一些常規醫療儀器未可觸及的部位，進行微創治療。

「以人工智能促進認知健康」計劃

「以人工智能促進認知健康」計劃獲香港研究資助局撥款資助，開發人工智能（AI）驅動的技術，提取口語生物標誌物以及早發現神經認知障礙，並透過AI醫療保健技術優化神經認知障礙管理，響應世衛將腦退化症提升為國家和國際層面上公共衛生和社會護理的首要關注問題。計劃希望藉着話語，如咬字、用語、詞匯、談話等特徵，來檢測神經認知障礙的迹象。而人工智能檢測有不少優點，由於它是自動化、低障礙、客觀、符合成本效益的程序，不但有效解決人手短缺問題，其實時口語的數據更能擴充傳統記錄模式，多方面支持專業人士的主觀判斷。

上述計劃由蒙美玲教授領導，她是中大禤永明系統工程與工程管理學教授，她的研究專長包括用於語音和語言技術的AI，以支持多語言和多模態人機交互，電子學習和輔助技術，以及使用AI的大數據決策分析，她亦致力為中風及腦癱等病人研發粵語智能語音系統，協助他們融入社會。蒙教授同時擔任中大利群計算及界面科技教育部－微軟重點實驗室並擔任聯席主任，並創立了清華大學-香港中文大學媒體科學、技術與系統聯合研究中心，以及何鴻燊海量數據決策分析研究中心。

歷年來，蒙教授獲獎甚多，包括 2012-2013APSIPA傑出講師，2015-2016 ISCA傑出講師，2009年國家教育部高等學校科學研究優秀成果獎之科技進步獎，2016 IEEE ICME最佳論文獎，2017年HKPWE傑出女性專業人士和企業家獎，2018 Hong Kong ICT Smart Inclusion銀獎，CogInfoComm 2018年最佳論文獎，和2019年IEEE SPS Leo L.Beranek Signal Processing Society傑出服務及領導獎。

區域遷移系統建模與模擬

「區域遷移系統建模與模擬」這研究項目，是運用創新的仿真方法分析遷移模型的誤差來源。模型誤差可以因遺漏重要的變量、隨機過程的錯誤假設和隨機過程等不同因素引起，但以往的遷移模型研究只用擬合度這項綜合指針評估模型，不能區分各種誤差。沈教授的研究將解決此難題，利用創新的方法有效識別各種誤差，推進遷移建模的方法，更準確地分析遷移流。

項目由沈建法教授主導，他為中大地理與資源管理學系教授兼城市與區域發展研究中心主任。其研究領域包括人口遷移與城市化、城市與區域發展、香港與珠江三角洲等，在理論與方法的發展、實證分析與應用方面作出不少貢獻，包括建立雙軌城市化框架和找出中國人口遷移模式改變的原因。

憑卓越的研究成果，沈教授獲香港研究資助局頒發首屆「研資局高級研究學者計劃」獎項（2020/2021年度）。每名得獎者可於60個月資助期間，獲發放經費津貼以聘任替假老師及支持研究項目的開支，讓他們能專注於研究工作。根據《城市研究》2017年發表的論文，沈教授是1990至2010年全球城市研究領域前50名最具生產力的學者之一，去年他更入選美國史丹福大學發佈的全球排名前2%科學家名單，並憑傑出研究成果獲頒2007–2008及2013-2014年度中大卓越研究獎。

微生物系統自組織現象

微生物系統在時間和空間上的自組織現象，是一個融合物理學和生物學的領域。吳藝林教授帶領的團隊較早前發現了生物學上一種全新集體振蕩規律，而該規律並不需要由自身振動的細胞之間建立長距離聯繫而產生，與學術界一直理解的集體振蕩現象截然不同。

團隊於細菌懸浮液中發現，當成千上萬個細菌處於高度密集狀態時，每個細菌看似雜亂無章地運動，內裡卻潛藏着高度有序的集體振蕩規律。這種現象為學術界首次在實驗中觀察到隨機運動的「弱同步」現象，展示了多細胞生物系統中嶄新的集體振蕩模式，該項新發現有望為生物醫學研究及活性物質的跨學科研究提供嶄新方向。

另外，研究團隊在活性物質領域亦取得新突破，團隊發現材料的黏彈性可以控制活性流體在空間和時間上的自組織過程。研究結果有望應用於新型自驅動材料或器件的製備，例如無須電路組件便能產生動作節奏的微型軟件機器人，同時推動微生物學研究發展。

吳教授獲香港研究資助局頒發首屆「研資局研究學者計劃」獎項（2020/2021年度），支持其研究工作。他的團隊將研究細菌構成的活性物質在複雜流體環境中的自組織行為和力學性質，期望為非平衡物理學和活性物質工程提供新的模式體系。至今，他已指導五位博士及兩位碩士畢業生，並於2017年獲頒中大青年學者研究獎。

碳硼烷的可控官能團化

碳硼烷是由硼、碳和氫原子組成的籠狀分子，具有獨特的三維結構、芳香性及熱穩定性。這些特質使碳硼烷成為獨特和具價值的分子建構組件，適用於功能性材料到藥物的各項應用。中大化學系與中國科學院上海有機化學研究所的合作研究團隊，在中大化學系卓敏化學講座教授謝作偉教授領導之下，運用金屬有機化學方法發展出一系列合成策略，為有關化合物的應用提供新方向。「碳硼烷的可控官能團化」項目亦榮獲國家教育部頒授2019年度高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術）自然科學獎二等獎。

謝作偉教授的學術成就蜚聲國際，其研究領域包括d-和f-族過渡金屬有機化學、硼籠、碳硼烷、超級碳硼烷和金屬碳硼烷化學、均相催化和小分子活化等。他的著作甚豐，至今已在國際學術期刊發表逾320篇論文，其研究成果多次獲美國化學會周刊《化學化工新聞》（Chemical & Engineering News）作重點介紹。謝教授更積極鼓勵研究，教研卓越，多年來培育眾多科學人才，其中近20位在內地高校、科學院研究所、科大及城大任教，享譽學術界。

謝教授獲香港研究資助局頒發首屆「研資局高級研究學者計劃」獎項（2020/2021年度），以支持他的研究工作。謝教授將研究嶄新且便宜的金屬催化合成方法，為碳硼烷功能分子的高效建構和相關應用發掘更多可能性。

GLP-1R激動劑推遲衰老以及無創伴隨診斷的研究

中樞神經在人類自然衰老的過程中發揮着關鍵作用，調控中樞神經細胞和小膠質細胞的炎症反應及內分泌調節功能，或可推遲身體衰老速度。高浩醫生帶領研究團隊開展「GLP-1R激動劑推遲衰老以及無創伴隨診斷的研究」項目，早前揭示一種治療糖尿病的藥物「胰高血糖素樣多肽1受體」（GLP-1R）促效劑對衰老過程有相當強的逆轉作用，可部份逆轉在自然衰老過程中，大腦的血管及膠質細胞的功能及基因上的變化。

這意味着可以在臨床試驗中測試將GLP-1RA用於治療與衰老相關的腦血管疾病，例如：腦小血管疾病。它還可能進一步擴展為預防療法，用於因腦血管退化而有高風險患痴呆症的老年人。研究團隊將進一步探索GLP-1R促效劑在潛在推遲身體衰老的作用、運作機制及臨床可轉化性，並開發無創診斷工具，監測GLP-1R促效劑的效用。高浩醫生亦憑上述項目獲選2021年度「優秀青年科學家基金項目（港澳）」。

在開展臨床學習前，高醫生獲推薦到英國倫敦大學學院攻讀博士課程，師從腦神經科學權威Thomas Mrsic-Flogel教授攻讀神經科學博士課程。他更於2020年獲裘槎基金會頒發「裘槎前瞻科研大獎」，以表彰其卓越神經科學科研成就。得獎者被視為極具才華及學術成就足以在國際學術界競爭的學者，學術成就處於剛起步階段的「明日之星」。得獎者獲頒最高港幣500萬元以供五年研究之用，推動香港的教育和科研發展。

組織器官硬化（纖維化）研究

中大卓敏生物醫學研究教授藍輝耀教授是享譽國際的腎臟專家，在心血管、腎臟疾病以及纖維化、器官硬化、基因治療等方面深入研究。藍教授領導的研究團隊主要研究組織器官硬化（纖維化），發現轉化生長因子SMAD3（TGF-β/SMAD3）信號通路是組織纖維化的主要分子機制和治療新靶點。該研究成果榮獲2014教育部優秀自然科學二等獎，2015中華醫學科技一等獎和2016國家科技進步二等獎。

此外，研究團隊還成功破解免疫細胞在腎臟纖維化的作用與機理，發現人體重要免疫細胞之一的巨噬細胞，一旦在受損腎臟組織中過度激活，便會在轉化生長因子SMAD3信號的誘導下異常表達腦部神經元獨有基因Pou4f1，促進巨噬細胞轉變為肌成纖維細胞，加速腎臟硬化而導致腎功能衰退。臨床前研究顯示，針對SMAD3和巨噬細胞Pou4f1的基因標靶治療能夠有效阻止腎臟纖維化，為腎病治療開創新方向。

另外，藍教授團隊亦以「非病毒方式的全新癌症基因治療」，在「2021年日內瓦國際發明展」取得評審團特別嘉許金獎。這是一個毋須利用病毒亦能達到調控局部致病基因轉錄效果的新基因療法。研究團隊採用RNAi干擾或高表達技術與超聲波微泡技術相結合，能高效率且特異的把這些基因表達質粒引進到局部腫瘤組織或者有病變組織細胞，在轉錄組水平抑制病變基因表達以發揮治療疾病效果。這項技術可望發展成為臨床上安全的靶向基因治療方法。藍教授在世界高級學術刊物上發表論著達365篇，H指數103，並多次主持世界各級學術大會和演講。

智能手錶及手環內置電力採集系統

針對智能裝置如手錶及手環的電池續航力問題，中大卓敏機械與自動化工程學教授廖維新教授率領的研究團隊設計了一套體積細小、可內置在手錶的電磁發電系統，提供永續電力，免卻經常要充電的煩惱。

研究人員在設計電力採集系統時，利用電磁組件取代機械直齒輪結構，並在非常有限的空間加入動作捕捉器、升頻器、以及發電機組，並採用同軸佈置，令裝置結構高度緊密，減少能量損耗。測試結果顯示，整套系統體積僅有5立方厘米，但發電量高達1.74mW，功率密度是同類產品或研究的10倍，可滿足市場上眾多智能手錶和手環的電能需求。此外，與機械齒輪不同的是，磁性升頻器使用電磁傳動，避免了因機械摩擦導致的能量損失，減少物理損耗。再者，磁性升頻器結構簡單，製作成本低，有利於大規模商業應用。廖教授亦憑這個名為「智能手錶及手環內置電力採集系統」的項目，在「2021年日內瓦國際發明展」奪得金獎。

廖教授是機械工程的國際專家，自1997年加入中大，現為機械與自動化工程學系主任及中大智能設計與製造研究所所長。他和團隊積極在科研路上尋求創新，並在重要國際期刊和會議上發表了300多篇文章，擁有多項專利及學術獎項。廖教授更獲美國機械工程師學會頒發「適應結構與材料系統獎」（Adaptive Structures and Material Systems Award），以表彰他在工程方面的科技創新與成就，更是首名獲得此獎項的香港學者。

全屬性一體化遙感影像融合

中大地理與資源管理學系教授黃波教授身兼太空與地球信息科學研究所（太空所）副所長，研究領域涵蓋遙感影像融合、時空大數據統計分析和環境監測及可持續空間規劃。近年，黃教授及團隊建立了一個全面的理論框架，開發了一系列關於時空數據回歸和多分辨率時空數據融合的模型和算法。其中，地理和時間加權回歸模型（GTWR）已成為時空數據分析領域最具代表性的模型之一。

GTWR被世界各地學者廣泛應用，例如運用GTWR對建城區遙感數據和社交媒體數據進行綜合分析，能快速準確地識別出城市土地利用分佈情况。時空數據融合模型克服了當前衛星遙感技術的瓶頸問題，即必須在空間和時間分辨率之間進行折衷，這是太空對地觀測技術的重大突破。GTWR和時空融合模型已獲社會廣泛應用，該研究項目更獲國家教育部頒授「2020年度高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術）—自然科學獎二等獎」。

黃波教授領導的研究團隊研發的「PhotoAir」，在「2021年日內瓦國際發明展」取得金獎。這是一個能夠實時監測懸浮粒子PM2.5濃度的流動應用程序，是世界上第一個同類應用程序。用戶只需用手機拍照，系統會根據光學原理，使用先進的計算機視覺和人工智能算法，提取照片中的複雜特徵，測量室內或室外PM2.5濃度。這個應用程序不受天氣影響，還可以為用戶提供當天空氣清新度或污染度的實時警報，並提供預測工具，協助用戶規劃當日進行戶外或室內活動。

網絡編碼研究

中大卓敏信息工程學講座教授兼網絡編碼研究所聯席所長楊偉豪教授是國際知名的信息理論專家，也是網絡編碼領域的聯合創始人。他以嶄新的方式將信息理論、編碼技術和網絡系統結合，不但為網絡編碼領域奠定了基礎，更對該領域的研究人員影響深遠。

在1990年代末，楊教授提出網絡編碼的嶄新概念，徹底改變了網絡通訊的發展。網絡編碼通過對網絡內部的數據包進行編碼，令網絡的信息傳輸量得以大幅增加。這意味着用家可以使用互聯網更快速和順暢下載數據及觀看視頻，並進行更安全的通訊。

楊教授現時專注研究信息論和網絡編碼技術，並開發出一種名為分批稀疏碼（BATS code）的網絡編碼算法，BATS code能夠克服數據流失的問題，加上其對硬件的計算能力和緩存的需求不高，低耗能的通訊器材已足夠應付，故可大幅提升網絡的傳輸速率和減低數據包流失的情况。

為表彰楊教授在開拓網絡通訊和BATS網絡編碼等方面的重大貢獻，他早前獲國際權威組織電機暨電子工程師學會（IEEE）頒授2021年度IEEE理查德·漢明獎章，亦是該獎項自1988年創立以來首位獲獎的亞洲學者。IEEE獎項評審委員會形容楊教授的貢獻「永久改寫了我們對網絡通訊的認知，並深刻影響了糾錯碼、資訊安全、無線網絡和資料存儲等範疇」。楊教授其後更獲頒2022年度克勞德·香農獎（Claude E. Shannon Award），該獎項為信息論領域的最高榮譽。

視覺導航智能搬運機器人系統

香港中文大學卓敏機械與自動化工程學教授、天石機器人研究所所長劉雲輝教授為機器人和自動化領域國際著名學者，主要研究機器視覺與機器人運動的融合理論及技術，及其在醫療機器人和服務機器人等領域的應用。

劉教授以創新的理論和方法實現機器人的視覺與運動或操作的有機融合，近年帶領團隊把相關理論和方法應用到醫療機器人、工業機器人、建築機器人等領域，積極推動成果轉化和產業化。團隊開發的「視覺導航智能搬運機器人系統」不僅可以完成工廠或倉庫貨物的自動搬運，在世界上首次實現了9米高貨架上存取貨物，也是目前世界上唯一能完成這一高難度作業的產品。

團隊開發的三維視覺傳感器、機器人抓取規劃軟件、建築噴塗機器人等也已經實現產業化。這些產品在先進製造、物流、建築等行業都已經得到規模化應用。劉教授研發的基於視覺食品、軟組織等變形物體操作理論和方法在手術自動化、食品加工、柔性製造、餐飲服務業有非常好的應用前景，部分成果已經應用到在其團隊研發的功能性內鏡鼻腔手術的內窺鏡輔助操作機器人、子宮切除術機器人等。

肺癌研究及創新治療方法

中大醫學院腫瘤學系系主任兼李樹芬醫學基金腫瘤學教授莫樹錦教授，多年來致力研究肺癌的生物標記，他的多項研究成果一直處於世界領先地位，扭轉了肺癌治療的方向，訂定了全球肺癌治療的新準則。

以往晚期肺癌唯一的治療方法是化療，但化療在消滅癌細胞的同時，也傷及正常細胞。因此化療病人平均存活期只有數月。莫教授研究發現，肺癌病人會出現基因變異，影響治療效果，並成為全球第一人將「個人化治療」的概念應用在晚期肺癌患者身上。

多年來，莫教授領導多個重要的大型跨國研究，並於頂尖醫學期刊如《新英倫醫學雜誌》（The New England Journal of Medicine）和《刺針》（The Lancet）等發表逾250份著作。他亦榮獲不少國際獎項，包括是首位來自亞洲學府學者獲選為2020年度「腫瘤學巨人」（2020 Giants of Cancer Care® Award）；獲選為「2020全球最廣獲徵引學者」；獲頒「2020年度高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術）—自然科學獎二等獎」；於2018年獲歐洲腫瘤學會頒發「終身成就獎」，學會更形容莫教授是「腫瘤學的一個傳奇」。另外，莫教授和吳一龍教授多年來在研究上緊密合作，兩人共同發表多篇國際文章，並一起在2017年獲得國家科學技術進步獎二等獎。

胃腸腫瘤早期無創診斷標誌物和檢測試劑盒

香港中文大學深圳研究院消化道腫瘤生物學及治療學實驗室主任于君教授，長期致力於消化道腫瘤的基礎和轉化研究。發表SCI學術論文432篇，其中IF20分以上論文74篇，ISI總引用24579次，H指數80，獲得國家自然科學獎等40多項國內外獎勵。

團隊率先確立了腸道微生態與消化道腫瘤的關係，證實了其臨床應用價值；闡明了大腸癌基因組突變，系統揭示大腸癌發生新的遺傳學和表觀遺傳學機制；對胃癌發生發展誘因、關鍵分子機制、診斷和防治進行系統深入研究並取得一系列重要創新性成果；率先系統闡明非酒精性脂肪性肝炎和相關肝癌發展的關鍵分子機制、早期診斷標誌物和治療靶點。成果獲得2016和2020年國家自然科學獎二等獎等多項獎勵。已獲授權專利23項，在申請專利22項。

團隊在胃腸腫瘤無創診斷的轉化方面成果顯著。腸癌研究方面的轉化成果—miR-92a大腸癌無創檢測試劑盒於2018年獲得國家食品藥品監督管理總局（CFDA）批准上市用於臨床檢測（批准號#20183400108），是中國首款獲批的無創結直腸癌檢測試劑；糞便微生物標誌物用於大腸癌篩查的專利轉化成果-M3檢測試劑盒已在香港應用於臨床；胃癌研究方面的轉化成果-RNF180甲基化胃癌無創檢測試劑盒於2020年獲得CFDA批准上市用於臨床檢測（批准號#20203400447）。這些檢測試劑盒為胃癌和腸癌的早期無創診斷提供了新的技術。

研究人類基因組結構變異的發生機制與其在出生缺陷等疾病的致病機理

蔡光偉教授，香港中文大學婦產科學系教授、博士生導師、香港中文大學深圳研究院研究員，現為國家衛生健康委能力建設和繼續教育中心遺傳諮詢能力建設專家委員會委員，國家自然科學基金及國際重大科研基金評審專家。

香港中文大學婦產科學系蔡光偉教授團隊，致力於研究人類基因組結構變異的發生機制與其在出生缺陷等疾病中的致病機理等。2009年，團隊率先引進染色體基因芯片，並成功應用於臨床疾病研究，目前已經被香港特別行政區醫管局採納為公立醫院產前診斷免費檢測項目。為提高檢測精度，團隊在過去數年中，成功開發了基於低深度高通量全基因組測序 (low-pass genome sequencing) 的檢測方法，高效檢測複製數變異，亦在多項研究中證明此方法對微小複製數變異和低嵌合比例的染色體異常有檢測優勢，目前已經推廣到臨床。此外，針對反複流產等不孕不育難題，團隊成功開發了一套DNA大片段建庫方法，以及基於此建庫測序數據進行染色體結構重組（如平衡易位、倒位）的檢測算法，能夠將斷點精凖度提升到單碱基水平，更可額外檢出染色體結構重組事件，提高診斷率。而團隊在最新的研究中，創新性的利用低深度高通量全基因組測序數據來檢測雜合性缺失（單親二倍體或父母血緣），並申請了多項專利。團隊在Am J Hum Genet.，Genet Med.等國際知名期刊發表超過50篇文章。團隊承擔各類研究項目超過40項目，包括國家973重點專項、國家自然基金、香港地區科研基金等35項。蔡教授於2019年獲得香港食物及衛生局頒發卓越科研究獎（Excellent Research Award）等。

地震學和海洋地球物理

楊宏峰教授團隊致力於地震學和海洋地球物理研究，楊教授於2010年在聖路易斯大學獲地球物理博士學位，2014年入職香港中文大學，2018年獲中國地球物理學會傅承義青年科技獎，是香港地區首位該獎項獲得者。目前團隊成員包括博士及碩士生七名，博士後五名。

楊教授與合作單位共同開展了世界首次馬里亞納海溝南部的地震觀測，獲得了高精度地震目錄，估算了俯衝板塊帶入地球內部的水量。團隊成員朱高華憑藉在這一項目的突出貢獻，獲得2019 CUHK Outstanding Student Award。此外，楊教授也參加了首次中國—巴基斯坦聯合航次，對莫克蘭海溝進行了考察。

除探索海溝之外，團隊也針對大陸地震帶開展了多次野外觀測，並發展了斷裂帶成像的一系列新方法，得到的高精度結構對地震危險性評估有重要意義。並通過結合動力學數值模擬，首次提出了震中與震級之間的相關性，探究了控制地震破裂範圍以及震級的因素。博士生姚素麗憑藉相關工作，多次在國際國內會議上獲得優秀學生報告獎，並獲得2021 CUHK Outstanding Student Award。

除天然地震外，團隊也研究四川葉岩氣開採區的誘發地震，相關結果獲得了美國地震學會的推薦和報道，對工業開採的安全性具有指導意義。

超高靈敏激光氣體傳感器

任偉教授目前為香港中文大學深圳研究院研究員，朗思科技有限公司創始人及首席科學家。深入開展新型激光氣體傳感器研究，研究成果高靈敏度激光氣體檢測系統於2021年日內瓦國際發明展榮獲金獎殊榮。

研究團隊深入開展激光光譜和光纖傳感技術研究，研究成果成功應用於能源、環保和醫療等多個領域。研發了腔增強光聲光譜氣體傳感器，採用微小石英音叉探測氣體吸收產生的聲波，並結合光學諧振腔提高光功率，將探測靈敏度提高2-3個數量級，氣體探測靈敏度達到ppb級以下，可以準確、快速、靈敏測量CO、CO₂，以及各類碳氫化合物、氮氧化物等氣體成分。進一步研發了中紅外波長調製激光吸收光譜技術，採用新型氣體多通池提高激光吸收光程，並結合光纖耦合技術和人工智能算法，實現了惡劣環境多種氣體實時、在線、高靈敏測量。

在成果轉化方面，團隊於2020年成立朗思科技有限公司，並獲得近千萬元天使輪融資，面向燃煤發電脫銷系統開發了一套高靈敏烟氣氮氧化物和氨氣分佈式在線監測系統。煤燃燒過程會產生大量的氮氧化物，電廠通常在SCR選擇性催化脫硝過程提高噴氨量，該方法會增大氨逃逸水平帶來二次污染，更會促進高黏度強酸性的硫酸氫氨生成，導致空預器堵塞、引風機腐蝕，造成嚴重的經濟損失和安全隱患。團隊的研發成果有望解決能源行業的痛點問題，提高電廠脫硝能力和效率，實現大氣污染的源頭防治。

工程化關節軟骨組織功能性修復關鍵技術研發

萬超教授團隊系統開展了骨關節組織再生修復的分子學機理與策略研究。在本領域有影響的國內、外學術期刊發表論文70多篇，被引用4400多次。先後承擔或參與RGC、HMRF、NSFC等40多項課題的研究工作。

關節軟骨在創傷或退變後，自身再生修復能力很差。探索關節軟骨修復的新療法成為臨床的迫切需求。萬超教授團隊闡明了中藥活性成分淫羊藿苷（ICA）上調軟骨細胞低氧誘導因子-1α（HIF-1α）信號信號促進關節骨軟骨缺損修復的細胞與分子學機理。在3D培養體系中，ICA能增加細胞外基質合成、PCNA細胞數目，Col2表達增強。在骨軟骨缺損模型中，ICA能顯著地增加關節軟骨缺損修復的組織學評分及軟骨下骨的生成。提示ICA可作一類新型備選藥物分子，促進病損關節軟骨的修復（PLoS One 2016），Web of Science引文次數47。另外發現，低氧條件促進工程化軟骨組織生成。該團隊還製備了可用於人體關節軟骨修復的高強度水凝膠，該水凝膠具有優異的生物相容性、力學性能及可注射性，在關節軟骨缺損修復模型中，細胞/水凝膠複合體生成的新生軟骨能與宿主軟骨有效地整合。該水凝膠有望用於開發適宜的生物支架材料，以構建軟骨組織，促進關節軟骨缺損修復，為關節軟骨病損患者帶來新希望（Biomaterials 2017），Web of Science引文次數110。

超高精度3D雙光子打印及金屬打印

陳世祈教授團隊致力於激光製造及3D打印的創新研究。發明了世界上第一個基於數字微鏡陣列的隨機激光掃描器，從根本上革新了調製和掃描超短脉衝激光的方法，實現了單焦點及多焦點超高速掃描。此項技術於2018年拓展為「數字全息3D納米打印機」投入市場，同年獲得美國《R&D》雜誌評選為全球百大科技研發獎。基於時域聚焦的概念，陳教授團隊研發了首套飛秒光片微納加工系統，實現了超高精度3D雙光子打印及金屬打印。此技術在打印精度、速度、及成本上都同時突破了世界紀錄，對微納加工產業產生了深遠的影響，成果於2019年發表在《科學》期刊。相關技術已申請及獲得了多項美國專利。

該項目成果將我們創造紀錄的飛秒投影雙光子光刻（FP-TPL）技術應用於修飾可膨脹的3D水凝膠支架，以實現20nm分辨率的高速多材料納米製造—創造了打印分辨率的新世界紀錄和材料的多樣性。

飛秒光片加工（FP-TPL）系統採用時域聚焦的技術，利用數字微鏡陣列（DMD）將再生激光放大器出射的飛秒激光調製成可編程飛秒光片；相當於在焦平面上同時投射數百萬個激光焦點，取代了傳統的激光焦點連續掃描的方法。在傳統系統製造一個點的時間內，FP-TPL技術就能製造出一個完整的平面。

FP-TPL成為一項顛覆性技術的原因在於，它不僅大大提高了速度（約100mm³/小時，比現有最先進的方案高出3個數量級），而且還創造了打印分辨率（橫向和軸向約140nm/175nm）和成本（1.5美元/mm³）的新記錄^[1]。

為了進一步提升分辨率和擴大材料選擇，我們開發了基于可膨脹水凝膠支架和FP-TPL的新打印平臺。^[2]為了製造小于50納米的結構，我們首先使用飛秒光片在膨脹水凝膠支架上進行高速打印；接下來，我們根據水凝膠的配方將其骨架各向同性地收縮1,000-27,000倍，幷將目標材料沉積在被激光修飾的凝膠區域，從而製造超越衍射極限的結構。

^[1] S.K. Saha, D. Wang, V.H. Nguyen, Y. Chang, J.S. Oakdale, S. Chen, "Scalable Submicrometer Additive Manufacturing," Science, Vol. 366, No. 6461, pp. 105-109, 2019.

^[2] S. Chen, S. Gu, F. Han, Y. Zhao, A. Klimas, "3D Nanofabrication based on Hydrogel Scaffolds," US Utility Patent Application No. 17/302, 671, 2021.