對抗香港病毒性乙型肝炎

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根據香港大學醫學院團隊進行的研究,全港估計有57.6萬人患有乙型肝炎。 由袁孟峰教授(1997年裘槎博士後研究獎學金得主)率領的研究團隊聯同香港肝壽基金會,於2015至2016年間進行了一項為期19個月的全港性調查,發現香港的乙型肝炎患病率高,顯示公眾對肝病缺乏認識,以及早期篩查的重要性。同時,研究人員確立了香港對抗肝病的需求範疇。 此次研究招募了10,256名志願者接受血液檢測,當中乙型肝炎病毒檢測結果呈陽性的志願者佔7.8%(分別佔男性及女性志願者8.8%及 7.3%),而丙型肝炎病毒檢測結果呈陽性的志願者只佔0.3%。志願者中65.1%有甲型肝炎抗體,33.3%有戊型肝炎抗體,與2001年的一項調查比較,有明顯增加。袁教授表示:「我們希望紀錄香港的肝炎總個案數目,讓醫護專業人員能夠為這群患者設計更好的醫療計劃。此次研究為全港最大規模的調查,研究結果反映香港的真實情況。乙型肝炎是一個重要的公共衛生問題,影響香港廣大市民,所以我們促請政府盡快處理問題,以免情況繼續惡化。」 世界衞生組織指出,2015年全球估計約2.57億人口患有乙型肝炎,但診斷覆蓋率只有9%[1]。大部分人在急性感染期沒有任何症狀,由於患者未有察覺,他們會不知不覺地把病毒傳給他人,使問題加劇。香港大學的研究正正反映了這個情況:48%受乙型肝炎病毒感染的志願者,在研究前並不知道自己已受感染。2015年,全球約有88.7萬人死於乙型肝炎。袁教授說:「這明顯是由於缺乏公眾教育,因此我們研究的主要目的是提高公眾意識。」他又表示,戊型肝炎數字上升顯示香港公眾對進食生豬肉及肝臟等內臟的風險了解不足。「我們到全港18區進行研究並舉行講座,以讓公眾了解肝病,及其預防與治療方法。」 一旦患上慢性乙型肝炎(特別是在兒童早期階段),乙型肝炎病毒將會終生留在患者體內。30%未有處理的乙型肝炎個案會引致日後的併發症,例如肝癌和肝硬化。事實上,香港有80%的肝癌個案與乙型肝炎有關,5%的個案與丙型肝炎有關。 除了高死亡風險,處理和治療慢性乙型肝炎所引致的併發症的費用高昂,所以預防和及早診斷不具成本效益亦非常關鍵。另外,及早治療能夠明顯減低肝癌和肝硬化發生的機會。 乙型肝炎疫苗於1982年面世,時至今日,甲乙型肝炎混合疫苗非常普遍,為接種人士提供主動免疫能力。袁教授表示,香港乙型肝炎的患病率高,所以實施全人口乙型肝炎病毒篩查非常重要,被診斷的帶病毒者應被轉介到醫療系統接受持續觀察及適當治療。 世界衛生組織確立目標,包括在2030年之前達到病毒性肝炎新發感染人數減少90%,以及病毒性肝炎死亡人數減少65%,以杜絕乙型肝炎和丙型肝炎,減低對公共衛生的威脅。要達至目標,香港需要推行早期篩查及預防措施。 袁教授的團隊正在進行後續調查,追查乙型或丙型肝炎病毒檢測結果呈陽性的志願者在獲得轉介後,有否被送往醫療系統;如果沒有,團隊將會研究背後的問題。 袁孟峰教授為講座教授及李樹芬醫學基金會基金教授、香港瑪麗醫腸胃及肝臟科主管兼內科部門副主管。袁教授的研究範圍包括慢性乙型、丙型肝炎及肝細胞癌的預防、自然歷史、分子病毒學及治療。根據學術訊息資源整合平台ISI Web of Knowledge,袁教授為全球排名首1%的臨床醫學科學家。袁教授於2020年獲頒發裘槎優秀醫學科研者獎及於1997年獲得裘槎博士後研究獎學金。 延伸閱讀: 袁教授的個人專頁(裘槎基金會):https://scholars.croucher.org.hk/scholars/yuen-man-fung 袁教授的個人專頁(香港大學):https://medic.hku.hk/en/Staff/University-Academic-Staff/Prof-YUEN-Man-Fung/Prof-YUEN-Man-Fung-profile 世界衞生組織有關乙型肝炎的資料:https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/hepatitis-b

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電腦科學家的把關工作

麥佩嬈是2017年裘槎獎學金得主,她參加香港科技大學舉辦的電腦編程暑期課程時只有15歲,當時的她對電腦編程認識有限,但還是決定放手一試。這次經驗使麥佩嬈對電腦科學產生興趣,奠定她未來的事業和研究工作方向,希望可以加深人們對機器學習的了解。

這個經驗當時曾經讓麥佩嬈感到氣餒,因為她覺得學校所教的數學是微不足道的,現年25歲的麥佩嬈回顧當時的想法:「你只需要把數學題輸入電腦,就能夠輕易得到答案。」麥佩嬈當時認為高中數學變得沉悶,如果電腦的運算能力比自己強,學習數學亦只是浪費時間,因此她決定轉讀電腦科學。

麥佩嬈高中生涯的最後兩年在英國威爾特郡的寄宿學校聖瑪麗卡恩女子中學(St Mary’s Calne)渡過,目前她在牛津大學進行博士研究。直至今天,她仍然非常感激當初寄宿學校老師的建議,那位老師說服麥佩嬈修讀雙學位,因此她在牛津大學選擇修讀為期4年的數學與電腦科碩士課程,並於2016年以一級榮譽畢業,麥佩嬈表示:「原來修讀數學真的有助我更理解電腦科學。」

「電腦科學從數學中藉鑑了很多概念,這或多或少就是我現在如何看待我的研究。」

麥佩嬈的研究目標是借用數學將資料編排成電腦能夠理解的格式,這樣程式設計師就不需要理解背後的數學概念,她說:「我的研究範疇一般被稱為電腦的語義學,著重研究電腦及電腦功能的意義。」

雖然麥佩嬈參加科技大學的暑期課程後,曾認為電腦處理數學的能力比她強,「但現在我才發現電腦根本不受數學限制。」這不禁讓人思考電腦為什麼可以理解編碼,以及電腦能否根據編碼人員的指令作出相應行為。

麥佩嬈表示,要了解電腦以及預測程式的運作效果一般有兩種方法,其中之一是評估每一行編碼所帶來的結果,另外一個方法就是利用數學把程式展開,以了解程式的有效度,「我們進行研究時,兩個方法都會嘗試使用,並留意兩者有何共通之處。」

為取得研究成果,她不但獨自進行相關研究項目,同時亦加入了由牛津大學電腦科學系教授兼研究生總監Luke Ong領導的項目團隊。英國因應新型冠狀病毒疫情而封城的時候,她留在與其他學生合租的房子裏,於自己的房間內繼續進行研究工作,並利用視訊軟體Zoom與團隊溝通。

麥佩嬈說她正嘗試了解機率(probabilistic)和可微分(differentiable)這兩種數學為程式語言。2020年2月,她與Luke Ong教授於arXiv網站共同發表了研究成果[2]。arXiv是一個公開的科學論文資料庫,由美國康奈爾大學資助和營運。2020年4月,她與指導教授和兩名同事,再一次於arXiv發表了研究結果[3],以數學與電腦科學概念中的遞歸(recursion)和制約(conditioning),展示高階統計機率程式的微
分特性。

她解釋,雖然程式設計師負責編寫程式,但是把程式轉譯成機器能夠理解的格式,則是編譯器的工作。現代的程式語言基本上都有屬於自己的編譯器,餘下的程式語言都在對程式理論毫無了解的情況下臨時編譯,因此即使是同一個程式,使用不同的編譯器都有可能帶來不同的結果,而程式設計師未必能夠察覺到這個情況。

麥佩嬈以「黑盒」形容機器學習,人們對它的認識不多,很多研究團隊都嘗試理解機器學習的性質以及機器表現優良的原因,她表示:「我們非常需要了解電腦及其能力——這是我對這個領域感興趣的原因之一。我們嘗試理解電腦能夠成功運作的原因,以及它運作的方法。雖然我們對可微分語言的研究成果有所保留,但我可以說我們研究機率語言的進展良好。」

她在學校的時候數學成績很好,「我尤其喜歡數學的準確度,相反人文學科成績就不是很好。我發現解答人文學科的方法有成千上萬種,但數學的解答方法通常只有一種。」

到目前為止,她仍然對純粹的研究工作和數學比較感興趣,但她承認各個領域的界線越來越模糊,機器學習的成功表示電腦科學家亦需要了解法律和哲學。麥佩嬈說:「機器學習是個跨學科的研究,非常有趣。」她在大學的電腦科學系和統計系的朋友和同事都在進行跨學科的工作,而牛津大學現在亦已提供法律和電腦科學的聯合學士課程。「數學家和研究人員在做純粹數學的研究時都比較容易脫離現實,如果要把研究成果應用至現實生活,研究就需要跟人類有某程度上的關聯。」

麥佩嬈距離牛津大學博士畢業還有一年,她認為自己畢業後的研究工作發展有兩大方向,她可能會申請其他大學的博士後學位以拓展視野:「我可能會嘗試更多應用性質的工作,看看編譯器怎樣利用理論去翻譯程式。」另一個選擇是嘗試開始做產業研究,「每個行業都有做研究,而且研究的質量都不錯,谷歌、微軟、臉書和優步都有在我的領域進行研究。」

麥佩嬈現時在牛津大學修讀電腦科學哲學博士課程,主要研究電腦語義學,包括利用數學去評估、了解和闡釋程式語言,以協助程式設計師達到他們想要的結果。在香港出生的麥佩嬈就讀瑪利諾修院學校,隨後到英國威爾特郡(Whiltshire)寄宿學校聖瑪麗卡恩女子中學(St Mary’s Calne)完成高中學業,並在牛津大學修讀數學和電腦科學的碩士課程,於2016年以一級榮譽畢業。

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曾淑瑩博士的科學歷險記

曾淑瑩博士是2004年裘槎博士後研究獎學金得主,曾博士兒時在香港的公園和海灘尋找小生物,至今仍然保留那份對科學探究的冒險精神。 曾博士是傑出的細胞生物學家,主要研究多功能幹細胞。她回想當初對大自然和科學萌生興趣的來由,正是兒時到海灘和沙田寓所附近公園的經歷,她說:「我讀幼稚園的時候就對自然世界充滿好奇。每當我們去花園和海灘,我都會尋找小生物。」 曾博士現為香港中文大學生命科學學院副教授,亦是農業生物技術國家重點實驗室(香港中文大學)及再生醫學教育部重點實驗室(香港)的研究員。她相信兒時具啟發性的經歷是她成為成功的研究科學家的重要原因,她道:「我小時候喜歡閱讀偵探小說,想成為一名偵探,但一直都未能體驗真正的研究工作,直到我在中文大學修讀大學學位的後期才有機會接觸。」同時,她亦感謝對她早期科學家生涯有着重要影響的各個導師和老師。 曾博士記得她的高中生物老師鼓勵她動手做實驗,並指導她城門河河水污染的學校專題研習。曾博士說:「現在回想起來,那個專題研習看似微不足道,但是老師的熱誠、以及她為了支持我和我的研究工作所付出的時間,卻讓我十分感激。」 曾博士也受到她大學畢業專題導師陳振宇教授和博士生導師黃聿教授的影響,思想開明的他們透過提出富挑戰性的科學問題,為曾博士帶來重要影響。曾博士認為:「好的導師和指導教授都有熱誠、思想開明,並會支持和啟發學生。」 曾博士認為為研究進行假設(hypothesis)的時候,徹底的文獻回顧是非常重要,但創意和開明的思想也不可缺少。她表示,不受現有的知識限制,以及尋找答案時抱著接受挑戰的心態同樣重要,就像她小時候看的書裡面的偵探。 她解釋:「某些研究工作會因為其假設過於創新,又或者驗證假設的工作太具技術性挑戰,不易在實驗室進行測試,而被視為風險較大。」高風險研究的其中一個例子正是她探究癌症幹細胞的出現與逆轉細胞凋亡(apoptosis reversal)之間關係的研究工作。細胞凋亡是指細胞的死亡,是生物成長或發展的一個正常及受控程序。 細胞凋亡是化療促使細胞死亡的主要機制之一。一直以來,很多人都認為細胞一旦顯示凋亡的表徵,細胞凋亡的過程就會持續,可是有相反的證據顯示,細胞凋亡的過程可以在停止使用化療藥物後被逆轉。 曾博士的團隊提出一個全新的假設——細胞凋亡的逆轉會導致癌症幹細胞的形成。雖然曾博士的某些同仁提供意見,表示這個假設的風險頗高,但她仍然堅持,她認為在科學範疇,高風險可以帶來具影響力和突破性的高回報。此項研究最終獲得成功,確定逆轉細胞凋亡允許癌症幹細胞在非幹癌細胞群中出現。 三年前,裘槎基金會邀請裘槎科學家義務參與科學傳意訓練,立刻引起曾博士的興趣,她表示:「我認為科學能夠改善我們的生活質素。大部分的科學研究都在實驗室進行,但我希望大眾仍然能夠受到科學啟發,又或者至少保持他們對自然世界的興趣。」 曾博士的某些研究領域較為複雜,但她的傳意專家導師建議她先專注有重大影響的大事件,再闡述細節以吸引觀眾,訓練的過程中,導師亦要求參加者針對學術同仁和學童等不同觀眾群作出不同的匯報,她表示:「這促使我思考怎樣傳遞信息才能使觀眾能更容易理解。」 完成訓練後,曾博士與另一位裘槎科學家組成拍檔,到香港不同的小學進行科學表演以啟發學童對科學的興趣。表演的第一部分用簡單而令人興奮的方式展示了科學家是如何提出假設並通過實驗來驗證假設。表演的第二部分要求科學家向年齡小至9至12歲的學童解釋他們複雜的研究工作。 曾博士說:「我的研究工作主要與心肌細胞有關,所以我以講解人類心臟和心臟病作開始,然後向他們展示心臟模型。我又會準備一張圖片海報,因為一張好的圖片勝過千言萬語。」 她又道:「我喜歡啟發小孩的興趣。回想起自己小時候對自然世界萌生興趣,可能是我的天性所然,但亦與得到父母和老師鼓勵有着莫大關連。或許我做的表演能夠鼓勵下一個小孩去追尋自己的愛好,我覺得這絕對值得我花時間去經營。」 曾淑瑩博士現為香港中文大學生命科學學院副教授。她在中文大學取得博士學位後,於美國約翰霍普金斯大學(John Hopkins University)及美國加州大學(University of California)完成博士後培訓。她發表過逾70篇學術論文及數個有關幹細胞研究和心血管研究的書籍章節,同時為數間資助機構和科學期刊擔任評審人員。她於2004年獲得裘槎博士後研究獎學金,並與裘槎基金會合作,在香港科學節的活動之一裘槎科學周擔任科學傳意者。 延伸閱讀: 曾博士的個人專頁(裘槎基金會):https://scholars.croucher.org.hk/scholars/tsang-suk-ying-faye 曾博士的個人專頁(香港中文大學):http://www.sls.cuhk.edu.hk/index.php/faculty-and-staff/teaching-staff/26-sls/faculty-and-staff/teaching-staff/96-professor-tsang-suk-ying-faye

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解開人腦蛋白TBC1D24功能的奧秘

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黎國安博士是2003年裘槎博士後研究獎學金得主,他帶領的香港大學研究團隊發現TBC1D24基因在維持腦內神經元連接的範疇中未被定性的功能。這項發現有望為癲癇症和智力障礙病人帶來新的治療方法。 人腦的正常功能依賴於受控的神經元連接,數百億個神經元之間的互聯接點被稱為突觸。近期的研究指出,很多遺傳性腦疾病包括癲癇症和智力障礙,都是由突觸數量和結構的變化所引致。 以往的基因遺傳學研究從癲癇症和智力障礙病人的TBC1D24基因中鑑定出超過50種突變,但是TBC1D24基因的功能卻是未解之謎。 黎博士與他的團隊利用超高解像度顯微鏡,發現由TBC1D24基因編碼的蛋白(下稱TBC1D24蛋白)存在於海馬體內神經元的樹突棘,而海馬體是大腦重要的區域,負責學習和記憶。 研究團隊了解TBC1D24蛋白功能的第一步是把帶有短髮夾核糖核酸(short hairpin RNAs)的病毒注入實驗老鼠的海馬體,以阻斷TBC1D24蛋白的合成。 研究人員注意到,海馬體缺乏TBC1D24蛋白的老鼠在一項將恐懼與環境相關聯的記憶力測試中表現較差,此外,這些老鼠展示了不尋常的行為,例如過度活躍和更加焦慮。 研究同時發現某一種致病的單核苷酸突變導致TBC1D24蛋白中的一個氨基酸產生變化(由苯丙氨酸轉成白氨酸),使蛋白的穩定性下降。 兩條染色體均帶有該突變基因的老鼠都有過度活躍的海馬體神經元,而且出生後短時間內就死亡。 只在其中一條染色體帶有TBC1D24點突變的老鼠生存時間良好,但是與正常的老鼠比較,突變的老鼠展示出較差的記憶能力,而且它們的海馬體神經元帶有較少樹突棘。 這些研究結果刊登在科學期刊《公共科學圖書館:遺傳學》,這項研究顯示發展受損的海馬體樹突棘有可能是TBC1D24基因突變導致智力障礙的元凶。 黎博士表示:「很多TBC1D24突變的病人都有抗藥性癲癇症。此項研究所培殖出的轉基因老鼠未來可作爲測試候選治療藥物的動物模型。」 黎國安博士在香港大學取得生物化學學士學位,隨後於香港科技大學修讀研究生課程。在裘槎基金會博士後研究獎學金的資助下,黎博士在美國加州大學洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)進行博士後研究。黎博士現為香港大學生物醫學學院的助理教授,於2003年獲得裘槎博士後研究獎學金。 延伸閱讀: 黎博士在裘槎基金會的個人專頁:https://scholars.croucher.org.hk/scholars/lai-kwok-on 黎博士在香港大學的個人專頁:https://www.sbms.hku.hk/staff/kwok-on-lai 黎博士於2020年發表在《公共科學圖書館:遺傳學》的研究論文(只提供英文版本):https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1008587

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從科學角度看粵英雙語發展

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蔡浚文博士是2018年裘槎博士後研究獎學金得主。蔡博士的兒時經歷引發他研究語言(聆聽和閱讀)的興趣,他的研究旨於改善雙語兒童的言語感知和閲讀能力。 蔡博士兒時跟在外國長大的表兄弟無法用粵語溝通,因爲他們的父母認爲學習粵語會窒礙英語發展,所以沒有讓孩子學習粵語。後來他發現不少家長亦有同樣想法,令他對此現象感好奇,更成為他的研究方向。蔡博士說:「粵語是美麗的語言。我覺得我們不能用粵語溝通實在可惜。」他續說:「我從小就使用粵語和英語,在家裏也慣用雙語溝通。」 2018年,蔡博士於香港大學完成博士學位後,取得裘槎獎學金到倫敦大學學院進行博士後研究,期間設計了一項有關香港兒童語言學習的研究,探究他們如何學習閱讀中、英文這兩種截然不同的文字。研究現時仍在進行中,若獲足夠資金支持,這項研究將成為香港和海外大學共同合作的大型團隊項目。 蔡博士指,正規閲讀教育一般從小學開始,而閲讀困難通常要待6至7歲才被發現出來,算是較遲。他希望找出方法,能及早識別有閲讀困難的學童。為此,及早篩查是需要的。蔡博士研究兒童的讀前技能(pre-literacy skills),此乃閲讀發展的基礎。過去幾年,蔡博士和他的團隊找出一些能夠預測潛在閱讀困難的指標。 蔡博士認爲及早篩查能夠讓有需要的兒童盡早獲得協助,但當中涉及政府政策和資助,因此有需要進一步研究去驗證結果。 蔡博士的博士論文建基於粵英雙語人士是如何感知聲調及輕重音,並延伸至博士後研究工作。蔡博士現時為香港教育大學幼兒教育學系助理教授,主力研究心理語言學和神經語言學,授課以外的時間則積極研究雙語學習、言語感知和閲讀發展。 蔡博士於2010年入讀香港大學,主修言語及聽覺科學,裝備成為言語治療師的同時亦有機會參與科學研究,漸漸對科研產生濃厚興趣,也認定從科研的方向發展。 蔡博士中學時對科學和歷史感興趣,他直言修讀言語及聽覺科學是「偶然的選擇」。蔡博士中學時期並未決定心儀的大學學科,偶然從電台節目中認識言語及聽覺科學,覺得這個學科挺有趣。而他顯然作出了正確的選擇。 蔡博士屢次榮登院長榮譽名單,完成學士學位後便直接跳讀博士課程。蔡博士在攻讀博士學位的第三年更獲美國政府頒發富布萊特獎學金 (Fulbright scholarship),遠赴美國波士頓的麻省理工學院留學和進行研究。 他以第一作者身份撰寫的研究報告於2019年刊登在權威學術期刊《認知》(Cognition)[3],反映香港人比美國人更能分辨英語的輕重音,研究指出這是歸因於運用粵語聲調的經驗。 這個突破性的研究推翻非母語人士在聆聽方面比母語人士遜色的觀念。一般認為母語對外語語音感知沒有幫助,甚至會帶來負面影響。而他的研究打破這一誤解,反指母語亦可助學習外語。 蔡博士尤其對聲調感知感興趣,因為他的外國朋友都無法辨識粵語聲調。蔡博士說:「我想知道分辨粵語聲調的方法,了解外國人的難處。」他又表示:「我很好奇為什麼粵語人士能夠輕易掌握聲調,但對於外國人來說卻非常困難。」 蔡博士早期一篇以第一作者身分撰寫的研究報告,闡述他與他的團隊發現粵語聲調認知能力與英文閱讀理解息息相關,這項研究於2016年刊登在《實驗兒童心理學期刊》(Journal of Experimental Child Psychology)[4]。他們後續的研究刊登於2017年的《閱讀研究期刊》(Journal of Research in Reading)[5],進一步發現以粵語聲調認知作為指標,或能有助及早識別有中英文閱讀理解困難的香港兒童。 報告提到:「……中英文閱讀理解困難的人士的聲調認知較常人低,因此,聲調認知或能用作篩選或治療有閱讀困難的雙語兒童。不過,這個推測有可能改變教育模式,還需進一步驗證。」 蔡博士在倫敦大學學院認知神經科學院又進行了一項獨立研究,以了解音樂訓練怎樣幫助語言學習[6]。當時較具影響力的理論認為,音樂訓練有助辨識聲調,於是他以英語為母語的音樂家和非音樂家作為研究對象。以粵語為題,蔡博士發現音樂訓練有助辨識所有聲調的假設並不完全正確,他發現音樂訓練只有助辨識部份聲調。 蔡博士希望他的研究能夠為下一代帶來改善,他說:「科學研究具挑戰性,因為學者需要有嶄新的構想,而學術論證必須非常謹慎。我認為基礎研究是長遠的,它未必有即時可見的作用,卻能推動未來創新。」 蔡浚文博士現為香港教育大學幼兒教育學系助理教授,他於香港大學言語與聽覺科學部完成博士學位後取得2018年裘槎獎學金,加入倫敦大學學院認知神經科學院。 延伸閱讀: 蔡博士在裘槎基金會的個人專頁:https://scholars.croucher.org.hk/scholars/william-tsun-man-choi…

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