以色列理工學院的三組研究團隊榮獲以色列理工學院人類健康計畫(Technion’s Human Health Initiative, THHI) 的研究補助，這是以色列理工學院校長Uri Sivan教授發起的計畫，於去（2021）年成立並旨在促進與健康和醫學領域相關的跨領域研究。Uri Sivan教授表示人類健康是21世紀人類面臨的主要挑戰之一，為了充分發揮以色列理工學院的能力，該計畫將涵蓋全方位的科學技術，除了支持人類健康研究，也會將研究成果轉化為應用和產品，為第一線醫療體系與醫療團隊服務。該計畫匯集了來自不同學院的研究人員，目的是消除學院和學科之間的界線，這對於保持以色列理工學院的世界級地位和迎接21世紀的挑戰至關重要。

為此THHI籌劃了一場校內競賽以支持跨領域研究團隊的創新研究計畫，並在醫學、生命科學、工程、數據科學和其他學科構築一座橋樑。共有來自以色列理工學院各學院的13組隊伍參加比賽，其中僅3組獲選，以下為他們的研究計畫內容概要。

整合型醫療人工智慧中心

該團隊的成員包括計畫主持人Joachim Behar助理教授、Uri Shalit助理教授、Shie Mannor教授、Lior Gepstein教授、Shai Shen-Orr教授、Danny Eytan博士、Ronit Almog博士與Oren Caspi博士。

Behar教授表示，預計成立的新醫療人工智慧中心目標是促進人工智慧的發展以用於基礎醫學和臨床研究，進而為病患照護帶來顯著好處；我們希望該中心成為醫學、健康科學和人工智慧之間的橋樑，並在兩個機構之間創造互補效應。Uri Shalit教授也表示，新中心的概念是在醫學與數據和人工智慧之間建立一個循環，作為數據專家我們需要大量數據，臨床領域則需要專家分析這些數據並從中獲得有用的見解。新中心將降低研究人員取得數據等的瓶頸，更將鼓勵醫學院臨床與我們的數據和模型專業知識之間的合作。我們相信新計畫將建立一個完善生態系統，使我們能夠進行分析以改善醫學界的診斷、治療和後續追蹤。此外透過在該領域建立的數據模型來創造同樣的循環對我們來說非常重要，因為對我們科學家來說這是與該領域的重要聯繫，也是影響人類福祉的重要手段。

該中心在以色列理工學院和Rambam醫療中心的補助下開展合作，自2022年3月開始。開幕活動於3月9日由 Rambam醫療中心舉行與麻省理工學院合作辦理，以色列理工學院校長Uri Sivan教授和Rambam執行長Michael Halberthal教授亦一同出席。

利用合成生物學和超低功率電子設備監測腸胃道中的生理訊號

該研究團隊的成員包括計畫主持人Ramez Daniel副教授、Naama Geva-Zatorsky助理教授、Hossam Haick教授、Eilam Yalon教授和 Shahar Kvatinsky副教授。此研究將致力於開發創新的腸胃道疾病監測系統，這些系統將包含基因改造細菌，且這些細菌將根據憶阻裝置等不同零件對超低功率電子電路進行程式設計，這項合成生物學和電子學的結合能夠促進腸胃道中代謝途徑的研究，並在必要時進行有效干預以監測腸胃道中的生理訊號。

Daniel副教授表示，我們將使用合成生物學的方法改造大腸桿菌，進而辨識消化道中的生物標記、處理這些訊息，並使用生化反應對稱為憶阻器的奈米電子設備進行程式設計，所需的計算將使用DNA、蛋白質和酶在細菌細胞中進行，其特點是它們活動所需的最小能量消耗比任何電子設備（例如電晶體）少至少1000倍。憶阻器的活動將直接由消化系統中的細菌進行程式設計，因此該系統不需要額外的外部能源。Geva-Zatorsky助理教授也表示，這些系統將安裝在尺寸小於幾公分的微型膠囊中，透過此裝置我們將能夠探索新的診斷方式，達到即時分子分析，有利於應用研究和開發腸胃道疾病的新療法。

新型核磁共振(MRI)–利於即時臨床診斷與治療的新型成像技術

該研究團隊的成員是負責該計畫的Aharon Blank教授、Katriene Vandoorne助理教授、Boaz Pokroy教授、Marcia Javitt教授和Galit Saar博士。這項研究的目的是開發使用MRI針對各種疾病進行快速、有效且非侵入性的醫學診斷技術。

MRI是一種常見且有效的成像技術，可以根據身體組織的物理特性（質子密度、組織弛豫時間和擴散係數）提供有關生理狀況的大量資訊。在許多情況下僅僅這些物理資訊是不夠的，需要更詳細地了解各種代謝物及其在檢查組織中的活性。然而由於靈敏度問題，即使是最先進的MRI系統也只能檢測到在非常高劑量組織中發現的代謝物，並且它的靈敏度仍不足以檢測大多數用於醫學診斷的代謝物。雖然這個問題可以透過正子電腦掃描儀(PET-CT)的技術部分解決，但這涉及使用有害的游離輻射和昂貴的放射性顯影劑。

該團隊開發的技術將提供有關組織代謝特性的重要資訊，並將擴大我們對生理過程、臨床診斷和病患照護的了解。他們的目標是開發一種新方法，將特定代謝物的訊號提高到正常強度的1,000倍，同時保持這種高強度幾分鐘，以便它們可以在一般的MRI系統中進行成像。這項技術將在以色列理工學院的醫學院進行臨床前試驗，接著再進入臨床試驗。在經過有效性和安全性試驗後，該技術也將在各種疾病中進行測試，包括癌症與其他前列腺、肝臟、腎臟、全身性發炎等疾病。

資料來源：

https://www.technion.ac.il/en/2022/03/human-health-initiative-thhi/