3月25日，由中(zhong)国科(ke)学院广(guang)州生物医药(yao)与健康研究院（简称“广(guang)州健康院”）牵头(tou)建设的国家“十四五”重大(da)科(ke)技基础(chu)设施(shi)——人类细胞谱(pu)系大(da)科(ke)学研究设施(shi)（简称“细胞谱(pu)系设施(shi)”）在广(guang)州国际生物岛正(zheng)式启动建设。该项目是粤港澳大(da)湾区首个生命科(ke)学领(ling)域的国家级大(da)科(ke)学装置(zhi)。
该项目规划建设周期4.5年，总建筑面积超5万平方米，将绘制人体中(zhong)全生命周期的细胞时(shi)空(kong)演化图谱(pu)，打造数(shu)字细胞AI大(da)模型，构建数(shu)字生理人，创(chuang)新生物医疗检测新范式，开辟生物医药(yao)研发新赛道，在试剂、仪器(qi)、App和数(shu)据等方面产出(chu)一批创(chuang)新性科(ke)技成果和产品。
解码细胞谱(pu)系，绘制单(dan)细胞精度(du)生命导航图
细胞是生命的基本(ben)单(dan)元，人体由约40万亿细胞组成，这些细胞从一个受(shou)精卵(luan)开始，历经增殖、分化直至衰(shuai)老的全生命周期动态(tai)演化过程(cheng)，就是“细胞谱(pu)系”。解析细胞谱(pu)系被誉为揭示生命发育与演变奥妙、操纵生命活(huo)动的“钥(yao)匙”，也是细胞命运(yun)转变的高精度(du)“导航图”。
古有(you)扁鹊通过望闻问切诊断人体疾病，今有(you)细胞谱(pu)系设施(shi)通过解码细胞谱(pu)系预测疾病和筛药(yao)验药(yao)。该设施(shi)将以样品保活(huo)存(cun)储(chu)、空(kong)间多组学、先进(jin)成像等创(chuang)新技术和装置(zhi)研发为核心，集成人工智能等前沿技术，创(chuang)建出(chu)涵盖发育、疾病、衰(shuai)老三大(da)维度(du)的数(shu)字化细胞谱(pu)系。
“这就像为生命编(bian)写一部‘细胞家谱(pu)’，让科(ke)学家乃至公众能够清晰追(zhui)踪每个细胞的‘前世(shi)今生’。”广(guang)州健康院副院长、细胞谱(pu)系设施(shi)总指挥孙飞表示。
打破制药(yao)困(kun)局(ju)，打造虚(xu)拟(ni)临床试验平台
随着以ChatGPT、DeepSeek等为代表的AI大(da)模型技术突破，生物医学进(jin)入(ru)数(shu)字化时(shi)代是必然(ran)趋势。
当前全球(qiu)创(chuang)新药(yao)研发平均(jun)耗时(shi)10年、耗资26亿美金，但(dan)临床成功(gong)率不足10%，其根本(ben)原因之一在于药(yao)物研发过程(cheng)是在动物模型中(zhong)进(jin)行(xing)的，不能模拟(ni)人类生命系统反应。细胞谱(pu)系设施(shi)将构建高精度(du)单(dan)细胞级别的数(shu)字生理人大(da)模型，通过回溯、模拟(ni)、预测疾病细胞谱(pu)系演化，不仅可以精准定位病变驱(qu)动关键靶点，还可以在数(shu)字人体中(zhong)测毒试药(yao)，有(you)望突破药(yao)物研发的“死亡之谷”。
“未来，细胞谱(pu)系设施(shi)有(you)望可以用患者细胞信息打造‘数(shu)字患者’，预演不同治(zhi)疗手段(duan)在数(shu)字患者体内的治(zhi)疗效果，实现治(zhi)疗手段(duan)的‘量体裁(cai)衣’。”广(guang)州健康院研究员、细胞谱(pu)系设施(shi)副总指挥兼总工艺师陈捷凯表示，设施(shi)将强化AI与数(shu)据资源整合，打造创(chuang)新模型，并与龙头(tou)企业开展深度(du)合作，加速科(ke)研成果向临床应用转化。
聚力打造世(shi)界级细胞科(ke)学中(zhong)心
回望近代科(ke)学研究进(jin)程(cheng)，科(ke)研范式经历了实验科(ke)学、理论(lun)科(ke)学、计算科(ke)学的迭代递进(jin)，而随着科(ke)研数(shu)据的爆(bao)炸(zha)式增长以及大(da)数(shu)据、人工智能的飞速发展，被称为“大(da)数(shu)据科(ke)学”的新范式正(zheng)在兴起。
细胞谱(pu)系设施(shi)将建设绘制细胞谱(pu)系的自动化工程(cheng)产线，包含(han)样本(ben)预处理、样品存(cun)储(chu)、多尺度(du)成像分析、多组学分析、数(shu)据处理和验证等工艺流程(cheng)，标准化采集影(ying)像组、空(kong)间组、转录组、表观组、蛋白(bai)组、代谢组、超微结构组等多种(zhong)模态(tai)数(shu)据，建成数(shu)字孪生索(suo)引的细胞谱(pu)系资源库。
细胞谱(pu)系设施(shi)已纳(na)入(ru)粤港澳大(da)湾区综(zong)合性科(ke)学中(zhong)心建设体系，未来将植根广(guang)州国际生物岛，赋(fu)能大(da)湾区、链动全世(shi)界。随着细胞谱(pu)系设施(shi)的建设和使用，将吸引全球(qiu)顶尖科(ke)研人才和团队汇聚广(guang)州，开展科(ke)学研究与学术交流，共同推动人类细胞谱(pu)系研究领(ling)域发展，将细胞谱(pu)系设施(shi)打造为世(shi)界级细胞科(ke)学中(zhong)心。设施(shi)建成后将全方位支撑生命健康领(ling)域理论(lun)创(chuang)新和产业发展，服务研究机(ji)构、高校、药(yao)企和医院，为新型颠覆性医疗技术的诞生奠定基础(chu)。
新京报记(ji)者 张璐
编(bian)辑(ji) 白(bai)爽 校对 王心