3月25日，由中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院（簡稱“廣州健康院”）牽頭建設的國家“十四五”重大科技基礎設施——人類細胞譜系大科學研究設施（簡稱“細胞譜系設施”）在廣州國際生物島正式啟動建設。

細胞譜系設施旨在繪制人體中全生命周期的細胞時空演化圖譜，打造數字細胞AI大模型，構建數字生理人，創新生物醫療檢測新范式，開辟生物醫藥研發新賽道，在試劑、儀器、軟件和數據等方面產出一批創新性科技成果和產品，是粵港澳大灣區首個生命科學領域的國家級大科學裝置。

▲細胞譜系設施動畫演示

01

解碼細胞譜系

細胞是生命的基本單元，人體由約40萬億細胞組成。這些細胞從一個受精卵開始，所歷經增殖、分化直至衰老的全生命周期動態演化過程，就是“細胞譜系”。解析細胞譜系被譽為揭示生命發育與演變奧秘、操縱生命活動的“鑰匙”。

細胞譜系設施將以樣品保活存儲、空間多組學、先進成像等創新技術和裝置研發為核心，集成人工智能等前沿技術，創建出涵蓋發育、疾病、衰老三大維度的數字化細胞譜系。

就像為生命編寫一部詳盡的“細胞家譜”，讓科學家乃至公眾能夠清晰追蹤每個細胞的“前世今生”。

02

破解新藥困局

隨著AI大模型技術突破，生物醫學進入數字化時代是必然趨勢。

當前全球創新藥研發平均耗時10年、耗資26億美元，但臨床成功率不足10%，其原因之一在于藥物研發過程是在動物模型中進行的，不能模擬人類生命系統反應。

細胞譜系設施將構建高精度單細胞級別的數字生理人大模型，通過回溯、模擬、預測疾病細胞譜系演化，不僅可以精準定位病變驅動關鍵靶點，還可以在數字人體測毒試藥，有望突破藥物研發的“死亡之谷”。

未來，細胞譜系設施有望用患者細胞信息打造一個“數字患者”，預演不同治療手段在數字患者體內治療效果，實現治療手段的“量體裁衣”。

同時將強化AI與數據資源整合，打造創新模型，與企業開展深度合作，加速科研成果向臨床應用轉化。

03

開放共享新格局

隨著科研數據的爆炸式增長以及大數據、人工智能的飛速發展，細胞譜系設施將建設繪制細胞譜系的自動化工程產線。

包含樣本預處理、樣品存儲、多尺度成像分析、多組學分析、數據處理和驗證等工藝流程，標準化采集影像組、空間組、轉錄組、表觀組、蛋白組、代謝組、超微結構組等多種模態數據，建成數字孿生索引的細胞譜系資源庫。

隨著細胞譜系設施的建設，將吸引全球頂尖科研人才和團隊，開展科學研究與學術交流，共同推動人類細胞譜系研究領域發展。

▲細胞譜系設施

來源：中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院 中國科學院科技基礎能力局

責任編輯：曹旸