今日，又一“国之重器”在广州启动建设！未来为人类实现预测疾病、筛药验药

朱觉超 2025-03-26 发布于广东

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作为广州“2+2+n”科技创新平台体系中的国家大科学设施之一，3月25日上午，人类细胞谱系大科学研究设施（以下简称细胞谱系设施）正式在广州国际生物岛启动建设。

细胞谱系设施由中国科学院广州生物医药与健康研究院（以下简称广州健康院）牵头建设，是国家“十四五”重大科技基础设施。

该项目规划建设周期4.5年，总建筑面积超5万平方米，将绘制人体中全生命周期的细胞时空演化图谱，打造数字细胞AI大模型，构建数字生理人，创新生物医疗检测新范式，开辟生物医药研发新赛道，在试剂、仪器、软件和数据等方面产出一批创新性科技成果和产品。

(细胞谱系设施效果图）

细胞谱系：

绘制单细胞精度生命导航图

细胞是生命的基本单元，人体由约40万亿细胞组成，这些细胞从一个受精卵开始，所历经增殖、分化直至衰老的全生命周期动态演化过程，就是“细胞谱系”。解析细胞谱系被誉为揭示生命发育与演变奥秘、操纵生命活动的“钥匙”，也是细胞命运转变的高精度“导航图”。

古有扁鹊通过望闻问切诊断人体疾病，今有细胞谱系设施通过解码细胞谱系预测疾病和筛药验药。该设施将以样品保活存储、空间多组学、先进成像等创新技术和装置研发为核心，集成人工智能等前沿技术，创建出涵盖发育、疾病、衰老三大维度的数字化细胞谱系。

“这就像为生命编写一部详尽的'细胞家谱’，让科学家乃至公众能够清晰追踪每个细胞的'前世今生’。”广州健康院副院长（主持工作）、细胞谱系设施总指挥孙飞研究员表示。

（细胞谱系设施效果图）

打破制药困局：

打造虚拟临床试验平台

随着ChatGPT和DeepSeek为代表的AI大模型技术突破，生物医学进入数字化时代是必然趋势。

当前全球创新药研发平均耗时10年、耗资26亿美元，但临床成功率不足10%，其根本原因之一在于药物研发过程是在动物模型中进行的，不能模拟人类生命系统反应。细胞谱系设施将构建高精度单细胞级别的数字生理人大模型，通过回溯、模拟、预测疾病细胞谱系演化，不仅可以精准定位病变驱动关键靶点，还可以在数字人体测毒试药，有望突破药物研发的“死亡之谷”。

“未来，细胞谱系设施有望可以用患者细胞信息打造一个'数字患者’，预演不同治疗手段在数字患者体内治疗效果，实现治疗手段的'量体裁衣’。广州健康院研究员、细胞谱系设施副总指挥兼总工艺师陈捷凯表示，设施将强化AI与数据资源整合，打造创新模型，并与龙头企业开展深度合作，加速科研成果向临床应用转化。

开放共享新格局：

聚力打造世界级细胞科学中心

回望近代科学研究进程，科研范式经历了实验科学、理论科学、计算科学的迭代递进，而随着科研数据的爆炸式增长以及大数据、人工智能的飞速发展，被称为“大数据科学”的新范式正在兴起。

细胞谱系设施将建设绘制细胞谱系的自动化工程产线，包含样本预处理、样品存储、多尺度成像分析、多组学分析、数据处理和验证等工艺流程，标准化采集影像组、空间组、转录组、表观组、蛋白组、代谢组、超微结构组等多种模态数据，建成数字孪生索引的细胞谱系资源库。

（细胞谱系设施效果图）

细胞谱系设施已纳入粤港澳大湾区综合性科学中心建设体系，未来将植根广州国际生物岛，赋能大湾区，链动全世界。随着细胞谱系设施的建设和使用，将吸引全球顶尖科研人才和团队汇聚广州，开展科学研究与学术交流，共同推动人类细胞谱系研究领域发展，将细胞谱系设施打造为世界级细胞科学中心。设施建成后将全方位支撑生命健康领域理论创新和产业发展，服务研究机构、高校、药企和医院，为新型颠覆性医疗技术的诞生奠定基础。

细胞谱系设施项目科学目标：

绘制人类生命过程中的细胞动态演变谱系，建立时空谱系信息与谱系样品资源对应的数字孪生体系，高质量保活保藏采集时空谱系信息的谱系样品资源，根据标准化数据形成呈现连续生命过程的细胞谱系数字孪生体系，解析人类呼吸系统、循环系统和免疫系统发育谱系，以及三种以上呼吸系统代表性疾病谱系，发现发育关键机制和疾病机理，形成设施引领的发育谱系、疾病谱系研究范式。