人类细胞谱系大科学研究设施开建

科技日报广州3月25日电(记者叶青)古有扁鹊通过望闻问切诊断人体疾病，今可通过解码细胞谱系预测疾病和筛药验药。25日，国家“十四五”重大科技基础设施——人类细胞谱系大科学研究设施(以下简称“细胞谱系设施”)在广州国际生物岛正式启动建设。

该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，将绘制人类生命中的细胞动态演化图谱，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型科技成果和产品。

人体约由40万亿细胞组成。细胞谱系是指细胞变化的轨迹，包括从受精卵开始所历经的细胞增殖、分化、衰老全生命周期动态演化过程。打造细胞谱系设施，正是要通过解析细胞谱系，绘制人类谱系单细胞精度“航海图”。

细胞谱系设施规划建设周期4.5年，总建筑面积超5万平方米。“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。”广州健康院副院长(主持工作)、细胞谱系设施总指挥孙飞表示。

该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、多尺度成像分析等工艺流程，标准化采集影像组、空间组、转录组等多种模态数据，建成数字孪生索引的细胞谱系资源库。

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%，其原因在于药物研发过程在动物模型中进行，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，还可以用数字人体测毒试药，助力突破药物研发瓶颈。

“未来，设施有望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介绍，该设施将强化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。

据悉，该设施是粤港澳大湾区首个生命科学领域国家级大科学装置，已纳入粤港澳大湾区综合性科学中心建设体系，也是广州市构建“2+2+N”科技创新平台体系的重要内容之一。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，助力新型颠覆性医疗技术的诞生。