中國網/中國發展門戶網訊 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。該項目是粵港澳大灣區首個生命科學領域的國家級大科學裝置，規劃建設周期4.5年，將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。
據介紹，該項目的科學目標是，繪制人類生命過程中的細胞動態演變譜系，建立時空譜系信息與譜系樣品資源對應的數字孿生體系，高質量保活舞蹈場地保藏采集時空譜系信息的譜系樣品資源，根據標準化數據形成呈現連續生命過程的細胞譜系數字孿生體系，解析人類呼吸系統、循環系統和免疫系統發育譜系，以及三種以上呼吸系統代表性疾病譜系，發現發育關鍵機制和疾病機理，形成設施引領的發育譜系、疾病譜系研究范式。
為生命編寫詳盡“細會議室出租胞家譜”
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”，也是細胞命運轉變的高精度“導航圖”。該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。
“這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小樹屋的‘前世今生’。”廣州健康院副院長（主持工作）、細胞譜系設施總指揮孫飛研究員表示。
突破藥物研發的“死亡之谷”
隨著以ChatGPT和DeepSeek為代表的AI大模型技術突破，生物醫學進入數字化時代是必然趨勢。
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、預測疾病細胞譜九宮格系演化小班教學，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，細胞譜系設施有望可以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’。”廣州健康院研究員、細胞小樹屋譜系設施副總指揮兼總工藝師陳捷凱表示，設施將強化AI與數據資源整合，打造創新模型，并與龍頭企業開展深度合作，加速科研成果向臨床應用轉化。
打造世界級細胞科學中心
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，被稱為“大數據科學”的新范式正在興起。細胞九宮格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。
細胞譜系設施已納入粵港澳大灣區綜合性科學中心建設體系，未來將植根廣州國際生物島，賦能大灣區，鏈動全世界。隨著細胞譜系設施的建設和使用，將吸引全球頂尖科研人才和團隊匯聚廣州，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，將細胞譜系設施打造為世界級細胞科學中心。設施建成后將全方位支撐生命健康領域理論創新和產業發展，服務研究機構、高校、藥企和醫院，為新型顛覆性醫療技術的誕生奠定基礎。