古有扁鵲通過望聞問切診斷人體疾病，今可通過解碼細胞譜系預測疾病和篩藥驗藥。3月25日，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（以下簡稱細胞譜系設施）在廣州國際生物島正式啟動建設。

該設施由中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院（以下簡稱廣州健康院）牽頭建設，將繪制人類生命中的細胞動態(tài)演化圖譜，打造數字細胞AI大模型，構建數字生理人，創(chuàng)新生物醫(yī)療檢測新范式，開辟生物醫(yī)藥研發(fā)新賽道，在試劑、儀器、軟件和數據等方面產出一批創(chuàng)新性科技成果和產品。

細胞譜系，指細胞變化的軌跡，包括從受精卵開始，所歷經增殖、分化直至衰老的全生命周期動態(tài)演化過程。人體約由40萬億個細胞組成。打造細胞譜系設施，正是要通過解析細胞譜系，繪制出人類譜系單細胞精度的“航海圖”。

細胞譜系研究院。主辦方供圖

細胞譜系設施規(guī)劃建設周期4.5年，總建筑面積超5萬平方米。“該設施將以樣品保活存儲、空間多組學、先進成像等創(chuàng)新技術和裝置研發(fā)為核心，集成人工智能等前沿技術，創(chuàng)建出涵蓋發(fā)育、疾病、衰老三大維度的數字化細胞譜系。”廣州健康院副院長（主持工作）、細胞譜系設施總指揮孫飛表示，“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的‘前世今生’。”

該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、多尺度成像分析等工藝流程，標準化采集影像組、空間組、轉錄組等多種模態(tài)數據，建成數字孿生索引的細胞譜系資源庫。

當前，全球創(chuàng)新藥研發(fā)平均耗時10年、耗資26億美元，但臨床成功率不足10%，其本質在于藥物研發(fā)過程是在動物模型中進行的，不能模擬人類生命系統反應。人類細胞譜系大科學研究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(fā)的“死亡之谷”。

“未來，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’。”廣州健康院研究員、細胞譜系設施副總指揮兼總工藝師陳捷凱表示，該設施將強化AI與數據資源整合，打造創(chuàng)新模型，并與龍頭企業(yè)開展深度合作，加速科研成果向臨床應用轉化。

據悉，該設施是粵港澳大灣區(qū)首個生命科學領域國家級大科學裝置，已納入粵港澳大灣區(qū)綜合性科學中心建設體系，也是廣州市構建“2+2+N”科技創(chuàng)新平臺體系的重要內容之一。待其建成后，將全方位支撐生命健康領域理論創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展，服務研究機構、高校、藥企和醫(yī)院，為新型顛覆性醫(yī)療技術的誕生奠定基礎。

來源：科技日報

責任編輯：林紅