3月25日，由中國科學院廣州生物醫(yī)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。
據(jù)了解，該項目規(guī)劃建設周期4.5年，總建築面積超5萬平方米，將繪製人體中全生命周期的細胞時空演化圖譜，打造數(shù)字細胞AI大模型，構(gòu)建數(shù)字生理人，創(chuàng)新生物醫(yī)療檢測新範式，開闢生物醫(yī)藥研發(fā)新賽道，在試劑、儀器、軟件和數(shù)據(jù)等方面產(chǎn)出一批創(chuàng)新性科技成果和產(chǎn)品。
人類細胞譜系大科學研究設施該項目是粵港澳大灣區(qū)首個生命科學領(lǐng)域的國家級大科學裝置，也是廣州市構(gòu)建「2+2+N」科技創(chuàng)新平臺體系的重要內(nèi)容之一。
繪製單細胞精度生命導航圖
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(jīng)增殖、分化直至衰老的全生命周期動態(tài)演化過程，就是「細胞譜系」。解析細胞譜系被譽為揭示生命發(fā)育與演變奧秘、操縱生命活動的「鑰匙」，也是細胞命運轉(zhuǎn)變的高精度「導航圖」。
古有扁鵲通過望聞問切診斷人體疾病，今有細胞譜系設施通過解碼細胞譜系預測疾病和篩藥驗藥。該設施將以樣品?；畲鎯?、空間多組學、先進成像等創(chuàng)新技術(shù)和裝置研發(fā)為核心，集成人工智能等前沿技術(shù)，創(chuàng)建出涵蓋發(fā)育、疾病、衰老三大維度的數(shù)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的『前世今生』?！箯V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。
打造虛擬臨床試驗平臺
隨著ChatGPT和DeepSeek為代表的AI大模型技術(shù)突破，生物醫(yī)學進入數(shù)字化時代是必然趨勢。
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%，其根本原因之一在於藥物研發(fā)過程是在動物模型中進行的，不能模擬人類生命系統(tǒng)反應。細胞譜系設施將構(gòu)建高精度單細胞級別的數(shù)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(qū)動關(guān)鍵靶點，還可以在數(shù)字人體測毒試藥，有望突破藥物研發(fā)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(shù)字患者』，預演不同治療手段在數(shù)字患者體內(nèi)治療效果，實現(xiàn)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，設施將強化AI與數(shù)據(jù)資源整合，打造創(chuàng)新模型，並與龍頭企業(yè)開展深度合作，加速科研成果向臨床應用轉(zhuǎn)化。
聚力打造世界級細胞科學中心
回望近代科學研究進程，科研範式經(jīng)歷了實驗科學、理論科學、計算科學的迭代遞進，而隨著科研數(shù)據(jù)的爆炸式增長以及大數(shù)據(jù)、人工智能的飛速發(fā)展，被稱為「大數(shù)據(jù)科學」的新範式正在興起。
細胞譜系設施將建設繪製細胞譜系的自動化工程產(chǎn)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(shù)據(jù)處理和驗證等工藝流程，標準化採集影像組、空間組、轉(zhuǎn)錄組、表觀組、蛋白組、代謝組、超微結(jié)構(gòu)組等多種模態(tài)數(shù)據(jù)，建成數(shù)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(qū)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(qū)，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(shù)交流，共同推動人類細胞譜系研究領(lǐng)域發(fā)展，將細胞譜系設施打造為世界級細胞科學中心。設施建成後將全方位支撐生命健康領(lǐng)域理論創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，服務研究機構(gòu)、高校、藥企和醫(yī)院，為新型顛覆性醫(yī)療技術(shù)的誕生奠定基礎。（記者 黃裕勇）
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