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。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(shù)字細胞AI大模型，構(gòu)建數(shù)字生理人，創(chuàng)新生物醫(yī)療檢測新范式，開辟生物醫(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)新型科技成果和產(chǎn)品。

人體約由40萬億細胞組成。細胞譜系是指細胞變化的軌跡，包括從受精卵開始所歷經(jīng)的細胞增殖、分化、衰老全生命周期動態(tài)演化過程。打造細胞譜系設施，正是要通過解析細胞譜系，繪制人類譜系單細胞精度“航海圖”。

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(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。”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。

該設施將建設繪制細胞譜系的自動化工程產(chǎn)線，包含樣本預處理、樣品存儲、多尺度成像分析等工藝流程，標準化采集影像組、空間組、轉(zhuǎn)錄組等多種模態(tài)數(shù)據(jù)，建成數(shù)字孿生索引的細胞譜系資源庫。

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%，其原因在于藥物研發(fā)過程在動物模型中進行，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，還可以用數(shù)字人體測毒試藥，助力突破藥物研發(fā)瓶頸。

“未來，設施有望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介紹，該設施將強化AI與數(shù)據(jù)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(zhuǎn)化。

據(jù)悉，該設施是粵港澳大灣區(qū)首個生命科學領(lǐng)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(gòu)建“2+2+N”科技創(chuàng)新平臺體系的重要內(nèi)容之一。設施建成后，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，助力新型顛覆性醫(yī)療技術(shù)的誕生。

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