为40万亿细胞“写家谱”

　　3月25日上午，人类细胞谱系大科学研究设施（以下简称细胞谱系设施）正式在广州国际生物岛启动建设。细胞谱系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，是国家“十四五”重大科技基础设施、广州“2+2+N”科技创新平台体系中的国家大科学设施之一，规划建设周期4.5年，总建筑面积超5万平方米，是打造研究人类发育、疾病、衰老的“国之重器”。

细胞谱系设施效果图

　　项目科学目标

　　绘制人类生命过程中的细胞动态演变谱系，建立时空谱系信息与谱系样品资源对应的数字孪生体系，高质量保活保藏采集时空谱系信息的谱系样品资源，根据标准化数据形成呈现连续生命过程的细胞谱系数字孪生体系，解析人类呼吸系统、循环系统和免疫系统发育谱系，以及三种以上呼吸系统代表性疾病谱系，发现发育关键机制和疾病机理，形成设施引领的发育谱系、疾病谱系研究范式。

　　项目工程目标

　　以自研科学装置为基础，以谱系资源为核心，建设领先的细胞谱系研究设施。通过系统性构建样品预处理、样品保活存储、多组学分析与鉴定、数据呈现和谱系验证的全流程自动化，形成标准化、高通量、高质量的细胞多组学研究平台，建成国内首个数字孪生索引的人类细胞谱系资源库。

　　项目建设内容

　　包括组织样本处理与存储分总体、谱系信息分析与鉴定分总体、细胞谱系呈现与验证分总体、线程集合控制系统以及土建公用配套设施。

　　数字患者预演治疗效果 AI助力模拟测毒试药

　　细胞是生命的基本单元，人体由约40万亿细胞组成，这些细胞从一个受精卵开始，所历经增殖、分化直至衰老的全生命周期动态演化过程，就是细胞谱系。解析细胞谱系被誉为揭示生命发育与演变奥秘、操纵生命活动的“钥匙”，也是细胞命运转变的高精度“导航图”。

　　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。

　　“这就像为生命编写一部详尽的‘细胞家谱’，让科学家乃至公众能够清晰追踪每个细胞的‘前世今生’。”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。

　　如今，随着以ChatGPT和DeepSeek为代表的AI大模型技术突破，生物医学进入数字化时代是必然趋势。细胞谱系设施将构建高精度单细胞级别的数字生理人大模型，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，还可以在数字人体测毒试药，有望突破药物研发的“死亡之谷”。

　　“未来，细胞谱系设施有望可以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的治疗效果，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表示，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。

　　细胞谱系设施已纳入粤港澳大湾区综合性科学中心建设体系，未来将植根广州国际生物岛，赋能大湾区，“链动”全世界。细胞谱系设施的建设和使用将吸引全球顶尖科研人才开展科学研究与学术交流，共同推动人类细胞谱系研究领域发展，将细胞谱系设施打造为世界级细胞科学中心。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，为新型颠覆性医疗技术的诞生奠定基础。

　　望院校机构携手合作 跨界共建数字生理人

　　孙飞在启动建设会后接受记者采访，他表示，细胞谱系设施将大大催生我国生物医药产业的新质生产力。

　　孙飞说：“人类细胞谱系大科学设施的最终目的是绘制人体细胞演化的全周期动态。通过对组织器官进行数字化，结合人工智能技术，构建细胞谱系大模型，它将催生我们生物医药研究的新范式，对于我们未来新药的开发、疾病的诊断和衰老的预测都具有重要的作用。”孙飞说：“我们构建的大模型可在数字空间精准诊断疾病，并开发新的药物靶点，这都将催生我们未来整个健康产业的新业态和新范式。”

　　“作为国家的重大科学基础设施，它最终将面向我们所有科学家和公众。”孙飞表示，“我们希望和粤港澳大湾区的广大高校科研院所和医院开展深度的合作，最终共同来打造我们的数字生理人的大模型，它将集合生物医学领域的集体智慧。在设施建设期间，我们将组建约150人的专业团队。其中，工程技术人员将占主要比例，负责专用设备的研发、新型试剂的开发以及配套软件的优化升级。”

　　科学设备国产化率超85%

　　在细胞谱系设施现场，工作人员向记者介绍，整个大科学研究设施共分3期施工建设，目前，第一期的设施研发楼已经竣工。而3月25日正式启动建设的是主设施楼，这座楼建筑面积有5万多平方米，建设工期3年，再加上设备研制的工期，总共需要5年时间完成施工。细胞谱系设施还有远期规划，方便未来的相关配套设施建设。

　　细胞谱系设施由广州健康院牵头建设，在设施研发楼内，记者看到了自动化多组学微流控系统、高通量成像流式细胞仪、主动式单细胞测序仪、被动式单细胞测序仪以及生物岛实验室自主研发的国产透射电镜等各类先进的科学仪器。

　　“整个细胞谱系设施的设备，国产化率达到85%以上，我们自己研制了大部分的设备。”广州健康院相关工作人员介绍说。

　　未来展望

　　打造全球科技创新强市

　　广州市科学技术局局长谢明表示，广州将持续深化科技创新和产业创新融合，将推进产业科技创新、发展新质生产力作为战略之举、长远之策，聚焦国际科技创新中心重要承载地核心功能，用好用活广州雄厚的“科创资源”，建好建强面向未来的“科创产业”，走好从科技强、企业强、产业强到城市强的科技创新强市路径。

　　在科技战略方面，将进一步完善广州实验室等战略科技力量的服务保障，分层分类优化科技创新平台支持体系，争取推动一批前沿技术和颠覆性技术创新突破。在产业升级方面，布局由前沿科技创新驱动的智能无人系统、量子科技、深海深空、前沿新材料等未来产业，挖掘一批未来产业项目，开发一批未来产业应用场景，布局一批未来产业先导区，打造一批具有核心竞争力的创新型企业。

　　从万米深海到数字生理人，从月壤解密到低空经济，广州正以国家重大科技基础设施为支点，书写“大国重器”的湾区篇章。今日之广州，不仅是千年商都，更是国家战略科技力量的湾区枢纽，以硬核创新赋能中国式现代化新征程！