“人類細胞譜系大科學研究設施”在廣州啟動建設

3月25日，由中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院（以下簡稱廣州健康院）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（以下簡稱細胞譜系設施）在廣州國際生物島正式啟動建設。

“希望細胞譜系設施產出一批引領世界的原創成果，培養一批頂尖人才，孵化一批創新企業，真正成為護佑人民健康的‘國之盾牌’。”中國工程院院士、細胞譜系設施首席科學家鐘南山發表視頻致辭時如是說。

據了解，細胞譜系設施項目位于廣州國際生物島，規劃建設周期4.5年，總建筑面積超5萬平方米，是粵港澳大灣區首個生命科學領域的國家級大科學裝置，也是廣州市構建“2+2+N”科技創新平臺體系的重要內容之一。

追蹤每個細胞的“前世今生”

細胞是生命的基本單元。從受精卵開始，到發育成組織器官，再到衰老全過程中出現的所有細胞類型進行匯總和演變關系的繪制，就構成了“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”。

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，繪制涵蓋發育、疾病、衰老三大維度的動態細胞圖譜，構建數字細胞AI大模型，催生生物醫藥研究新范式。

“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’。”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，該設施有望將人體每一個細胞的全生命周期動態演化過程進行數字化刻畫，探索生命奧秘，打造研究人類發育、疾病、衰老的“國之重器”。

據介紹，該設施以自研科學裝置為基礎，以譜系資源為核心，通過自主開發集成空間多組學技術，建設領先的細胞譜系研究設施。通過系統性構建樣品預處理、樣品保活存儲、多組學分析與鑒定、數據呈現和譜系驗證的全流程自動化，形成標準化、高通量、高質量的細胞多組學研究平臺，建成國內首個數字孿生索引的人類細胞譜系資源庫。

聚力打造世界級細胞科學中心

當前全球創新藥研發平均耗時10年、耗資26億美元，但臨床成功率不足10%，其根本原因之一在于藥物研發過程是在動物模型中進行的，不能模擬人類生命系統反應。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。

記者了解到，細胞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。

該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。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。

“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。”孫飛說。