今天（25日），“十四五”重大科技基礎設施——人類細胞譜系大科學研究設施在廣州國際生物島正式啟動建設，裝置建成后，有望將人體每一個細胞的全生命周期動態(tài)演化過程進行數(shù)字化刻畫，探索生命奧秘，打造研究人類發(fā)育、疾病、衰老的“國之重器”。

　　打造數(shù)字細胞AI大模型

　　推動生命數(shù)字化研究

　　細胞是生命的基本單元，人體約由40萬億細胞組成，這些細胞從受精卵開始，所歷經增殖、分化直至衰老的全生命周期動態(tài)演化過程，就是“細胞譜系”。

　　人類細胞譜系大科學研究設施建設周期4.5年，將打造成為深度解析人類細胞變化，進而重構和理解生命歷程的先進大科學裝置。

　　該設施通過集成人工智能等前沿技術，打造數(shù)字細胞AI大模型，就像為生命編寫一部詳盡的“細胞家譜”，未來將幫助清晰追蹤每個細胞的“前世今生”。

　　打造“數(shù)字生理人”

　　助力精準診斷與治療

　　基于高質量規(guī)模化的細胞譜系數(shù)據(jù)，未來人類細胞譜系大科學研究設施還將打造會試毒、試藥，可以新陳代謝的“數(shù)字生理人”，通過預演不同治療手段在“數(shù)字患者”體內的治療效果，助力精準診斷與治療。

　　據(jù)介紹，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%，根本原因之一在于藥物研發(fā)過程主要是在動物模型中進行的，不能準確模擬人類生理系統(tǒng)反應。

　　人類細胞譜系大科學研究設施將采集獲得高質量、多模態(tài)的規(guī)模化細胞譜系數(shù)據(jù)，并依托人工智能構建高精度單細胞級別的“數(shù)字生理人”基座大模型，未來有望用患者的細胞信息打造一個“數(shù)字患者”，預演不同治療手段在“數(shù)字患者”體內治療效果，實現(xiàn)治療手段的“量體裁衣”。

　　中國科學院廣州健康院副院長、細胞譜系設施總指揮 孫飛：我們可以對“數(shù)字生理人”讓它生病，我們叫作生“數(shù)字病”，同時也可以去吃“數(shù)字藥”，來達到我們新的藥物靶點的發(fā)現(xiàn)和藥理的分析，我們都可以在這樣一個數(shù)字空間里面來完成，來加速我們生物醫(yī)藥開發(fā)的進程。

　　高度自動化、智能化

　　引領生命科學研究

　　人類細胞譜系大科學研究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，它是如何從人類組織器官上獲取信息，進而打造出“數(shù)字器官”和“數(shù)字生理人”呢？這一大科學裝置的能力有多強，通過短片一起來了解。

　　據(jù)介紹，從醫(yī)院獲取的組織器官，轉運至人類細胞譜系大科學研究設施后，會陸續(xù)進行樣本處理、樣品存儲、多尺度成像分析、多組學分析、數(shù)據(jù)處理和驗證等流程，這些都將通過智能化、自動化生產線完成。

　　中國科學院廣州健康院研究員、細胞譜系設施副總指揮 陳捷凱：因為要做一些精細觀察，需要把細胞組織切成10微米厚的薄片。我們每天要產生超過4萬片切片，這不可能靠人工了，要自動化地把它貼到玻璃片上，而且還不能產生氣泡，這個過程是非常精密地自動化控制的。

　　依托人工智能和云計算，該設施將獲取的高精度、多模態(tài)細胞譜系信息，形成數(shù)字大模型，隨后還會利用活細胞資源進行驗證，最終獲得人體發(fā)育譜系、疾病譜系和衰老譜系。在此基礎上，匯聚出“數(shù)字器官”和“數(shù)字生理人”，用于疾病發(fā)展、衰老預測和藥物靶點的發(fā)現(xiàn)。

　　中國科學院廣州健康院副院長、細胞譜系設施總指揮 孫飛：能夠實現(xiàn)每天250萬個細胞的這樣一個分析的能力，我們對一個肺組織的數(shù)字化，大概需要一年時間，如果放在一些小的實驗室，它可能得數(shù)十年才能完成。通過這樣一種標準化、規(guī)?；臄?shù)據(jù)生產的能力，來催生未來的全新的生物醫(yī)藥產業(yè)。

　?。偱_央視記者 帥俊全 任梅梅 鄭澍）