今天（25日），“十四五”重大科技基础设施——人类细胞谱系大科学研究设施在广州国际生物岛正式启动建设，装置建成后，有望将人体每一个细胞的全生命周期动态演化过程进行数字化刻画，探索生命奥秘，打造研究人类发育、疾病、衰老的“国之重器”。
打造数字细胞AI大模型
推动生命数字化研究
细胞是生命的基本单元，人体约由40万亿细胞组成，这些细胞从受精卵开始，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”。
人类细胞谱系大科学研究设施建设周期4.5年，将打造成为深度解析人类细胞变化，进而重构和理解生命历程的先进大科学装置。
该设施通过集成人工智能等前沿技术，打造数字细胞AI大模型，就像为生命编写一部详尽的“细胞家谱”，未来将帮助清晰追踪每个细胞的“前世今生”。
打造“数字生理人”
助力精准诊断与治疗
基于高质量规模化的细胞谱系数据，未来人类细胞谱系大科学研究设施还将打造会试毒、试药，可以新陈代谢的“数字生理人”，通过预演不同治疗手段在“数字患者”体内的治疗效果，助力精准诊断与治疗。
据介绍，当前全球创新药研发平均耗时10年、耗资26亿美元，但临床成功率不足10%，根本原因之一在于药物研发过程主要是在动物模型中进行的，不能准确模拟人类生理系统反应。
人类细胞谱系大科学研究设施将采集获得高质量、多模态的规模化细胞谱系数据，并依托人工智能构建高精度单细胞级别的“数字生理人”基座大模型，未来有望用患者的细胞信息打造一个“数字患者”，预演不同治疗手段在“数字患者”体内治疗效果，实现治疗手段的“量体裁衣”。
中国科学院广州健康院副院长、细胞谱系设施总指挥 孙飞：我们可以对“数字生理人”让它生病，我们叫作生“数字病”，同时也可以去吃“数字药”，来达到我们新的药物靶点的发现和药理的分析，我们都可以在这样一个数字空间里面来完成，来加速我们生物医药开发的进程。
高度自动化、智能化
引领生命科学研究
人类细胞谱系大科学研究设施是粤港澳大湾区首个生命科学领域国家级大科学装置，它是如何从人类组织器官上获取信息，进而打造出“数字器官”和“数字生理人”呢？这一大科学装置的能力有多强，通过短片一起来了解。
据介绍，从医院获取的组织器官，转运至人类细胞谱系大科学研究设施后，会陆续进行样本处理、样品存储、多尺度成像分析、多组学分析、数据处理和验证等流程，这些都将通过智能化、自动化生产线完成。
中国科学院广州健康院研究员、细胞谱系设施副总指挥 陈捷凯：因为要做一些精细观察，需要把细胞组织切成10微米厚的薄片。我们每天要产生超过4万片切片，这不可能靠人工了，要自动化地把它贴到玻璃片上，而且还不能产生气泡，这个过程是非常精密地自动化控制的。
依托人工智能和云计算，该设施将获取的高精度、多模态细胞谱系信息，形成数字大模型，随后还会利用活细胞资源进行验证，最终获得人体发育谱系、疾病谱系和衰老谱系。在此基础上，汇聚出“数字器官”和“数字生理人”，用于疾病发展、衰老预测和药物靶点的发现。
中国科学院广州健康院副院长、细胞谱系设施总指挥 孙飞：能够实现每天250万个细胞的这样一个分析的能力，我们对一个肺组织的数字化，大概需要一年时间，如果放在一些小的实验室，它可能得数十年才能完成。通过这样一种标准化、规模化的数据生产的能力，来催生未来的全新的生物医药产业。
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