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(yù)測疾病和篩藥驗藥。3月25日，國家“十四五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——人類細胞譜系大科學(xué)研究設(shè)施（以下簡稱細胞譜系設(shè)施）在廣州國際生物島正式啟動建設(shè)。
該設(shè)施由中國科學(xué)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(shè)，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)新性科技成果和產(chǎn)品。
細胞譜系，指細胞變化的軌跡，包括從受精卵開始，所歷經(jīng)增殖、分化直至衰老的全生命周期動態(tài)演化過程。人體約由40萬億個細胞組成。打造細胞譜系設(shè)施，正是要通過解析細胞譜系，繪制出人類譜系單細胞精度的“航海圖”。
細胞譜系研究院。主辦方供圖
細胞譜系設(shè)施規(guī)劃建設(shè)周期4.5年，總建筑面積超5萬平方米?！霸撛O(shè)施將以樣品?；畲鎯?、空間多組學(xué)、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(shè)施總指揮孫飛表示，“這就像為生命編寫一部詳盡的‘細胞家譜’，讓科學(xué)家乃至公眾能夠清晰追蹤每個細胞的‘前世今生’?！?/p>
該設(shè)施將建設(shè)繪制細胞譜系的自動化工程產(chǎn)線，包含樣本預(yù)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%，其本質(zhì)在于藥物研發(fā)過程是在動物模型中進行的，不能模擬人類生命系統(tǒng)反應(yīng)。人類細胞譜系大科學(xué)研究設(shè)施將構(gòu)建高精度單細胞級別的數(shù)字生理人大模型，通過回溯、模擬、預(yù)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，還可以在數(shù)字人體測毒試藥，有望突破藥物研發(fā)的“死亡之谷”。
“未來，設(shè)施有望用患者細胞信息打造一個‘數(shù)字患者’，預(yù)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(shè)施副總指揮兼總工藝師陳捷凱表示，該設(shè)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(yīng)用轉(zhuǎn)化。
據(jù)悉，該設(shè)施是粵港澳大灣區(qū)首個生命科學(xué)領(lǐng)域國家級大科學(xué)裝置，已納入粵港澳大灣區(qū)綜合性科學(xué)中心建設(shè)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。待其建成后，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(wù)研究機構(gòu)、高校、藥企和醫(yī)院，為新型顛覆性醫(yī)療技術(shù)的誕生奠定基礎(chǔ)。
來源：科技日報
責(zé)任編輯：林紅
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