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3月25日，国家 “十四五” 规划中的重大科技基础设施——人类细胞谱系大科学研究设施，于广州国际生物岛正式启动建设。该设施由由中国科学院广州生物医药与健康研究院牵头建设。设施建成后，有望将人体每一个细胞从诞生到凋亡的整个生命周期中的动态变化过程，以数字化形式呈现，成为探究生命奥秘、研究人类发育、疾病及衰老问题的关键工具。
人体约由 40 万亿个细胞构成，这些细胞从受精卵开始，历经增殖、分化直至衰老的全过程，这一动态演变过程就是所谓的“细胞谱系”。 细胞谱系设施建设规划为期 4.5 年，总建筑面积超 5 万平方米。其建设围绕样品保活存储、空间多组学、先进成像等创新技术及装置研发展开，并融合人工智能等前沿科技，致力于构建覆盖发育、疾病、衰老三大维度的数字化细胞谱系。该设施建成后，将实现对人体细胞全生命周期动态演化过程的数字化描绘，探索生命深层次奥秘，成为研究人类发育、疾病、衰老的重要科研利器。 设施建设内容亮点颇多。一方面，将构建高精度单细胞级别的数字生理人大模型。借助回溯、模拟、预测疾病细胞谱系的演化，不但能精准锁定病变驱动的关键靶点，还可在数字人体中开展毒理与药效测试，助力突破药物研发难题。当前全球创新药研发平均耗时10年，投入高达26亿美元，然而临床成功率却低于10%，主要原因便是动物模型难以精准模拟人类生理系统反应。细胞谱系设施采集的高质量多模态规模化细胞谱系数据，结合人工智能构建的数字生理人基座大模型，有望利用患者细胞信息塑造数字患者，预演不同治疗手段的效果，实现精准治疗。 另一方面，将打造绘制细胞谱系的自动化工程产线，涵盖样本预处理、样品存储、多尺度成像分析、多组学分析、数据处理与验证等一系列工艺流程。通过标准化采集影像组、空间组、转录组、表观组、蛋白组、代谢组、超微结构组等多模态数据，建立数字孪生索引的细胞谱系资源库。例如，从医院获取的组织器官运至设施后，会经由智能化自动化生产线，完成样本处理等一系列流程。其中，为满足精细观察需求，每天需将细胞组织切成超 4 万片 10 微米厚的薄片，并自动化粘贴到玻璃片上且不能产生气泡，这一过程由精密自动化控制完成。 细胞谱系设施建成后，将全方位为生命健康领域的理论创新与产业发展提供支撑，服务于研究机构、高校、药企及医院，为新型颠覆性医疗技术的诞生筑牢根基，以标准化、规模化的数据生产能力，催生未来全新的生物医药产业。
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