

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。南方日报记者 许舒智 摄
3月25日,由中国科学院广州生物医药与健康研究院(下称“广州健康院”)牵头建设的国家“十四五”重大科技基础设施——人类细胞谱系大科学研究设施(下称“细胞谱系设施”)在广州国际生物岛启动建设。
细胞谱系设施项目规划建设周期4.5年,总建筑面积超5万平方米,将绘制人体中全生命周期的细胞时空演化图谱,打造数字细胞AI大模型,构建数字生理人,创新生物医疗检测新范式,开辟生物医药研发新赛道,在试剂、仪器、软件和数据等方面产出一批创新性科技成果和产品。
这是粤港澳大湾区首个生命科学领域的国家级大科学装置,也是继“冷泉生态系统研究装置”全面启动、“梦想”号大洋钻探船实现万米深海突破、嫦娥六号月壤揭示月球演化奥秘后,广州在科技创新领域的又一里程碑事件。
从人类细胞图谱到深海冷泉,从国际大科学计划到颠覆性技术集群,广州持续构建“2+2+N”科技创新平台体系,涵盖各类平台50余家,形成了一支推动新质生产力发展的“科技王牌军”,不断凸显国家重要中心城市的“国之担当”。
南方日报记者 李鹏程
通讯员 穗科宣
解码细胞谱系
绘制单细胞精度生命导航图
细胞是生命的基本单元,人体由约40万亿细胞组成,这些细胞从一个受精卵开始,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”。解析细胞谱系,被誉为揭示生命发育与演变奥秘、操纵生命活动的“钥匙”,也是细胞命运转变的高精度“导航图”。
细胞谱系设施集成了样本保活存储、超微成像等前沿技术,可追溯单细胞从诞生到衰亡的演化路径,创建出涵盖发育、疾病、衰老三大维度的数字化细胞谱系,为疾病预测、药物筛选提供高精度导航。
“这就像为生命编写一部详尽的‘细胞家谱’,让科学家乃至公众能够清晰追踪每个细胞的‘前世今生’。”广州健康院副院长(主持工作)、细胞谱系设施总指挥孙飞研究员表示。
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%,其根本原因之一在于药物研发过程是在动物模型中进行的,不能模拟人类生命系统反应。细胞谱系设施将构建高精度单细胞级别的数字生理人大模型,通过回溯、模拟、预测疾病细胞谱系演化,不仅可以精准定位病变驱动关键靶点,还可以在数字人体测毒试药,有望突破药物研发的“死亡之谷”。
“未来,细胞谱系设施有望可以用患者细胞信息打造一个‘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’。”广州健康院研究员、细胞谱系设施副总指挥兼总工艺师陈捷凯表示,设施将强化AI与数据资源整合,打造创新模型,并与龙头企业开展深度合作,加速科研成果向临床应用转化。
作为细胞谱系设施首席科学家,“共和国勋章”获得者、中国工程院院士钟南山指出,该设施有望“产出引领世界的原创成果,培养一群顶尖人才,孵化一批创新企业,成为护佑人民健康的‘国之盾牌’”。
与广州实验室等重大平台形成“百米创新生态圈”,细胞谱系设施选址广州国际生物岛具有深意——广州实验室也将参与联合建设,可实现基础研究、临床转化与产业应用的深度协同。该设施的落地正加速广州以生物岛为核心的“一核两极多园”生物医药产业布局成形,联动全市6800多家相关企业,加快打造3000亿级产业集群。
进军科技前沿
广州两大科学装置接连开建
细胞谱系设施是人类探索生命幽微的“先锋队”。在向前沿科技进军的道路上,细胞谱系设施却并非“孤军深入”。
不到一个月前——2月28日,国家重大科技基础设施“冷泉生态系统研究装置”(下称“冷泉装置”)同样在广州启动建设,中国人逐梦星辰大海的豪情壮志因此变得更加具象化。
以细胞谱系设施、冷泉装置为代表的国家大科学装置登上新闻头条,便引来关注无数,是源于其背后的战略意义。
大科学装置是指通过大规模投入和工程建设,用于基础科学前沿研究及多学科交叉探索的大型科研设施,是基础研究实现从“0”到“1”突破的不可替代的重要平台,反映了一个国家的综合实力。
广州打造具有全球影响力的科技创新高地,自然不能错过以大科学装置为代表的国家战略科技力量——
细胞谱系设施已纳入粤港澳大湾区综合性科学中心建设体系,未来将植根广州国际生物岛,赋能大湾区,链动全世界;冷泉装置的建成不仅会促进冷泉科技研发领域的国际合作,也将使广州在全球海洋科学与工程创新中心的构建中占据重要地位,抢占全球深海战略制高点。
近年来,聚焦国家战略需求,广州构建形成了“2+2+N”科技创新平台体系,以两大国家级最高科研力量为引领,以2个国家重大科技基础设施为骨干,以国际大科学计划、国家新型显示技术创新中心、2家国家新兴产业创新中心、2家国家制造业创新中心、17家全国重点实验室、4家省实验室、10多家高水平创新研究院为基础,涵盖各类平台50余家。
其中,广州实验室成立三年多来,研发上市了7款药物疫苗,以及首台国产商业场发射透射电子显微镜TH-F120,全球首个通用大型生成式医学影像模型MINIM等;“人体蛋白质组导航”国际大科学计划培育项目结题验收,解读基因组学这部“天书”的“密钥”正在广州锻造。
广州的战略科技布局,本质上是将国家需求、产业痛点与城市能级提升深度融合。广州以“2+2+N”科技创新平台体系为核心,构建覆盖基础研究、产业转化、全球合作的创新生态。
走好强市路径
用活科创资源,建强科创产业
除了新近启动建设的两大科学装置外,近期,广州还有多项科技成果被写入国家战略布局。
2024年11月,我国首艘自主研制的大洋钻探船“梦想”号在广州南沙正式入列,成功实现11000米深海钻探,可满足大洋钻探取心和深海大洋矿产资源勘探开发等不同作业需求,标志着我国深海探测关键技术装备取得重大突破;
2024年11月,广州地化所的研究团队在月壤研究上取得重大进展,首次揭示月球背面同样存在着年轻的岩浆活动,为揭示月球二分性、完善全月演化框架提供了关键科学证据,入选中国十大科技进展……
“广州将持续深化科技创新和产业创新融合,将推进产业科技创新、发展新质生产力作为战略之举、长远之策。”广州市科技局局长谢明表示,聚焦国际科技创新中心重要承载地核心功能,广州将用好用活雄厚的“科创资源”,建好建强面向未来的“科创产业”,走好从科技强、企业强、产业强到城市强的科技创新强市路径。
在科技战略方面,广州将进一步完善广州实验室等战略科技力量的服务保障,分层分类优化科技创新平台支持体系,争取推动一批前沿技术和颠覆性技术创新突破。
在产业升级方面,布局由前沿科技创新驱动的智能无人系统、具身智能、细胞与基因、未来网络与量子科技、前沿新材料、深海深空等未来产业,挖掘一批未来产业项目,开发一批未来产业应用场景,布局一批未来产业特色园区,培育一批具有核心竞争力的未来产业新星企业。
从万米深海到数字生理人,从月壤解密到低空经济,广州正以国家重大科技基础设施为支点,书写“大国重器”的湾区篇章。今日之广州,不仅是千年商都,更是国家战略科技力量的湾区枢纽,以硬核创新赋能中国式现代化新征程。