广州给细胞建“数字分身”，让新药研发从“试”到“算”｜解码广东经济生态

当一颗受精卵不断分裂分化，最终长成拥有约40万亿个、数千种形态功能各异细胞的人体，这背后藏着怎样的生命密码？在广东，一座正在长大的“国之重器”正尝试回答这道“生命之问”。

去年3月，人类细胞谱系大科学研究设施（下称“细胞谱系大设施”）在广州国际生物岛正式启动建设。该设施依托集成成像、空间多组学与AI大模型技术，为细胞打造“数字分身”，探索人类发育、患病与衰老的奥秘，为新药研发和疾病诊疗开辟全新路径。

一年多过去，今年9月初，一批自研硬核设备率先亮相，面向科研院所、医院和企业开放，推动有组织科研。广州国际生物岛上，一个从生命科学到医疗健康的产业集群正在成形。

人类细胞谱系大科学研究设施设计图。

造出可试药的“数字生命人”

一颗受精卵不断分裂分化，变成我们身体里的几千种细胞，这条演化路径的规律由谁写定、由谁执行？我们的细胞又是怎么衰老、怎么生病的？

把这套“家谱”完整画出来，就是这座大设施的使命。

中国科学院广州生物医药与健康研究院院长孙飞介绍，细胞谱系大设施以样品保活存储、空间多组学、先进成像等创新技术和装置研发为核心，集成人工智能等前沿技术，解析从受精卵到成人的发育谱系，生病以后细胞变化的疾病谱系，以及衰老过程中的衰老谱系，最终做疾病的预测、衰老的预测。

孙飞称之为“科学算命”。可是算出来之后呢？这座大设施谋划着，通过构建数字细胞、数字组织、数字器官，汇聚成一个“数字生命人”，最终服务于人民生命健康。

人类细胞谱系大科学研究设施工艺建设方案介绍。

在创新药研发领域，有一条业内公认的“铁律”——一款新药想成功上市，平均要耗时10年、耗费26亿美元。而且，有约90%的药物会倒在临床试验阶段。

细胞谱系大设施副总工艺师郑辉指出，新药上临床之前，须先在动物身上验证安全与效果，但在动物身上的效果再好，仍然可能在人身上折戟沉沙。而“数字人”有望突破这一困境——让它先得“数字病”，再试“数字药”，极大提高药物筛选的成功率。

再往远看，在技术更成熟的未来，医生可以给病人做一个“数字孪生患者”，在其身上尝试出最适合的治疗方案，治病就像“量体裁衣”。

“我们将构建这样一个大模型，可以在数字空间里面进行精准的疾病诊断。然后在大模型里，我们还将进行精准的新药物靶点开发，这都将催生我们整个健康产业的新业态和新范式。”孙飞说。

这一“国之重器”，为何选择落在广东？

作为全国人口、经济、贸易大省，广东将生物医药与健康产业摆在战略性支柱产业的重要位置。早在“十四五”规划中，该产业就被列入全省十大战略性支柱产业；2024年广东发布《关于进一步推动广东生物医药产业高质量发展的行动方案》，明确力争到2027年，生物医药与健康产业集群规模超万亿元，规上医药工业规模突破5000亿元。

多年深耕，广东生物医药产业稳居全国第一方阵。规模与创新并进，为国家级大科学装置落地提供了得天独厚的产业土壤。

人类细胞谱系大科学研究设施建设中的自动化mini产线。

破解高端仪器设备“卡脖子”隐患

9月初，在广州市举办的“产学研直通车”专场活动上，大设施自研的一批核心设备首次亮相。

保活切片贴片设备是设施产线的核心装备之一。孙飞介绍，要对组织样本进行数字化，第一步就是对样本进行处理、切片。但传统病理切片多采用冷冻处理，且检测耗时半小时到一小时。

而保活切片技术无需冷冻，可在组织样本鲜活状态下完成切片，理论上可将全流程压缩至10分钟内。如今，该设备原型机已完成两轮迭代，具备工程化与产品化基础。

自动化微流控空间多组学设备则瞄准空间多组学检测可及性不强的痛点：当前对一个组织样本做前沿的空间组学检测，花费在2万—5万元不等。这套新设备能够集成多组学测定流程，把检测成本降至原来的五分之一，提升技术临床可及性。

两款设备均实现国产化、全流程自主可控，解决了高端仪器设备受制于人的问题。

启动建设一年多以来，这座国家重大科技基础设施已初具雏形。建设团队提出边建设、边使用、边产出、边转化、边共享“五边计划”，做到“沿途下蛋”。

这些设备和技术，不仅服务大设施自身，也向广州生物岛上的其他平台溢出。孙飞透露，细胞谱系大设施近期将发布面向全社会的“扁鹊计划”，征集遴选一批重大科学问题和行业痛点问题，用大设施里的先进设备和技术来解决。

“作为国家重大科技基础设施，它最终会面向所有科学家和公众。”孙飞说，希望和粤港澳大湾区的广大高校科研院所以及医院开展深度合作，推动有组织科研，最终实现有组织成果转化。

如今，在广州国际生物岛，不只有人类细胞谱系大科学研究设施——

2017年生物岛实验室成立，聚焦创新疫苗、创新药物、创新装备，助力高价值科研成果顺利从实验室到达产业彼岸；

2021年5月，广州实验室正式成立，组建综合创新研究平台和设施集群，着力解决呼吸系统疾病及其防控领域关键核心科学和技术难题；

2025年10月，人体蛋白质组导航国际大科学计划产业园在广州成立，深度解析蛋白质与生命健康状态的关系。

上世纪90年代启动的人类基因组计划，投入的每1美元最终带来180美元的收益。如今，广州国际生物岛围绕“生命起源”之问重点布局投入，也有望在未来迎来丰厚的产业回报。一个世界级的生物医药产业集群新高地，正在这里加速形成。

【编者按】

健康完备的经济生态，是推动高质量发展的重要保障。即日起，南方日报、南方+推出“解码广东经济生态”系列报道，从产业生态、科创生态、营商生态、内需生态、开放生态、就业生态、区域生态、人文生态八个方面，系统呈现广东经济动能向新、结构向优、韧性增强的高质量发展生态，为全力推动“十五五”开好局起好步营造良好氛围。敬请垂注。

南方+记者 刘汉能