国产新国之重器问世，可替代人工试毒试药，国产化率超85%

广州国际生物岛那边，藏着一个能改写人类生命科学研究格局的大家伙，由中科院广州生物医药与健康研究院牵头打造，还是十四五重大科技基础设施。

而且，它里面国产仪器占比超85%，这份自主创新的硬实力，才是真的底气，这台设施到底能解开多少生命密码，又会怎么改变未来的医疗模式？

技术破局：补上细胞观测的多年短板

2025年3月，这台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，规划总用地39402平方米，设置27个研究组，预计4年半后就能完成整体建设。

单看外观，它就是一座地上6层、地下1层的建筑综合体，可内里的每一处技术布局，都精准对准了行业里多年没解决的痛点。

咱们人体大概由40万亿个细胞构成，这些细胞从诞生、分化到衰老、死亡的全生命周期动态变化里，藏着人类发育、患病以及衰老的核心奥秘。

可传统的细胞研究，总免不了出现空间位置信息丢失、多维度数据遗漏的问题，想要精准捕捉这40万亿个细胞的完整信息，难度不亚于在茫茫宇宙里逐个标记星辰。

这台设施的核心竞争力，恰恰就在于能针对性破解这些难题，它要打造的，是一套能全面捕捉细胞信息的全息观测体系，而自研的空间编码芯片，就是这套体系的核心硬件支撑。

靠着独特的空间组合索引设计，它能精准锁定每个细胞的位置信息，再搭配单细胞测序核心技术的突破，让细胞信息的捕获既精准又高效。

微流控制设备的加入更是添了把力，能实现单个细胞的特定观测与独立建档，就像给每个细胞都配了专属的记录员，全程追踪它的动态变化。

和传统实验室分散化的操作不同，这台设施内部建好了全流程自动化生产线，从样本预处理、保活存储，到多组学分析、数据成像，所有环节都能靠仪器自动完成。

这种标准化运作不仅避开了人工操作的误差，更让检测通量实现了指数级提升。

据项目负责人介绍，设施运行后每天能完成250万个细胞的分析，单位时间的检测通量不亚于上万个传统规模实验室同时开工，而且检测质量更高，单个检测成本也更低。

咱们拿肺组织解析举个例子，传统实验室可能要耗数十年才能完成数字化解析，借助这套设施，一年左右就能搞定。

价值落地：从数字细胞到数字生理人的进阶

当然，捕捉到细胞信息只是第一步，怎么把这些海量数据变成实实在在的应用价值，才是这台设施的核心使命。

研究细胞谱系的本质，就是把人体细胞彻底数字化，最终目标是构建出能模拟人体生理反应的数字生理人。

这个过程得一步步来，从单细胞数据到多模态图谱，再到数字器官，最后汇聚成完整的数字生理人，每一步都离不开人工智能与大数据技术的支撑。

设施会通过自动化空间多组学微流控系统，采集细胞的影像组、空间组、转录组等多种模态数据，再依托人工智能算法搭建数字细胞AI大模型。

这些数据并不是孤立存在的，会形成一个数字孪生索引的细胞谱系资源库，把时空谱系信息和实物样品精准对应起来。

如此来看，它不只是一座单纯的数据工厂，更像是一部记录生命历程的百科全书，能清晰追溯每个细胞的来龙去脉。

在此基础上，科研人员会进一步整合数据构建数字器官，最终拼成完整的数字生理人。

这个数字生理人，很可能破解当前全球创新药研发的困局。目前全球创新药研发平均要耗时10年、耗资26亿美元，临床成功率却不足10%，核心原因之一就是依赖动物模型没法精准模拟人类生理系统的反应。

而数字生理人能模拟人体的新陈代谢、药物反应，相当于给药企提供了一个无风险的试验场。

未来，科研人员还能利用患者的细胞信息打造专属的数字模型，预演不同治疗方案的效果，实现量体裁衣的精准治疗，这无疑会大幅提升药物研发效率和临床治疗的精准度。

产业赋能：撑起大湾区生命科学新生态

作为粤港澳大湾区首个生命科学领域的国家级大科学装置，这台设施的落地绝不是孤立的科研布局，而是要撬动整个区域的生物医药产业升级。

广州国际生物岛本身就聚集了不少科研机构和企业，形成了基础研究、临床转化与产业应用的百米创新生态圈。

而这台设施的加入，无疑会成为这个生态圈的核心引擎，推动广州一核两极多园的生物医药产业布局加速成型。

设施建成后，会联动全市6800多家相关企业，助力打造3000亿级的生物医药产业集群。

从人才层面来说，它会吸引全球顶尖科研团队汇聚，围绕细胞谱系研究开展学术交流和技术攻关，慢慢打造成世界级的细胞科学中心。

从产业层面讲，设施产出的标准化数据和技术成果，能为上下游企业提供有力支撑，催生出一批创新性科技成果和产品，涵盖试剂、仪器、软件、数据服务等多个领域。

而国产仪器占比超85%这个现状，也会进一步带动国内高端医疗器械产业的发展，打破国外技术垄断，提升我国生物医药产业的国际竞争力。

微流控技术的成熟应用，还能为精准医疗拓展更多落地场景，比如在肿瘤治疗领域，依托设施的单细胞分析能力，能精准识别耐药细胞亚群，为患者定制联合治疗方案，避免无效治疗带来的痛苦和浪费。

这种从基础研究到临床应用、再到产业升级的全链条赋能，正是国之重器的核心价值所在。

未来可期：重塑生命科学研究新范式

纵观近代科学发展历程，科研范式已经从实验科学、理论科学、计算科学逐步迭代，如今大数据科学的新范式正在兴起。

这台细胞谱系设施的建设，正是这种范式转型的典型代表，它以海量细胞数据为核心，融合了人工智能、微流控、空间编码等多项前沿技术，搭建出一套全新的研究体系。

这种体系上的变革，不仅能推动人类对生命本身的认知再上一个台阶，更可能催生出颠覆性的医疗技术。

按照规划，设施会重点解析人类呼吸系统、循环系统和免疫系统的发育谱系，以及三种以上呼吸系统代表性疾病的谱系，找到发育关键机制和疾病机理，形成引领性的研究范式。

未来，随着设施投入使用，我们或许能提前预判衰老进程，精准干预疾病发生，甚至通过细胞层面的调控，为重大疾病治疗找到新路径。

当然，这一切都不是一蹴而就的，4年半的建设周期里，科研人员还得攻克数据解读、成果转化等一系列难题，但不可否认，它已经为我们打开了一扇通往生命奥秘的新大门。

这台国之重器的意义，早已超越了科研设施本身，它是我国生物医药领域自主创新能力的集中体现，是大湾区科技创新的重要支点，更是人类探索生命健康边界的有力工具。

而这，就是中国自主创新带来的底气，也是这台国之重器留给我们最珍贵的期待。