編制“細胞家譜” 解碼生命奧秘

編制“細胞家譜” 解碼生命奧秘（新知） 

【現(xiàn)象】前不久，人類細胞譜系大科學研究設施在廣東廣州啟動建設。這一設施是國家“十四五”重大科技基礎設施，由中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院牽頭，規(guī)劃建設周期4.5年。建成后，該裝置將繪制涵蓋發(fā)育、疾病、衰老三大維度的動態(tài)細胞圖譜，構建數(shù)字細胞人工智能大模型，為我國再添一個探索生命奧秘的國之重器。

【點評】

解碼“人類細胞譜系”，得先從了解細胞開始。細胞是生命的基本單元，人體由約40萬億個細胞組成。生命從一個受精卵開始，細胞歷經(jīng)增殖、分化直至衰老的全生命周期動態(tài)演化過程，形成紛繁復雜的細胞譜系。

既然是“譜系”，就意味著它是一個龐雜的系統(tǒng)。不僅記錄細胞的生命歷程，還記載細胞所處的位置、可以生成的蛋白質(zhì)、內(nèi)部的微細結構等；不僅有成熟的、健康的細胞，還包括發(fā)育中的、患病的、衰老中的細胞……當海量數(shù)據(jù)匯聚在一起，科學家們有望從中揭示生命發(fā)育與演變的規(guī)律，探究疾病發(fā)生的根源。這正是建設人類細胞譜系大科學研究設施的意義所在。

大裝置，瞄準的是科技創(chuàng)新領域的“大問題”，最終的目標是增進全人類的福祉。大設施，投入巨大、產(chǎn)出也大，當以“算大賬、算長遠賬”的視角觀之。就拿人類細胞譜系大科學研究設施來說，追蹤每個細胞的“前世今生”，編制詳盡的“細胞家譜”，一個重要應用方向是打造“數(shù)字生理人”。

創(chuàng)新藥研發(fā)有“九死一生”之說，平均耗時10年、耗資巨大，但臨床成功率不足10%，一個重要原因是藥物研發(fā)過程是在動物模型中進行的，不能準確模擬人類生理系統(tǒng)反應。

通過人類細胞譜系大科學研究設施，用患者細胞信息打造一個“數(shù)字生理人”，預演不同治療手段在“數(shù)字患者”體內(nèi)的治療效果，實現(xiàn)“量體裁衣”式精準診斷與治療，這樣的愿景無疑令人期待。以大科學設施為助力，提高新藥研發(fā)成功率，降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期，展現(xiàn)出數(shù)字技術之于醫(yī)療創(chuàng)新的廣闊應用空間和巨大潛能。

“數(shù)字生理人”也將成為我國數(shù)字人產(chǎn)業(yè)的一支生力軍。目前我國與數(shù)字人相關的企業(yè)達114.4萬家，預計2025年數(shù)字人帶動產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模和核心市場規(guī)模分別可達6402.7億元、480.6億元，折射出數(shù)字人技術領域強勁的發(fā)展勢頭。持續(xù)補短板強弱項，扎牢數(shù)據(jù)安全與隱私保護的籬笆，加快人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術突破，才能進一步放大數(shù)字人的產(chǎn)業(yè)價值，使之更好賦能千行百業(yè)、添彩數(shù)字生活。

如果說建設大科學裝置是“有形之手”的主動作為，那么數(shù)字醫(yī)療等新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展更多體現(xiàn)的是“無形之手”在面對旺盛需求時的自發(fā)選擇。“有形之手”與“無形之手”同頻共振、形成合力，科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合、互促共進，能夠催生源源不斷的創(chuàng)新突破，將帶來無可限量的發(fā)展福祉。