从一个受精卵，到拥有约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”试图回答这道“生命之问”。
去年3月，人类细胞谱系大科学研究设施（以下简称“细胞谱系大设施”）在广州国际生物岛启动建设。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。
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。在广州国际生物岛上，这个从生命科学到医疗健康的产业集群正在形成。
构建可试药的“数字生命人”
一个受精卵不断分裂分化，变成我们身体里的几千种细胞，这条演化路径拥有怎样的规律、如何一步步执行？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，就是细胞谱系大设施的使命。
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。
孙飞将之称为“科学算命”。“算”出来之后，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”，服务于人民生命健康。
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，即使在动物身上的效果再好，仍可能在人体“折戟沉沙”。“数字人”有望突破这一困境，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，治病有望“量体裁衣”——医生给病人做一个“数字孪生患者”，在其身上尝试出最适合的治疗方案。
“我们未来可以通过大模型，在数字空间进行精准疾病诊断、精准的新药物靶点开发，这有望催生出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”时期，该产业就被列为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。
破解高端设备“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，细胞谱系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其中的核心装备之一。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。传统病理切片多采用冷冻处理，检测耗时长达半小时到一小时，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2万元至5万元不等。这套新设备集成多组学测定流程，把检测成本降至原本的1/5，有效提升技术临床可及性。
这两款设备均实现了国产化、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，细胞谱系大设施已初具规模。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，不仅服务细胞谱系大设施自身，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，不仅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。
20世纪90年代启动的人类基因组计划，投入的每1美元最终都带来了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，在这里加速形成。
