“数字生理人” 将由广州“造”| 科创ING

　　用数字化的智能技术，构建“数字生理人”，呈现生命运行之规律。这听起来颇显科幻的场景，却将在广州变成现实。近日，羊城晚报记者通过一线调研了解到，广州正全力加速构建“2+2+N”科技创新平台体系，汇集各类重大科研平台，形成战略力量厚实、攻坚体系完备的创新格局，各类激动人心的创新成果纷纷涌现。

　　建设生命科学细胞组学领域的ChatGPT

　　“通过生命的最小单元——细胞，我们或许可以获得解释生命之谜的钥匙。”中国科学院广州健康院研究员彭广敦如是说道。

　　细胞谱系，指的是受精卵从第一次卵裂时起，直到分化为个体的全部组织和器官，并在损伤疾病与衰老中产生变化的“全生命周期”的“细胞生命史”。人体有50万亿个细胞，每个细胞各司其职、精准运转，如果能够了解其产生过程、作用机制和蕴藏的动态变化奥秘，就有望成为解析生命构成的底层逻辑，破解治疗各种疾病的“密码”。

　　作为“十四五”期间广东获批建设的4个大科学设施之一——人类细胞谱系大科学研究设施（以下简称“设施”），正是要通过汇集人体细胞多组学的海量数据，绘制人类谱系单细胞精度的“航海图”。

　　人类细胞谱系大科学研究设施配套研发楼建设中

　　这一大科学设施有多科幻？彭广敦说，这是一种面向未来的研究范式，将成为最先进的智能实验室。

　　通过大量的工程化、自动化、智能化、标准化的实验体系建设，组织器官样本在设施中由24小时无人值守的设备进行处理，对包括基因、代谢、蛋白、转录、影像等多组学在内的谱系信息按照统一标准进行全面收集。

　　“在此基础上，有望打造出数字化的生理人。”彭广敦说。

　　“数字生理人”有多神奇？想象一下，在虚拟现实（VR）中，将人体的某一个组织或者器官进行放大，每一个细胞当下处于什么样的状态，从何演化而来，不同细胞间的通讯对话以组学信息流呈现，一目了然。如果对其中的某些细胞施加一定的刺激扰动，它们又会发生什么样的变化，也都可以在设施产生的高质量且带有详尽注释的谱系信息构建谱系大语言模型，基于谱系数字化操作系统中计算得出结果。由此，未来针对癌症等各类疾病的药物研发，都有望在“数字生理人”上展开，得到预测的“实验”结果，进而指导精确的验证实验。

　　在彭广敦看来，设施产生的“数字生理人”将成为生命科学细胞组学领域的ChatGPT，有望成为引领新一轮科技变革的制高点。

　　“通过打造人类细胞谱系大科学研究设施项目，人们可以对生命的最基本单元细胞进行解析，明确每一个细胞从诞生、成长，到病变、死亡等命运变化的底层逻辑。”中国科学院广州健康院党委书记、副院长段子渊表示，重大科技基础设施汇集人体细胞的海量数据后，生物医药、生命科学等领域将在此基础上诞生多项研究成果。

　　“细胞谱系研究和细胞谱系大科学设施的建造是科学前沿领域的制高点，是各国科学界争夺的高地。”他说到。

　　这种相机，“一秒”让肿瘤精准显形

　　不止于此，广州深知，重大科技基础设施是推动科技创新的利器。冷泉生态系统、人类细胞谱系两大重大科技基础设施的建设，正是广州瞄准基础前沿领域，构建“2+2+N”科技创新平台体系的缩影。

　　广州以广州实验室和粤港澳大湾区国家技术创新中心2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、4家省实验室、一批高水平新型研发机构为基础，涵盖各类平台27个（动态），覆盖各类战略性新兴产业和未来产业。

　　走进粤港澳大湾区国家技术创新中心（以下简称“大湾区国创中心”），更多“好东西”让人目不暇接。

　　在这里，有着一台重量仅800克的手持式医用伽马相机，可以对亲肿瘤的分子显像示踪剂“一秒成像”，实时检测到手术切除边缘及转移灶区域的肿瘤细胞分布，实时精准的手术切除。

　　大湾区国创中心粒子应用技术创新中心项目负责人、清华大学工程物理系长聘副教授马天予谈到，从大学里的原始技术到医生可以真正使用的产品中间，其实存在一个巨大的鸿沟。而通过大湾区国创中心平台，研发团队得以实现产品从需求定义、研发试制、生产加工到临床应用的全流程验证。

　　粤港澳大湾区国家技术创新中心知识城基地构想图

　　在这里，研究团队通过攻关光学成像、运动控制和图像处理算法等核心技术，研发了全景显微成像扫描系统，打破病例诊断的传统人工流程，实现病例组织和细胞的自动化诊断，极大地提高了病理学诊断的准确性、工作效率和自动化程度。

　　大湾区国创中心国家病理标准数据库项目负责人王子晗告诉羊城晚报记者，一台设备每天可以扫描3500个切片，可以保证一家三甲医院一天的新增切片量都完成数字化，并以此形成标准数据库。在大湾区国创中心的支持下，团队承担了国家病理标准数据库的建设工作，为其提供存储、信息交换、大数据处理等技术解决方案。

　　记者了解到，大湾区国创中心是根据国家战略部署打造的跨区域、跨领域、跨学科、跨产业的综合类国家技术创新中心，是全国三大综合类技术创新中心之一。致力于攻克关键核心技术，实现从科学到技术的转化。

　　广州：更多创新成果正在竞相涌现

　　近年来，广州主动对标国家战略，积极对接高端战略资源，共建国家技术创新中心和各类高水平新型研发机构，支撑打好关键核心技术攻坚战。

　　新一代国产超级计算系统“天河星逸”

广州通过建设各类创新平台，用强大的创新创造能力支撑经济社会高质量发展。一批批创新成果竞相涌现，一批批科技项目走向应用。

国家新型显示技术创新中心自主研制的喷墨打印OLED折叠显示屏已达量产水平，量子点关键蓝色材料与器件寿命突破300小时；

广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院建成航空轮胎大科学中心并投入使用，支撑我国航空航天、轮式装备、立体交通等高端制造业发展；

中国科学院广州生物医药与健康研究院科研团队在猪体内成功培育出人源中期肾脏，是世界范围内首次报告人源化功能器官异种体内培育案例；

广州颠覆性技术创新中心挂牌运作，2023年国家颠覆性技术项目中，来自广州的项目数居全国第二。

战略力量厚实、攻坚体系完备的重大创新平台体系，逐渐成为广州促进科技创新发展和支撑产业转型升级的重要力量。