一、全球监管体系突破性变革，AI虚拟细胞形成强劲需求侧驱动力
根据观研报告网发布的《中国AI虚拟细胞行业发展趋势分析与未来前景研究报告（2026-2033年）》显示，AI虚拟细胞（AI virtual cell, AIVC）是一种跨尺度、多模态、基于大规模神经网络的模型，能够表征并模拟细胞在多种状态下的行为和状态转换。AIVC 能够建模细胞在不同状态之间转换的动态过程，包括由分化、发育、衰老等自然过程、遗传变异或人为设计的扰动所引起的状态变化，以及在亚细胞和多细胞尺度的生命过程预测，场景应用包括创新药物研发、细胞与基因治疗、合成生物学与生物制造、基础科研与精准医疗。
AI虚拟细胞核心应用场景
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应用场景 |
应用情况 |
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创新药物研发 |
AIVC可高效支撑全新靶点挖掘、大规模化合物虚拟高通量筛选，精准预判候选药物的临床前药效与潜在毒性，大幅缩减湿实验迭代次数，有效降低新药早期研发的时间成本与资金投入，其仿真数据还可辅助完善IND申报证据链，提升新药申报效率与成功率。 |
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细胞与基因治疗（CGT） |
技术可精准模拟iPSC干细胞分化完整路径，提前预判基因编辑的脱靶风险，智能优化CAR-T等免疫细胞的改造工艺与方案，破解细胞治疗研发工艺复杂、试错成本高、批次稳定性差的行业痛点，助力CGT产品标准化研发与规模化生产。 |
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合成生物学与生物制造 |
AIVC能够实现底盘细胞智能设计、代谢通路动态预测与优化，辅助人工构建高性能工程菌株，为生物基材料、生物医药中间体、功能性生物制品的绿色高效生产提供核心技术支撑，推动生物制造产业降本增效。 |
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基础科研与精准医疗 |
可深度解析肿瘤耐药、机体衰老等核心生命机制，结合患者个体特征构建个性化虚拟细胞模型，指导个体化精准用药，同时为类器官、器官芯片实验提供数据解析、机制验证与方案优化支撑，推动生命基础研究与临床精准诊疗的双向突破。 |
资料来源：观研天下整理
全球监管体系的突破性变革，为AIVC技术落地打通了制度壁垒，形成强劲的需求侧驱动力，彻底打破了新药研发、生物评价对传统动物实验的长期依赖。海外层面，2022年美国《FDA现代化法案2.0》正式落地，取消动物实验数据作为新药IND申报的强制性要求，重构非临床评价体系；2026年3月，FDA药品评估与研究中心发布NAMs新方法学指南草案，明确认可类器官、器官芯片人源化实验数据可直接用于药品非临床安全性评价，同步出台AI药物开发应用指南，为AIVC仿真数据纳入新药研发评价体系、申报流程提供了官方合规依据。国内监管同步跟进、快速落地，将类器官检测纳入检验类医疗检验价格立项指南，正式纳入准临床检测体系，逐步建立标准化应用规范，标志着我国AIVC相关技术从前沿科研工具，正式迈入产业化、标准化、临床化的转型新阶段。
中美AI虚拟细胞监管体系
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区域 |
政策 / 文件名称 |
发布时间 |
核心要点 |
对 AIVC 产业的影响 |
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美国 |
《FDA 现代化法案 2.0》(FDA Modernization Act 2.0) |
2022 年 |
废除新药 IND 申报必须提供动物实验数据的法定强制要求；允许采用替代方法开展非临床评价 |
从法律层面破除动物实验硬性约束，打开 AIVC 仿真数据用于新药非临床评价的制度空间 |
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美国 |
FDA‑CDER NAMs（新方法学）指南草案 |
2026‑03 |
认可类器官、器官芯片人源化模型数据可直接用于药品非临床安全性评价；鼓励创新体外与数字化评价手段 |
为人源细胞仿真（AIVC）后续纳入非临床评价证据链提供参照范式 |
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美国 |
FDA AI/ML 用于药物开发指南草案 |
2026（同步配套 NAMs 草案） |
针对药物研发阶段 AI 模型的开发、验证、数据治理、文档留存提出监管原则 |
明确生命科学 AI 模型的开发规范，为 AIVC 模型的合规使用确立基础监管逻辑 |
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中国 |
《检验类医疗检验价格立项指南》（类器官检测相关条目） |
已落地 |
将类器官检测纳入准临床检测体系，推进收费立项与标准化建设 |
先行完成人源细胞类器官的标准化路径建设；为后续 AIVC 数字仿真评价的标准化申报积累实践基础；推动 AIVC 由科研工具向产业化基础设施转型 |
资料来源：观研天下整理
二、海外AI虚拟细胞起步早，国内创业融资热度快速上升
海外AI虚拟细胞起步早，国内创业融资热度快速上升。AIVC赛道的资本热度始于2024年。由ARCH Venture Partners与Foresite Labs牵头，集结斯坦福学者与罗氏、辉瑞前高管的Xaira Therapeutics成立即拿下10亿美元融资，这一金额在Biotech早期融资中极为罕见。2026年4月以来，国内虚拟细胞赛道共发生近10起融资，红杉资本、君联资本、BV百度风投、国新创投基金等顶级机构悉数入局。代表性案例包括：
虚拟细胞赛道代表性融资事件及进展
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类别 |
企业 |
时间 |
事件 |
关键进展 |
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国内 |
英矽智能 |
2026.08 |
产业进展 |
中国香港上市公司，发布多智能体驱动的多模态虚拟衰老细胞生成平台 |
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深度细胞 |
2026.08 |
种子轮 |
总部位于北京，完成数千万种子轮融资 |
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百曜科技 |
2026.07 |
多轮融资 |
总部位于北京，近期完成数轮过亿元融资 |
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华源智因 |
2026.07 |
种子轮 |
总部位于北京，完成千万级人民币种子轮融资 |
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元示科技 |
2026.07 |
新一轮 |
总部位于上海，完成数千万最新一轮融资 |
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无界进化 |
2026.06 |
天使轮 |
总部位于北京，由晶泰科技孵化，完成数千万元天使轮融资 |
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百图生科 |
2026.03 |
提交 IPO |
总部位于北京，以保密形式向港交所提交上市申请 |
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海外 |
GenBio AI |
2026.08 |
产业进展 |
总部位于美国，发布新模型，由胡祖六、邢波、David Baker、宋乐等创立 |
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ChemT Biotechnology |
2026.06 |
种子轮 |
总部位于新加坡，由孙杰和吴凌联合创立 |
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DeepLife |
2026.06 |
产业进展 |
总部位于法国，与国内公司分销合作进入中国市场 |
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NeoLife AI |
2026.06 |
产业进展 |
总部位于美国，与上海交通大学联合发布 VCWorld 模型 |
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Biomy |
2026.06 |
产业进展 |
总部位于日本，与 10x Genomics 达成数据合作 |
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Recursion |
2026.05 |
产业进展 |
总部位于美国，与罗氏、基因泰克的合作，加速创新靶点转化 |
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Tolemy |
2026.05 |
种子前轮 |
总部位于英国，完成 140 万欧元种子前融资 |
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CellType |
2026.03 |
产业进展 |
总部位于美国，与 Senhwa Biosciences 合作加速临床开发 |
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Turbine |
2026.02 |
B 轮 |
总部位于匈牙利，完成 2500 万美元 B 轮融资 |
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infinitusbio.AI |
2026.01 |
产业进展 |
总部位于美国，与 Oncovita 合作开展癌症免疫疗法 |
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Omphalos Lifesciences |
2025.12 |
产业进展 |
总部位于美国，获得 BARDA 支持，开展抗菌策略模拟 |
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Relation Therapeutics |
2025.12 |
产业进展 |
总部位于英国，与诺华达成多项目合作，新靶点发现与验证 |
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QurieGen |
2025.04 |
种子前轮 |
总部位于荷兰，完成 220 万欧元种子前轮融资 |
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Reflector Bio |
2025.08 |
种子前轮 |
总部位于美国，获得 22 万美元种子前轮融资 |
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Tahoe Therapeutics |
2025.08 |
A 轮 |
总部位于美国，完成 3000 万美元新一轮融资 |
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Algocell |
2025.07 |
种子前轮 |
总部位于以色列，获得 280 万美元种子前融资 |
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Cellular Intelligence |
2025.05 |
A 轮 |
总部位于美国，完成 4700 万美元融资，曾获扎克伯格等投资 |
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Bioptimus |
2025.01 |
A 轮 |
总部位于法国，累计融资超 7600 万美元 |
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Shift Bioscience |
2024.10 |
种子轮 |
总部位于英国，累计融资 1600 万美元 |
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Noetik |
2024.08 |
A 轮 |
总部位于美国，完成 4000 万美元 A 轮融资 |
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Panacent Bio |
2024.07 |
新一轮 |
总部位于美国，完成 1300 万美元融资 |
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CytoReason |
2024.07 |
新一轮 |
总部位于以色列，完成 8000 万美元新一轮融资 |
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Xaira Therapeutics |
2024.04 |
创立融资 |
总部位于美国，获超 10 亿美元承诺资本 |
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Cytocast |
2023.09 |
种子前轮 |
总部位于匈牙利，获得 190 万欧元的种子轮前融资 |
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Cellarity |
2022.10 |
C 轮 |
总部位于美国，获 1.21 亿美元 C 轮融资 |
资料来源：观研天下整理
三、AI虚拟细胞行业供给仍处于早期探索阶段，国内赛道呈现科技巨头生态布局+垂直初创企业深耕双层竞争格局
从产业供给端来看，传统生命科学模型大多聚焦单一局部问题，仅能基于既定细胞状态与扰动条件完成针对性预测，难以适配完整、多场景的科研任务流程，无法自主串联知识库调取、数据分析、工具调用与实验设计等全链条环节。在此背景下，AIVC智能体成为打通模型能力与科研落地流程的核心枢纽，可精准拆解科研问题、统筹调度各类模型与工具资源，将零散的模型预测结果整合、转化为标准化、可执行、可湿实验验证的完整研究方案，补齐了单一模型落地应用的核心短板。
当前AIVC智能体整体市场供给仍处于早期探索阶段，面向细胞扰动预测的专属AI模型、适配生命科学场景的智能体调度系统以及底层AGI技术均未完全成熟，多层技术叠加集成难度较高，行业内经过充分验证、可稳定商业化复用的标准化产品供给稀缺，率先布局的企业可通过持续的模型迭代、干湿实验数据积累与场景落地打磨，快速构筑技术与应用先发优势。
随着底层模型持续迭代、技术体系逐步产品化，AIVC赛道产业吸引力持续提升，海内外各类产业玩家加速入局，形成差异化、多元化的竞争格局。
海外市场已形成四条清晰的差异化发展路径：Xaira Therapeutics主打扰动数据规模化建设，依托FiCS化学固定技术优化实验流程、消除细胞应激信号干扰，搭建全球大规模全基因组扰动数据集，补齐模型因果预测的数据短板；Chan Zuckerberg Initiative（CZI）聚焦模块化基础架构搭建，以开源生态模式输出标准化虚拟细胞组件，降低全行业技术准入门槛；Recursion深耕干湿闭环验证体系，依托超级算力平台与自动化实验室，构建“AI预测-湿实验验证-数据回流迭代”的闭环研发模式；Noetik立足临床转化价值，以患者来源肿瘤组织数据为建模基础，相比传统细胞系建模更贴合真实临床场景。
国内赛道则形成“科技巨头生态布局+垂直初创企业深耕”的双层竞争格局，BAT及华为等大厂依托算力与算法优势布局底层生物大模型，百图生科、腾讯、华为等相继推出多款细胞基础模型，夯实行业通用技术底座；初创企业差异化卡位细分赛道，百曜科技布局通用型AIVC平台，无界进化覆盖分子至细胞全尺度模拟，华源智因聚焦临床前药效评价场景，深度细胞深耕分子相互作用底层建模。与此同时，国内类器官、器官芯片企业开启赛道升级转型，耀速科技、黑玉科学、璨辰科技等企业逐步摆脱传统湿实验工具供应商定位，向人源化、多模态、可扰动的生物数据基础设施服务商转型，抢占AIVC产业链上游核心数据入口，进一步丰富国内产业供给体系。
国内AI虚拟细胞竞争情况
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阵营/类型 |
企业 |
核心模型/平台 |
技术路径与差异化定位 |
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科技巨头 |
百图生科（百度系） |
xTrimo V4（2680亿参数）；xTrimoSC Perturb扰动模型 |
全模态生命科学基础大模型，覆盖DNA、蛋白质、细胞多层级建模 |
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腾讯 |
UniPert-G2CP框架；CD-GPT开源模型 |
国内首个在《Cell》主刊发表AIVC研究成果；UniPert-G2CP实现基因扰动与化学扰动统一建模及迁移学习 |
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华为 |
CellFM单细胞大模型（8亿参数，1亿人类单细胞数据）；TorchX全原子生物分子模型体系 |
联合新格元、中山大学等开发CellFM；与昌平实验室联合发布TorchX，为业界首个NPU原生开源全原子生物分子模型，全面适配昇腾NPU |
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垂直初创 |
百曜科技 |
GeneCompass（2023，Cell Research封面）；AURA CellOS（全球首个LLM-JEPA架构AIVC世界模型，3.905亿单细胞数据训练） |
走“大数据库+通用基础模型”平台型路线，将AI建模层级从分子提升至细胞，覆盖靶点发现、药物筛选、iPSC分化细胞治疗 |
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无界进化（INFevo） |
OCOO-T模型；The Exploration Engine科学发现引擎 |
晶泰科技孵化，采用“全栈AI基础大模型+高通量自动化实验”双驱路径，覆盖分子至细胞全尺度模拟；在化学药物、基因、细胞因子三大扰动基准上均达SOTA |
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华源智因 |
Wise-Perturb细胞药物扰动应用模型 |
避开靶点筛选、分子生成热门环节，聚焦临床前药效评价；搭建单细胞多组学三层金字塔数据底座（通用静态→体外扰动配对→人体临床队列） |
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深度细胞 |
分子相互作用智能基座模型+虚拟细胞世界模型 |
以“AI+物理”为核心，将分子物理、能量变化、构象动力学与AI表征生成深度融合，突破难成药靶点和新型分子模态的精度与泛化性瓶颈；构建从量子尺度到细胞尺度的多尺度建模体系 |
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类器官/器官芯片转型 |
耀速科技 |
“3D Bio Intelligence”平台；AI4S人源化数据超级工厂 |
推进“数据生成—机制解析—模型训练—实验验证”闭环飞轮，加速虚拟细胞与生物世界模型构建；与珞米科技合作探索“器官芯片+蛋白组学”范式 |
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黑玉科学 |
类器官AI智能一体化设备；类器官芯片AI赋能 |
重点布局类器官AI一体化硬件设备 |
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璨辰科技 |
AI虚拟器官与全尺度生物数字孪生体系 |
主攻AI虚拟器官及全尺度数字孪生仿真体系 |
资料来源：观研天下整理（zlj）
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