一种护肤成分进入皮肤后，细胞会发生怎样的变化？两种成分共同作用，是相互促进，还是彼此抵消？如果改变使用顺序和干预时机，结果又会有什么不同？

这些问题，正在迎来新的研究工具。

11月5日，在广州国际美妆周期间，数元纪科技有限公司、联合利华、广州质量检验研究院与上海交通大学数学科学学院共同发布全球首个皮肤专属虚拟细胞世界模型DermCosmos，并启动AI驱动化妆品安全与功效评价的联合研究。

广东省药品监督管理局副局长罗玉冰、广州市市场监督管理局副局长万众、广州质量检验研究院院长何国山、上海交通大学数学科学学院教授兼数元纪首席科学家陈洛南、联合利华研发策略与运营负责人Erica Liang、联合利华大中华区企业传播与公共事务副总裁党敏、数元纪科技有限公司总经理夏洁等嘉宾出席发布会，共同见证DermCosmos发布及联合研究启动。

图1  DermCosmos发布暨AI驱动化妆品安全与功效评价联合研究启动仪式现场

此次发布将中国科研团队的前沿建模能力、跨国企业的皮肤科学与研发实践，以及专业检测机构的评价能力相结合，探索从细胞响应预测、成分组合筛选到安全与功效评价的应用路径，为全球美妆产业引入新的科学工具。

让皮肤细胞的变化，先在计算机中“预演”

面对数量庞大的候选成分及其组合，科研人员需要通过大量实验，研究其作用机制和效果。DermCosmos让研究人员能够先在计算机中推演细胞对不同干预的响应，筛选更值得验证的方案，再通过真实实验检验预测。

据研发团队介绍，模型基于大规模人类皮肤单细胞转录组数据学习，将细胞当前状态、外部干预与干预后的变化联系起来。这类数据记录了细胞中基因的表达情况，为理解细胞如何运行、如何响应成分作用提供依据。

作为皮肤专属虚拟细胞“世界模型”，DermCosmos的重要突破，在于将皮肤细胞的状态建模、连续干预推演和面向目标的反向推断贯通起来。

例如，一种成分作用后，细胞已经进入新的状态；此时加入另一种成分，模型可以从这个新状态继续推演。持续使用同一成分、先使用A再使用B，或让两者同时作用，由此成为可以比较的不同研究情境。这为理解成分组合的协同、叠加或抵消效应，以及寻找合适的干预时机，提供了新的研究方式。

模型还支持从目标状态出发，反向寻找可能的成分、靶点与干预路径。科研人员可以围绕希望改善的细胞状态，对候选方案进行优先排序，让实验设计更有针对性。

这种连接“状态—干预—响应—后续干预”的能力，为皮肤科学研究引入了动态推演视角，也为国际虚拟细胞研究向具体组织和产业场景拓展提供了新的实践。

数元纪推动科研成果转化，联合利华连接真实研发需求

数元纪科技有限公司提供虚拟细胞建模、动态过程推演与干预响应预测的核心技术。研发团队由上海交通大学数学科学学院教授、数元纪首席科学家陈洛南领衔，将其在计算系统生物学、因果分析及生物系统状态转变等领域的研究积累，转化为面向皮肤科学的模型能力，支持成分作用预测、组合方案筛选及干预路径探索。

据上海交通大学公开介绍，陈洛南作为通讯或共同通讯作者发表论文400余篇，成果发表于《Nature》《PNAS》《Cell Research》等国际学术期刊。

根据研发团队提供的皮肤数据基准测试结果，DermCosmos与Geneformer、scGPT、UCE、State等国际代表性模型进行了比较，在衡量整体基因表达及干预后表达变化的两项相关性指标上，均取得本次参测模型中的最高分，展现出其在该测试条件下的预测能力。

联合利华贡献皮肤与头皮生物学、活性成分及配方科学方面的专业积累，并提供真实研发场景与实验验证能力。通过细胞、三维皮肤模型等研究，将产业需求融入模型开发，以实验结果检验预测、支持模型迭代，推动前沿技术应用于成分发现、组合优化与产品创新。

例如，在环境压力相关的皮肤研究中，科研人员可以先推演细胞受到影响后的状态，再比较不同成分及组合可能带来的变化，选择值得进一步验证的方案。实验结果随后反馈至模型，支持其持续迭代，并逐步明确适用范围。

这一过程让模型预测、实验验证与产业应用形成持续互动，也为中国科研成果通过联合利华的全球研发网络拓展应用提供了机会。

联合利华研发策略与运营负责人Erica Liang表示：“科学创新的价值，不仅在于引入前沿技术，更在于把它转化为可验证、可应用的研发能力。通过DermCosmos，我们希望探索AI如何帮助科研人员更好地理解皮肤细胞对不同干预的响应，并通过实验验证不断检验和改进预测。这样的跨学科合作汇聚了数学、人工智能、皮肤科学与产业研发的力量，也体现了中国研发团队推动科学创新、并与全球研发网络协同创造价值的潜力。”

广州质检院参与，推动预测能力向评价方法转化

此次合作的另一项重要意义，是将监管科学研究融入技术开发与应用进程。

监管科学关注如何通过新的工具、方法和标准，为安全、功效与质量评价提供更可靠的依据。对于虚拟细胞模型而言，预测是否准确、结果能否重复、适用于哪些成分和实验条件，以及如何与真实的生物学效应相互印证，决定了其能够支持怎样的科学判断。

广州质量检验研究院贡献化妆品安全与功效评价、检测方法开发及标准制修订方面的专业能力，推动模型预测与实验评价相互衔接。该院参与化妆品监管科学创新研究基地建设，其专业积累将为此次联合研究提供支撑。

合作将围绕预测可靠性、结果可重复性和模型适用范围开展研究，探索计算预测与体外实验、人体评价之间的证据联系，为监管科学的新工具、新方法及未来标准研究积累依据。

上海交通大学数学科学学院教授、数元纪首席科学家陈洛南

在安全评价研究中，模型有望帮助识别值得关注的细胞响应和潜在风险信号，辅助确定后续验证重点；在功效研究中，可以帮助连接成分作用、分子通路与生物学效应，为理解功效机制、优化试验设计提供支持。

随着验证数据不断积累，相关研究还可为不同实验体系之间的结果衔接、评价指标选择及方法标准化提供科学依据，帮助探索计算预测、体外实验与人体评价之间的证据联系。

这些探索与我国推进化妆品监管科学研究、加快研发监管新工具、新标准、新方法的方向相契合，也为国际化妆品评价方法创新提供了可供研究与交流的中国实践。

从数元纪科技的模型技术、联合利华的产业研发，到广州质检院的检测评价，此次合作贯通了科学预测、实验验证与评价方法研究。全球首个皮肤专属虚拟细胞世界模型的发布，为全球皮肤科学引入了新的研究工具，也为人工智能如何服务化妆品研发与监管科学提供了中国实践。

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