认识APOLLO：研究人员创建世界上最大的数字微生物集合

爱尔兰高威大学的研究人员创建了APOLLO，这是世界上最大的数字微生物模型集合，总计包含247,092个模型，旨在革新我们对人体微生物组及其在健康中作用的理解。这一前所未有的数据库将使科学家能够研究微生物如何与人体互动，从而加速诊断、治疗和精准医疗的发现。图片来源：爱尔兰高威大学

高威大学的研究人员开发了APOLLO，这是世界上最大的数字微生物模型集合，包含247,092个计算机生成的人体微生物组细菌表示。这一开创性的资源旨在推进我们对微生物群落如何影响健康和疾病的理解。

APOLLO专注于细菌微生物组——生活在人体内外的多种细菌群体——提供了每个微生物代谢过程的详细模型。

通过使科学家能够通过计算模拟研究微生物功能，而不是仅仅依赖复杂的实验室实验，该数据库有可能加速医学发现并改善疾病研究。

APOLLO涵盖了多个大洲、年龄组和身体部位，是迄今为止创建的最大规模的人体微生物组计算模型集合。

该项目建立在团队十年的专业经验之上，从早期的AGORA（数百种微生物）和AGORA2（数千种微生物）世代发展而来。

模拟真实世界的微生物组社区

研究团队还基于现实生活样本创建了14,451个个体微生物组社区的计算机模拟，揭示了微生物代谢如何因身体部位、年龄和健康状况而异。APOLLO模拟还预测了与克罗恩病、帕金森病和儿童营养不良相关的关键粪便代谢物——这些见解可能有助于塑造未来的诊断和治疗策略。

这项工作由高威大学数字代谢孪生中心的一组科学家进行，由爱尔兰APC微生物研究中心的主要研究员Ines Thiele教授领导，该中心由爱尔兰研究学院主办，位于科克大学。

Thiele教授的研究团队利用计算建模来推进精准健康。

APOLLO将如何造福社会：

• 改进诊断——通过识别微生物代谢标记，APOLLO可以帮助开发非侵入性诊断工具，实现更早和更准确的诊断。

• 个性化治疗——模拟可以预测个体微生物组与其饮食、药物和健康状况的相互作用。这可能导致优化微生物群落健康和改善治疗反应的个性化治疗。

• 药物开发和益生菌——有可能设计出针对特定疾病的靶向益生菌、益生元和基于微生物组的疗法。

• 公共卫生洞察——通过包括多样化的微生物组，APOLLO提供了一个全球视角，帮助解决现代生活方式对微生物组健康的影响。这些知识将指导抗生素使用、饮食和疾病预防等公共卫生政策。

专家对APOLLO重要性的看法

项目科学家Cyrille Thinnes博士说：“APOLLO标志着在全球范围内个性化微生物组建模的一个重大里程碑。我们的微生物组在消化、免疫功能和整体健康方面发挥着至关重要的作用。研究这些微生物对于了解它们如何影响各种情况（从微生物群落健康到神经系统疾病）至关重要，并且对于开发新的诊断工具、治疗方法和个性化医疗解决方案也非常重要。

“APOLLO捕捉到了跨大陆、人口统计和身体部位的前所未有的微生物多样性，填补了全球健康研究中的关键空白。它解决了关于西方化生活方式（如久坐不动的习惯、加工食品和抗生素过度使用）对微生物多样性和功能影响的紧迫问题。通过包括未被充分研究的非西方人群和微生物群落以外的身体部位，APOLLO为推进微生物组研究及其应用提供了宝贵的资源。”

项目首席研究员Ines Thiele教授说：“人体微生物组是健康和疾病的重要参与者，与宿主动态互动。要理解这些复杂互动需要尖端技术。我们的研究集成了微生物和人类的数字模型，使我们能够以前所未有的细节探索微生物组在健康中的作用。

“APOLLO在此基础上进一步扩展，通过纳入微生物组社区的维度，现在可以实现在全球范围内的个性化。

“在过去十年中，我们从单一通用人类模型发展到详细考虑性别、生理和各个器官的模型。同样，我们也从几个微生物模型扩展到覆盖数十万个微生物模型。这些模型还可以结合饮食习惯和健康状况的信息，帮助生成可测试的假设和个人健康建议。APOLLO代表了向数字孪生支持的精准医疗迈进的重要一步，使我们更接近为全球个体量身定制健康解决方案。”

参考文献：“涵盖多个大洲、年龄组和身体部位的247,092种多样化人体微生物的基因组规模代谢重建资源”，Almut Heinken、Timothy Otto Hulshof、Bram Nap、Filippo Martinelli、Arianna Basile、Amy O'Brolchain、Neil Francis O'Sullivan、Celine Gallagher、Eimer Magee、Francesca McDonagh、Ian Lalor、Maeve Bergin、Phoebe Evans、Rachel Daly、Ronan Farrell、Rose Mary Delaney、Saoirse Hill、Saoirse Roisin McAuliffe、Trevor Kilgannon、Ronan M.T. Fleming、Cyrille C. Thinnes 和 Ines Thiele，《细胞系统》，2025年2月12日。DOI: 10.1016/j.cels.2025.101196

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