戈尔韦大学的研究人员与世界领先的 SFI 研究中心 APC Microbiome Ireland 合作，创建了一个包含 7,000 多种数字微生物的资源——能够对药物治疗的工作原理和患者的反应进行计算机模拟。该资源是科学理解人类对药物治疗反应的一个里程碑，因为它为计算机模拟和预测个体之间的新陈代谢差异提供了机会，包括炎症性肠病、帕金森氏症和结直肠癌等疾病。

科学家基于数字微生物创建计算机模拟

该数据库 - 称为 AGORA2 - 建立在创建称为 AGORA1 的第一个数字微生物资源时开发的专业知识之上。AGORA2 包含 7,203 种数字微生物，它们是根据科学出版物中的实验知识创建的，特别关注药物代谢。

该资源由戈尔韦大学分子系统生理学小组的一组科学家建立，该小组由爱尔兰 APC 微生物组首席研究员 Ines Thiele 教授领导。

该团队的研究旨在通过使用计算模型来推进精准医学。

Thiele 教授解释说： “AGORA2 是迈向个性化、预测性计算机模拟的一个里程碑，能够分析用于精准医学应用的人-微生物组-药物相互作用。

“人类寄居着无数微生物。就像我们一样，这些微生物会进食并与环境互动。考虑到我们都是独一无二的，我们每个人都拥有一个单独的微生物组，我们的新陈代谢预计也会因人而异。

“与目前更普遍的‘一刀切’方法相比，数字微生物数据库提供的洞察力为医疗保健提供了一个机会，可以利用新陈代谢中的个体差异来提供个性化、改进的‘精准医学’治疗。

“除了我们的食物，我们个体的微生物组也会代谢我们服用的药物。因此，由于不同微生物组的新陈代谢不同，同一种药物可能会对不同的人产生不同的影响。”

使用数字微生物资源 AGORA2，计算机模拟表明药物代谢在个体之间存在显着差异，这是由他们自己的微生物组驱动的。

独特的是，基于 AGORA2 的计算机模拟能够识别与临床环境中的观察结果相关的单个药物的微生物和代谢过程。

该研究今天发表在《自然生物技术》上。

戈尔韦大学的团队证明，AGORA2 通过预测来自 616 名结直肠癌患者和对照组的肠道微生物群的药物转化潜力，实现了个性化的、应变分辨的建模，这在个体之间有很大差异，并与年龄、性别、体重指数和疾病阶段。这意味着团队可以创建特定于不同微生物的数字表示和预测。

Thiele 教授补充说： “对我们个体微生物组及其药物代谢能力的了解代表了精准医学的机会，可以为个体量身定制药物治疗，以最大限度地提高健康效益，同时最大限度地减少副作用。

“通过在计算机模拟中使用 AGORA2，我们的团队已经表明，与迄今为止可能实现的相比，由此产生的代谢预测能够实现卓越的性能。”

APC Microbiome Ireland 主任 Paul Ross 教授说： “这项研究完美地说明了计算方法的力量，可以增强我们对微生物在健康和疾病中的作用的理解——显然，这个数字平台将是一个极好的资源，可以导致将微生物组考虑在内的新型个性化治疗方法的发展。”

这项工作由戈尔韦大学领导，作为许多国际机构合作的一部分完成，包括阿贡国家实验室、洛林大学和格赖夫斯瓦尔德大学医学院。