【技术实现步骤摘要】
一种基于曲妥珠单抗治疗诱导的耐药微环境动态演化的数学模型及其应用
[0001]本专利技术属于数学建模
，具体涉及一种基于曲妥珠单抗治疗诱导的耐药微环境动态演化的数学模型及其应用。
技术介绍
[0002]数学模型是运用数理逻辑方法和数学语言建构的科学或工程模型，是数学理论与实际问题相结合的一门科学。它将现实问题归结为相应的数学问题，并在此基础上利用数学的概念、方法和理论进行深入的分析和研究，从而从定性或定量的角度来刻画实际问题，并为解决现实问题提供精确的数据或可靠的指导。
[0003]HER2阳性胃癌是一类特殊的胃癌，大约10％～20％的晚期胃癌患者存在HER2基因扩增或蛋白过表达。ToGA研究证实曲妥珠单抗联合化疗一线治疗可使HER2阳性晚期胃癌患者总生存期(OS)超过1年，客观缓解率(ORR)从34.5％提高到47.3％，成为胃癌靶向治疗的里程碑。曲妥珠单抗是一种靶向人表皮生长因子受体2(HER2)的人源化单克隆抗体，通过抑制HER2介导的信号通路，诱导抗体依赖性细胞毒性发挥抗肿瘤作用。对于HER2阳性晚期胃...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种研究肿瘤微环境动态演化的数学模型，包括：分子尺度模块、细胞尺度模块、微环境尺度模块、组织尺度模块、Tra治疗模块、联合治疗模块、肿瘤微环境模块。2.根据权利要求1所述的数学模型，其特征在于，所述分子尺度模块具体为包括HER2信号通路和下游细胞周期通路；由酶促反应方程式描述，得到PLCγ的浓度，并影响下游细胞的表型，式中，V代表生产率和消耗率：dX
a
/dt＝
‑
V
a
V
a
＝k1X
a
X
b
‑
k
‑1X2dX
b
/dt＝
‑
V
a
V1＝k2X1X2‑
k
‑2X3dX1/dt＝
‑
V1V2＝k3X3X3‑
k
‑3X4dX2/dt＝V
a
‑
V1V3＝k4X4‑
k
‑4X5dX3/dt＝V1‑
2V2V4＝V
4max
X5/(k5+X5)dX4/dt＝V2+V4‑
V3V5＝k6X5X6‑
k
‑6X7dX5/dt＝V3+V7‑
V4‑
V5V6＝k7X7‑
k
‑7X8dX6/dt＝V8‑
V5V7＝k8X8‑
k
‑8X5X9dX7/dt＝V5‑
V6V8＝V
8max
X9/(k9+X9)dX8/dt＝V6‑
V7V9＝k
10
X9‑
k
‑9X
10
dX9/dt＝V7‑
V8‑
V9dX
10
/dt＝V
99
其中：
3.根据权利要求1所述的数学模型，其特征在于，所述细胞尺度模块包括：肿瘤细胞增殖模块和巨噬细胞极化和迁移模块两部分；所述肿瘤细胞增殖模块根据葡萄糖浓度将肿瘤分为坏死区、静止区和激活区；当血糖浓度低于某一阈值或NO高于某一阈值时，将其定义为坏死区；位于激活区的肿瘤细胞激活HER2通路和下游细胞通路，促进肿瘤细胞的增殖；所述巨噬细胞极化和迁移模块包括：巨噬细胞极化模块和巨噬细胞迁移模块：
所述巨噬细胞极化模块包括：AKG:(1)原始位置为M0：RM1＝KM1
·
CM1F；RM2＝KM2
·
(CM1F+KAKG
·
CAKG)；(2)最初的位置是M1:RM1＝KM21
·
(CM1F
‑
KAKG
·
CAKG；RM2＝KM12
·
(CM2F+KAKG
·
CAKG)；最初的位置是M2:RM2＝1；其中强度系数为K，Km1/km2表示在自然条件下从M0到M1/M2的极化强度；KAKG表示AKG对M1到M2的极化强度影响；Km12代表自然条件下从M1到M2的极化强度；CM1F/(CM2F，CAKG)是活体(增殖期或缺氧期)肿瘤细胞释放的有助于M1和M2极化的细胞因子和其他因子的局部浓度；设定M2极化到M1的可能性极低；所述巨噬细胞迁移模块包括：Px+1＝(MO
·
ΔOx+1+MC
·
ΔChemox+1)；ΔChemox+1：IL
‑
6:IL
‑
10:MO和MC是氧浓度和化学引诱剂对巨噬细胞运动影响的强度系数。4.根据权利要求1所述的数学模型，其特征在于，所述微环境尺度模块包括葡萄糖、氧、EGF、NO、血管内皮生长因子、AKG、IL
‑
6、IL
‑
10细胞因子；用一组反应
‑
扩散的常微分方程来展示微环境中代谢物及细胞因子的动态演变过程：Glucose：O2：EGF:NO:VEGF:AKG:以葡萄糖的浓度变化为例：G是葡萄糖浓度，Δ是拉普拉斯算...
【专利技术属性】
技术研发人员：石敏，许贝贝，胡兴斌，
申请(专利权)人：南方医科大学南方医院，
类型：发明
国别省市：
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