Bistability in a model of tumor-immune system interactions with an oncolytic viral therapy

G. V. R. K. Vithanage; Hsiu-Chuan Wei; Sophia R-J Jang; G. V. R. K. Vithanage; Hsiu-Chuan Wei; Sophia R-J Jang

doi:10.3934/mbe.2022072

数学生物科学与工程

2022,第19卷, 第2版: 1559-1587. 数字对象标识：10.3934/mbe.2022072年

研究文章特殊问题

肿瘤免疫系统与溶瘤病毒治疗相互作用模型的双稳态

1.
美国德克萨斯州79409德克萨斯理工大学数学与统计系
2
台湾台中市凤嘉大学应用数学系，邮编：40724

学术编辑：杨匡

收到：2021年10月4日 认可的：2021年12月6日 出版：2021年12月10日

本文导出了肿瘤免疫系统与溶瘤病毒治疗相互作用的数学模型，免疫系统对肿瘤细胞具有双重作用。免疫细胞可以杀死癌细胞，但也可以从治疗中清除病毒。此外，肿瘤细胞既可以刺激免疫细胞增殖，也可以破坏免疫细胞以减少其生长。研究表明，如果免疫细胞对肿瘤的杀伤率高于一个临界值，则肿瘤可以在所有大小的肿瘤中被根除，而临界杀伤率取决于免疫系统是免疫抑制性的还是增殖性的。对于免疫抑制免疫系统降低的肿瘤杀伤率，我们的数值分歧研究表明，在大参数空间中存在双稳态。根据肿瘤的大小，肿瘤可以被根除，也可以缩小到小于其承载能力的大小。然而，降低免疫细胞对病毒的杀伤率总是可以提高病毒治疗的效果。通过基因工程或对病毒外壳蛋白进行化学修饰以避免免疫细胞检测，可以通过操纵病毒的某些基因来实现这种减少。
- 肿瘤,
- 免疫系统,
- 免疫损伤,
- 溶瘤病毒治疗,
- 整体敏感性分析,
- 数值分岔分析
引用：G.V.R.K.Vithanage，Xiu Chuan Wei，Sophia R-J Jang。肿瘤免疫系统与溶瘤病毒治疗相互作用模型中的双稳态[J]。数学生物科学与工程，2022，19（2）：1559-1587。doi:10.3934/mbe.2022072年

相关论文：

摘要

推导了肿瘤免疫系统与溶瘤病毒疗法相互作用的数学模型，免疫系统对癌细胞发挥双重作用。免疫细胞可以杀死癌细胞，但也可以从治疗中清除病毒。此外，肿瘤细胞既可以刺激免疫细胞增殖，也可以破坏免疫细胞以减少其生长。研究表明，如果免疫细胞对肿瘤的杀伤率高于一个临界值，则肿瘤可以在所有大小的肿瘤中被根除，而临界杀伤率取决于免疫系统是免疫抑制性的还是增殖性的。对于免疫抑制免疫系统降低的肿瘤杀伤率，我们的数值分歧研究表明，在大参数空间中存在双稳态。根据肿瘤的大小，肿瘤可以被根除，也可以缩小到小于其承载能力的大小。然而，降低免疫细胞对病毒的杀伤率总是可以提高病毒治疗的效果。通过基因工程或对病毒外壳蛋白进行化学修饰以避免免疫细胞检测，可以通过操纵病毒的某些基因来实现这种减少。

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