IL-2驱动的肿瘤-免疫动力学模型及数值模拟

摘要

患者在接受白细胞介素-2(IL-2)免疫疗法时会经常出现一定的副作用，这些副作用不仅影响了治疗效果，而且对患者生命产生了严重的威胁。为了探究IL-2对免疫系统杀伤肿瘤细胞的影响，建立了一类包含细胞因子IL-2的肿瘤-免疫动力学模型。计算了模型的无肿瘤平衡点和基本再生数，并从数值上刻画了模型的动力学性态。数值模拟结果表明：IL-2诱导的细胞毒性T淋巴细胞（CD8+T细胞）的增殖分化是免疫系统更有效地杀伤肿瘤细胞的主要原因；IL-2诱导的CD8+T细胞增殖率的增加虽然会促进免疫细胞更快地发挥作用但同时也会增加肿瘤复发的几率；过多IL-2的存在反而会促进肿瘤的生长。本文通过大量的数值模拟表明，对癌症患者进行IL-2免疫疗法时，存在IL-2注射的最佳剂量。然而，肿瘤细胞的种类纷繁复杂，针对不同的肿瘤细胞，选取不同的参数进行模拟，才会得出更具有现实意义的结论。

关键词

细胞因子IL-2 / 肿瘤 / 免疫 / 动力学模型 / 基本再生数