甲状腺疾病对放疗反应的数学模型

我们提出了一个关于甲状腺疾病分子放射治疗的机制性生物数学模型。该通用模型由一组微分方程组成，描述了因放疗造成不同程度损伤的不同甲状腺细胞群体（未受损细胞、亚致死损伤细胞、注定死亡细胞和死亡细胞）的动态，以及甲状腺球蛋白和抗甲状腺球蛋白自身抗体的动态，它们是治疗反应的重要替代指标。该模型以两种形式呈现：一方面，作为确定性连续模型，适用于拟合群体数据；另一方面，作为随机马尔可夫模型，特别适用于研究肿瘤控制概率和治疗个体化。该模型用于拟合在 I-131 放射治疗甲状腺癌和 Graves 病的实验研究中观察到的反应动态（肿瘤/甲状腺体积、甲状腺球蛋白和抗甲状腺球蛋白自身抗体）。模型对实验数据实现了定性上的充分拟合。我们还使用该模型研究了分化型甲状腺癌的治疗个体化策略，旨在提高肿瘤控制概率。我们发现，基于肿瘤吸收剂量和肿瘤放射敏感性（这两个量都可能为每位患者单独测定）的简单个体化策略，可以显著提高肿瘤控制概率。