癌症复发时的克隆多样性

尽管初期成功，癌症疗法常因耐药细胞的出现而失败。在本研究中，我们使用数学模型考察癌症随时间的演化，特别关注治疗后复发时肿瘤的状态。我们使用两类型分支过程刻画耐药细胞与敏感细胞的动态。我们分析癌症复发时耐药细胞的克隆多样性，其定义为耐药细胞种群规模首次超过敏感细胞初始种群规模指定比例的时间。我们考察两种克隆多样性指标：克隆数与辛普森指数。我们计算这些指标的期望值，并借此发展估计模型参数的统计方法。此外，在确定型衰减敏感种群的特殊情形下，我们以早期复发为条件考察这两个指标，旨在回答早期复发是由产生异常大耐药细胞家族的单一突变（对应低克隆多样性）驱动，还是由导致耐药的异常大量突变存在（对应高克隆多样性）所致。基于两个指标的结果均支持后一种可能。进而，我们证明癌症复发时间可作为克隆多样性的有价值指示量，为复发性癌症的治疗提供新见解。