分化疗法对癌干细胞驱动肿瘤的作用

许多实体瘤的生长已被发现由耐化疗与放疗的癌干细胞（CSCs）所驱动。此类情况下的合适治疗途径可能包括使用分化剂（DA）迫使CSCs分化，并使用常规疗法清除剩余的已分化癌细胞（DCCs）。为描述将CSCs重编程为DCCs的DA的作用，我们改编了一个为研究肿瘤球而开发的微分方程模型，该模型假设由共同演化的CSC与DCC群体组成。我们分析了模型的数学性质，求得了平衡点及其稳定性。我们还给出了数值解与相图以描述系统演化与治疗效应，并以参数 $a_{dif}$ 表示DA强度。为获得现实预测，我们选择其他模型参数为先前根据对各类实验数据集拟合所确定的值。这些数据集刻画了肿瘤在不同培养条件下的进展。通常，对于较小的 $a_{dif}$ 值，肿瘤演化为含有CSC比例的最终状态，但强治疗可导致该表型受抑。尽管如此，不同的外部条件导致极为多样的行为。对某些环境条件，模型不仅预测了治疗强度上的阈值，也预测了其起始时间上的阈值，尽早开始可能至关重要。总之，我们的模型显示了DA的效应如何关键地不仅依赖于给药剂量与时机，也依赖于肿瘤性质及其环境。