利用溶瘤病毒疗法增强化疗：数学与最优控制分析
摘要
溶瘤病毒疗法（OV）已成为一种有前景的新型癌症治疗方法，可进一步与现有治疗模式联合以增强其效果。为研究 OV 如何增强化疗，我们提出一个基于 ODE 的模型，描述肿瘤细胞、免疫反应以及化疗与溶瘤病毒联合治疗之间的相互作用。对具有恒定化疗速率的模型进行稳定性分析表明，在没有任何治疗形式时，肿瘤将生长至其最大尺寸。分析还表明，若药物 efficacy 大于肿瘤内在生长率，仅化疗即可清除肿瘤细胞。此外，仅 OV 可能无法从机体组织中清除肿瘤细胞，但若使用具有高病毒效价的病毒，则会增强化疗。为评估 OV 与化疗的联合效应，我们使用前向敏感指数进行敏感分析，针对化疗关键参数，分析病毒基本再生数与肿瘤地方病平衡。该敏感分析结果表明存在一个化疗临界剂量，高于此剂量则肿瘤种群不再有显著减少。数值模拟显示，化疗药物与病毒的成功联合治疗主要取决于病毒 burst size、感染率以及给药量。通过 Pontryagin 极大值原理进行了最优控制分析，以考虑治疗成本与副作用，从而进一步改进恒定治疗率模型的预测。
引用
@article{arxiv.1807.04329,
title = {Enhancement of chemotherapy using oncolytic virotherapy: Mathematical and optimal control analysis},
author = {Joseph Malinzi and Rachid Ouifki and Amina Eladdadi and Delfim F. M. Torres and K. A. Jane White},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.04329},
year = {2018}
}
备注
This is a preprint of a paper whose final and definite form is with 'Mathematical Biosciences and Engineering', ISSN 1551-0018 (print), ISSN 1547-1063 (online), available at [http://www.aimsciences.org/journal/1551-0018]. Submitted 27-March-2018; revised 04-July-2018; accepted for publication 10-July-2018