树突细胞聚集对 T 细胞活化影响的空间动态建模

免疫系统及其组成部分的协调对于身体维持健康状态至关重要。最近的临床研究表明，乳腺癌患者肿瘤淋巴结中树突细胞聚集程度较高者的生存结局优于聚集程度较低者。这一结果暗示，特定形式的树突细胞聚集促进 T 细胞活化。然而，这种空间组织的机制效应尚不清楚。我们发展了 T 细胞与树突细胞在淋巴结内相互作用的空间动态模型。我们提出了 T 细胞的一种新型概率智能体模型（ABM），并利用它推导出 T 细胞活化与运动的确定性、表型结构偏微分方程（PS-PDE）。通过 PS-PDE，我们基于给定树突细胞群体的拓扑结构和聚集程度，推导出预期 T 细胞刺激分布的解析近似。我们的解析近似使我们能够识别最受树突细胞聚集益处的 T 细胞特征，以实现增强的刺激分布。我们还对模型进行灵敏度分析，以识别导致理想 T 细胞活化特征的 T 细胞特征，如快速 T 细胞活化和稳健的异质 T 细胞活化。我们的关键发现表明，刺激程度处于中间水平的 T 细胞最受树突细胞聚集的益处，活化数量相当或更多，并且在 T 细胞特征相同但树突细胞聚集程度较低的情况下，表现出更大的异质性。