Modeling tumor cell heterogeneity and plasticity in adaptive therapy

适应性疗法 (AT) 旨在通过利用肿瘤亚克隆之间演化竞争来推迟药物抗性的出现。大多数 AT 的数学模型假设肿瘤细胞的二元人口结构，即药物敏感和药物抗性细胞，这忽略了表型可塑性的连续本质。本研究提出一种数学模型，将连续药物易感性指数与概率继承函数相结合，以描述治疗下的克隆动态。 resulting 的 integro-differential system (整合微分系统) 泛化了传统的二类型竞争模型，捕捉了肿瘤细胞的异质性和可塑性。分析和数值研究表明：(i) 连续疗法导致抗性克隆的快速扩张；(ii) 适应性疗法通过动态调节敏感 population 维持长期肿瘤控制；(iii) 高水平表型可塑性加速表型转换，导致连续疗法后更早的肿瘤复发。这些结果识别了适应性疗法优于固定方案的关键参数区间，突显了可塑性在塑造治疗结果中的 essential role。该提出的框架为临床相关的适应性疗法策略提供了更真实的 mathematical foundation。