丙型肝炎动力学的最优治疗与基于采样的分析

我们考察了丙型肝炎病毒（HCV）动力学的两个模型，一个是干扰素（IFN）单药治疗模型，另一个是IFN与利巴韦林联合治疗模型。通过定义一个最小化受感染肝细胞水平、病毒粒子数量及药物副作用的目标泛函，使用最速梯度法确定了两个模型的最优治疗。两个模型的最优治疗均显示出一个初始的高效期，随后逐渐下降。高效期与受感染肝细胞水平及病毒载量的显著下降相吻合，而在肝脏通过恢复的肝细胞水平再生后，疗效下降。只要副作用相对较小，当成本系数变化时，高效期的持续时间不会显著改变。这表明对于副作用最小的药物，最优治疗对模型参数的依赖性更高。我们使用拉丁超立方采样技术随机生成大量患者情景（即模型参数集），并研究每个参数集在已确定的最优治疗下的动力学。结果显示，与单药治疗相比，联合治疗情况下应答者（以病毒载量降至检测水平以下为标志）的百分比有所增加。为研究样本参数与病毒载量降至检测水平以下所需时间之间的相关性而进行的统计检验表明，其与受感染肝细胞的死亡率存在强烈的单调相关性，这确定了它是决定个体化用药方案的重要因素。