将癌症演化的表型结构偏微分方程模型简化为常微分方程组：一种广义矩动力学方法

瘤内表型异质性如今被理解为在疾病进展和治疗失败中起关键作用。因此，人们对开发能够捕捉其在癌细胞适应中作用的数学模型越来越感兴趣。这可以通过包含表型结构非局部偏微分方程的模型系统地实现，这些方程追踪细胞群体的表型密度分布演化，可与实验获得的基因和蛋白质表达分布进行比较。然而，鉴于求解这些模型的高分析和计算成本，将其简化为分布矩的常微分方程组大有裨益。我们提出了一种广义的模型简化方法，依赖于使用矩生成函数、泰勒级数展开和截断闭合，将具有一般表型漂移和增殖率函数的非局部反应-平流-扩散方程简化为任意阶的矩方程组。我们的方法通过两个例子扩展了文献中的先前结果，去除了对分布形状的任何先验假设，并为数学建模者提供了一个灵活的框架，以在更简单的数学框架中解释表型异质性在癌症适应性动力学中的作用。