独特型网络极简模型中的自身耐受与自身免疫

我们在独特型网络的一个极简数学模型中考察自身耐受及其失效——自身免疫。网络中的一个节点代表一个 B 淋巴细胞克隆及其具有相同独特型的抗体，该独特型由一个比特串编码。节点间的链接代表几乎互补的独特型克隆之间可能的相互作用。一个克隆仅当其被占据的相邻节点数量既不太小也不太大时才能存活。该动力学由骨髓中持续涌入的具有随机生成独特型的淋巴细胞所驱动。先前的工作表明，该网络会演化出一种高度组织化的模块化架构，其特征是共享统计特性的节点群。该架构的结构特性可以被解析地描述，由模拟确定的统计特性也得到了模块化平均场理论的证实。为了对自身的存在进行建模，我们永久性地占据一个或多个节点。这些节点影响其相连的邻居（即自身反应性克隆），但自身不受独特型相互作用的影响。该架构与无自身存在的情况非常相似，但其组织方式使得自身节点的邻居仅被微弱占据，从而提供了自身耐受。这支持了如下观点：在健康生物体中规律性出现的自身反应性克隆，是受抗独特型克隆控制的。我们讨论了诸如外来抗原感染、新独特型涌入量的改变或独特型的随机移除等扰动如何可能导致自身反应性，并设计了可促使自身耐受状态恢复的方案。这些结果可能有助于理解自身免疫性疾病的网络与概率特性。