研究人员使用数学建模来分析CAR - t细胞疗法的动态
嵌合抗原受体T细胞疗法(CAR - T)是一种相对较新的疗法，被批准用于治疗几种类型的侵袭性B细胞白血病和淋巴瘤。许多患者对CAR - T有强烈的反应;然而，有些人只有短暂的反应，并迅速发展为疾病进展。不幸的是，目前还不完全清楚为什么这些患者会出现进展。在一篇发表于英国皇家学会学报B在美国，莫菲特癌症中心的研究人员使用数学建模来帮助解释为什么CAR - T细胞在一些患者身上起作用，而在另一些患者身上不起作用。
CAR - T是一种使用患者自身T细胞的个性化免疫疗法细胞针对癌细胞。T细胞是从病人身上采集的，然后在实验室里进行基因改造，添加特定的靶向受体癌症细胞．然后，患者接受化疗进行淋巴衰竭，以降低一些现有的正常免疫细胞，以帮助CAR - T细胞的扩张，这些细胞被注入患者体内，在那里它们可以发挥作用并攻击肿瘤。
数学建模已被用于帮助预测CAR - T细胞被注入患者体内后的行为;然而，目前还没有研究考虑正常T细胞和CAR - T细胞之间的相互作用如何影响治疗的动力学，特别是非线性T细胞动力学因素如何影响治疗成功的机会。莫菲特研究人员整合临床数据用数学和统计建模来解决这些未知因素。
研究人员证明，CAR - T细胞是有效的，因为它们在被注入患者体内后迅速膨胀;然而，经过修饰的T细胞被证明与现有的正常T细胞竞争，这可以限制它们的扩张能力。
“治疗的成功关键取决于CAR - T细胞在患者体内繁殖的能力，这直接依赖于在CAR - T输注前减少正常T细胞的淋巴衰竭的有效性，”莫菲特血液和骨髓移植和细胞免疫治疗部门的副主席、联合主要研究作者Frederick Locke博士说。
在他们的模型中，研究人员发现肿瘤根除是一个随机的，但潜在的可能性很大的事件。尽管治疗具有随机性，但作者证明，治疗时间和概率的差异在很大程度上是由患者和疾病因素之间的变异性决定的。该模型证实，治愈往往发生在早期，在CAR - T细胞数量下降前20至80天，而疾病进展往往发生在治疗后200至500天的更长的时间范围内。
研究人员的模型也可以用于测试新的治疗方法或提出改进的临床试验设计。例如，研究人员使用他们的模型证明，另一轮CAR - t细胞治疗将需要第二次化疗淋巴衰竭来改善患者的预后。
“我们的模型证实了这样一个假设，即充分的淋巴衰竭是决定持久反应的重要因素。提高CAR - T细胞在体内扩展和存活时间的适应性可能会增加反应的可能性和持续时间，”Philipp Altrock博士解释道，他是该研究的主要作者，也是莫菲特综合数学肿瘤科的助理成员。
