数学也能帮助治疗白血病

　　不要以为学数学没有用。写好数学，不仅能在考试中拿个好分数，还能帮助治疗白血病呢。

　　

当小孩子再抱怨学数学在现实生活中好像没什么用时，你可以告诉他，数学还能帮助治疗癌症呢。

在最近的一项数学与医学结合的研究中，研究人员展示了慢性粒细胞性白血病（CML）的患者可以通过最佳时间的癌症疫苗来治愈，而时间点是由他们自身的免疫反应来决定。

在最新一期的PLoS Computational Biology期刊上，来自马里兰大学的数学系副教授Doron Levy、斯坦福医学院的Peter P. Lee医生以及法国的Peter S. Kim博士表示他们成功创建了一个数学模型，能预测出CML患者通过药物伊马替尼刺激产生的抗白血病免疫反应，在某种程度上能够帮助治愈这种疾病。

Levy表示：“通过结合生物数据和数学建模，我们发现了为每一位特定病人设计自适应治疗的规则。给我一千个病人和这个数学模型，我能给你一千份不同的定制治疗方案。”

数学与白血病
当数学与生物学的联姻刚开始流行起来时，还有一些其他的研究，尝试使用方程式来了解白血病如何随时间而发展和演化。Levy, Lee和Kim的研究则不同，他们考虑了患者的自身免疫反应以及伊马替尼的效果。伊马替尼是一种药物，能够成功缓解CML患者的症状。

他们想了解是否可以开发一种数学模型或一些规则，来增加每个患者的长期缓解的机会。在四年多时间内，Lee的实验室收集了多个CML患者的数据，在伊马替尼治疗的不同时间点，以抗白血病T细胞的数量和活性的形式，测量了每个患者的免疫反应。

Levy表示：“我们的结果暗示了不仅仅是药物缓解了白血病，自身的免疫反应也在起作用。在开始伊马替尼治疗之后，抗白血病免疫反应逐渐增加。然而，当它达到顶峰之后又会减弱。这在治疗中很典型。”

“白血病细胞仍然存在，但是数量相对较少，因此使免疫反应下降。不幸的是，这是癌细胞产生抗药性的最佳时机，并常常导致治疗失败。”

免疫反应的最佳时间
结合Lee的免疫反应临床数据，Levy的模型暗示了在病人的免疫反应开始减弱时，应该去提高它。
作者建议用“癌症疫苗”的形式来进行刺激，也就是将治疗前从患者体内抽出的血用X射线来杀死癌细胞，再回输到病人体内。这样在Lee实验室的体外实验中能产生免疫系统的有力刺激。

Levy表示：“数学方法表明，一定要将癌症疫苗的时机和每个患者的免疫反应图像结合起来。数学模拟暗示了在最初的几个月接种疫苗是完全无效的。而如果疫苗的时机恰当，将有可能治愈疾病。”

个性化的治疗方案
但是每个病人的免疫反应动力学并不一致。这就是数学发挥作用的时机了。Levy说：“我们发现了对特定病人的应用规则。我们可以测量每个病人的参数，来决定什么时候给药是最有效的。数学提供了一种工具，来为每位病人量身定做治疗方案。尽管有些参数是在实验室中测量的。这个数学模型还是能够帮助我们了解控制疾病的机制，以及如何利用对我们有利的信息。”

（生物通 余亮）