更快地为食管癌患者提供正确的治疗

由德克萨斯大学阿灵顿分校 14 名研究生组成的多学科研究团队创建了一个新框架，为食道癌患者提供最佳的个性化治疗选择。

“食管癌是一种异常多样化的疾病，具有许多异质性和癌症起源，已被证明是患者耐药性的主要因素，”数学助理教授 Souvik Roy 说。“这就是为什么及时有效的治疗策略是对抗它的关键。”

当食道内壁形成癌细胞时，食道癌就开始发生，食道内壁是将食物和液体从喉咙输送到胃的中空肌肉管。

由于食道癌没有像乳腺癌乳房X光检查那样理想的筛查技术，因此只有约22%的诊断患有这种癌症的人能活过五年以上。通常，当癌症被发现时，它已经发展到可用的有效治疗方案越来越少的程度。

Roy 和他的护理与健康创新学院同事 Zui Pan 与 14 名研究生合作创建了一个建模框架，其中纳入了促进食管癌进展的各种异质因素。这些研究生是 2022 年秋季 MATH 5392 课程的一部分，课程名称为“常微分方程的建模和最优控制”。

他们的研究发表在同行评审的《 数学生物学杂志》一月号上。

“想象一个软件应用程序，您可以输入实时食道癌数据以及可用的药物信息和可能的患者互动，然后接受推荐的最佳治疗方案，”罗伊说。“这将使临床医生的工作变得更加轻松，并有望提高这种可怕疾病的生存率。”

罗伊的学生带着各种个人研究兴趣来到课堂，包括应用和计算数学、数据科学、计算机科学和计算神经科学。在整个学期中，他们不仅接受了常微分方程、数学生物学建模技术和最优控制相关主题的培训，而且还完成了个人作业。作业的结果被收集并吸收以形成出版物的内容。

他们创建的数学框架采用三步过程：

使用数学模型组合建立药代动力学模型，以确定个体身体的理想药物剂量

敏感性分析以确定促进癌症进展的最敏感参数

用于选择组合药物的类型和数量以及最佳剂量分布的最佳控制模型

然后，他们使用文献中其他模型生成的不同合成患者数据测试了该框架。它为患者展示了最佳治疗方案，具有控制食管癌的潜在高精度。

Roy 说：“这项工作提出了一个新的数学框架，描述了一种通过使用不同的相互作用定律和评估联合治疗策略来建模癌症异质性的新方法，所有这些都针对食管癌患者中过度表达的一类信号通路。” “我们希望这将为临床医生提供一种新的工具来对抗这种疾病。”

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