预测HIV感染者对检查点抑制剂免疫疗法的反应

UPF和俄罗斯莫斯科Marchuk数值数学研究所的一组研究人员设计了一个数学模型，以预测感染HIV的个体对某种癌症免疫疗法的反应。这项研究现已发表在《 PLOS计算生物学》上，由Andreas Meyerhans和Gennady Bocharov领导。

鉴定出人类免疫缺陷病毒(HIV)已有30多年了，这种持续性感染是由多种抗逆转录病毒药物控制的。得益于目前在世界许多地方的治疗方案，艾滋病毒是一种慢性病，在这种情况下，发展为艾滋病的情况越来越少。

由于许多长期的艾滋病毒患者会患上癌症，因此将研究重点放在艾滋病毒和癌症患者上非常重要。多年来，HIV疗法得到了改善，患者的寿命更长，但是由于持续的免疫激活，他们患癌症的风险增加了。

由于T细胞在免疫反应中起着重要作用，因此在这两种疾病中都起着重要作用。这些类型的淋巴细胞可以特异性识别外源抗原并对它们的存在作出反应。当免疫系统被迫长时间活动时，例如持续的病毒感染或癌症的发展，T细胞会收到过量的信号，导致其功能逐渐退化，这种现象称为T细胞精疲力尽。

免疫疗法是癌症治疗的一种形式，它利用患者的免疫系统来识别并抵抗疾病。存在一种称为检查点抑制剂的免疫疗法，其能够重新激活疲惫的T细胞，增加其增殖和功能，从而重新激发针对肿瘤的免疫应答。大多数对癌症使用检查点抑制剂的临床试验都将慢性感染患者排除在外，因此关于这种合并症的数据很少。在这项研究中，研究人员生成了模型来评估HIV患者对该疗法的反应程度。具体而言，他们使用实验和理论方法，旨在量化使用检查点抑制剂的疗法如何产生T细胞功能增益，并预测在疾病发展的不同阶段对HIV患者的治疗效果。

科学家研究了来自HIV感染者的人体血液样本，用检查点抑制剂刺激它们，然后监测细胞培养中的行为。根纳季·博沙洛夫(Gennady Bocharov)说：“然后，我们量化了不同的反应，并建立了数学模型来预测艾滋病毒的发展将如何受到影响。”他补充说：“我们预测了该患者将减少多少病毒，增加多少CD4 T细胞，这具有临床意义。”

根据该模型，科学家预测，大多数受HIV感染的个体将从检查点抑制剂疗法中受益，但这种获益取决于患者的免疫反应。“检查点抑制剂会激活T细胞，就像为汽车添加燃料一样。但是，根据汽车类型的不同，燃料的量也会产生不同的影响，一辆汽车可能会行驶得更远或更近。在这种情况下，对HIV的免疫反应会有所不同UPF的ICREA研究教授安德烈亚斯·迈耶汉斯(Andreas Meyerhans)解释说。

他们的主要预测是，已经很好地控制了HIV的个人不会从这种疗法中受益太多，但是如果人们没有很好地控制病毒，则可能会受益更多。

该方法提供了如何将可以从离体患者样品中测量的实验性生物标志物与患者的临床益处相联系的一般框架。安德烈亚斯·迈耶汉斯(Andreas Meyerhans)说：“我们越能够量化和规范复杂疾病中的机械关系，就越接近个性化治疗策略。”Gennady Bocharov得出结论：“我们的通用方法可以扩展到其他免疫疗法，并且是朝着传染病和癌症的个性化治疗策略迈出的重要一步”。

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