生态学中的捕食者-猎物模型对控瘤策略有何启示?

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生态学家通过研究种间捕食关系,构建了捕食者—猎物模型(洛特卡-沃尔泰拉方程Lotka-Volterra equation)。这个模型的简单化假设如下:

①相互关系中仅有一种捕食者和一种猎物。

②如果捕食者数量下降到某一阀值以下,猎物数量就上升,而捕食者数量如果增多,猎物种数量就下降,反之,如果猎物数量上升到某一阀值,捕食者数量就增多,而猎物数量如果很少,捕食者数量就下降。

③猎物种群在没有捕食者存在的情况下按指数增长,捕食者种群在没有猎物的条件下就按指数减少。

后来这个模型被一些肿瘤学家借用于类比宿主细胞群落(捕食者)-癌细胞群落(猎物)的交互关系中。基于该理论,我们认为宿主细胞的数量和质量及对癌细胞群落施加的生存压力是决定癌细胞群落命运的关键因素。故在肿瘤患者的疾病与健康管理中,需要加强对宿主的观察和支持治疗,以期通过改善宿主状态而控制癌细胞发展并提高生存期的目的。

这种控瘤策略在治疗性生活方式改变对癌症生存者的正向影响上得到验证。研究显示,以膳食模式调整及体能锻炼、健康教育为主的生活方式改变,可以显著降低癌症复发率、延长生存期,并获得整体健康状况的改善及生活质量提升。

以营养状态优化和免疫机能调节为治疗靶点的营养代谢调节治疗和免疫检查点抑制剂治疗,也是基于宿主状态改善的治疗策略,在临床实践中显示了显著的疗效。尤其是免疫调节治疗,自检查点抑制剂取得突破性进展后,正处于高速发展之中,该治疗模式未来具有很大的发展空间。

捕食者—猎物模型也被用于类比首次治疗后疾病复发和进展的监测。在法国医生Fabrice Denis基于互联网工具监测肺癌患者的主要症状变化,以此早期发现癌症复发和进展(猎物),结果实验组10月生存率比对照组提高了25%。