考虑药物治疗的乙肝病毒感染动力学模型研究

论文摘要

研究乙肝病毒（HBV）感染自然病程的特点,是探索乙肝病毒致病机理的关键所在,也是研究被乙肝病毒感染后被感染个体出现并发症、肝细胞硬化、癌症化（HCC）的前期工作。通过建立乙肝病毒感染动力学模型以及在模型上对药物治疗的模拟,可以很好的帮助我们了解乙肝病毒感染过程。本文基于London-Blumberg模型,分别采用偏微分方程和元胞自动机两种不同方法对乙肝病毒动力学进行建模。在运用偏微分方程建立模型方面,通过计算机仿真,研究了当人初次感染乙肝病毒时,在自然病程特点下人体内的各项指标的动力学行为。通过此模型分析比较了不同年龄段人群在受到乙肝病毒感染后所呈现出的不同自然病程特点。最后,在此模型基础上建立了药物治疗的动力学,分析比较了不同药物治疗乙肝病毒的效果。运用元胞自动机方法建立模型方面,给出了基于元胞自动机的乙肝病毒感染细胞的模型,通过模型可以模拟出乙肝病毒感染的具体方式,分析了模型参数对动力学性质的影响,仿真结果表明模型能很好地模拟乙肝病毒感染细胞过程,并能模拟不同药物治疗下的效果。本文所采用两种不同方法建立的模型,各有特点,两者互补,前者是基于病毒和肝细胞在肝组织中均匀分布假设之上的,而后者考虑了时空特性在乙肝病毒感染的发展和爆发中潜在的重要作用。两者的仿真结果表明模型都能够很好地模拟出乙肝病毒感染的重要特性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景和意义
• 1.3 国内外相关领域研究及发展趋势
• 1.3.1 国内外相关领域研究
• 1.3.2 发展趋势
• 1.4 主要研究内容和研究创新点
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 研究创新点
• 1.5 论文的组织结构
• 2 乙肝病毒
• 2.1 乙肝病毒的结构
• 2.2 乙肝病毒的特点
• 2.3 乙肝病毒的复制
• 2.4 乙肝病毒的发病机理
• 2.5 乙肝病毒的基因突变
• 2.5.1 HBV耐药性突变株
• 2.6 本章小结
• 3 基于偏微分方程的乙肝病毒感染动力学模型
• 3.1 现有病毒感染细胞动力学模型
• 3.1.1 病毒感染动力学偏微分方程模型
• 3.1.2 Zeuzem数学模型
• 3.1.3 Nowak数学模型
• 3.1.4 Neumann数学模型
• 3.1.5 Tsiang数学模型
• 3.2 基于偏微分方程的乙肝病毒感染动力学模型建立
• 3.2.1 London-Blumerg模型
• 3.2.2 模型建立
• 3.2.3 模型仿真
• 3.3 抗HBV药物的药效比较模拟
• 3.4 本章小结
• 4 元胞自动机理论与方法
• 4.1 元胞自动机的构成及特征
• 4.1.1 元胞自动机的构成
• 4.1.2 元胞自动机的特征
• 4.2 元胞自动机的分类
• 4.3 元胞自动机的应用
• 4.3.1 S.Wolfram和初等元胞自动机
• 4.3.2 Langton和能自我复制的元胞自动机
• 4.4 本章小结
• 5 基于元胞自动机的乙肝病毒感染动力学模型
• 5.1 乙肝病毒感染细胞过程
• 5.2 采用元胞自动机建模的优缺点
• 5.3 基于元胞自动机的乙肝感染细胞动力学模型
• 5.3.1 元胞结构与状态
• 5.3.2 模型演化规则
• 5.3.3 模型仿真与分析
• 5.3.4 乙肝感染传播方式
• 5.3.5 运用模型推测病毒感染动力学行为的主要影响因素
• 5.3.6 抗HBV病毒药物治疗效果比较仿真
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 附录:攻读硕士学位期间参加的项目和所发表的论文
• 参考文献