數學和計算機模擬肺癌的形成機理

《數學和計算機模擬肺癌的形成機理》是依託華中師範大學，由張興安擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：數學和計算機模擬肺癌的形成機理
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張興安
• 依託單位：華中師範大學

項目摘要

根據衛生部2012年統計數據顯示2011年中國主要城市惡性腫瘤（即癌症）死亡率是172.33/10萬，死亡原因構成是27.79%，排名所有的死亡原因構成之首。而2000年、1990年中國主要城市惡性腫瘤死亡率與死亡原因構成分別是146.61/10萬、24.38%，128.03/10萬，21.88%，其中肺癌的死亡率最高。肺癌死亡率自1994年首次超過胃癌和肝癌的死亡率後逐年上升。為了社會大眾的健康，我們希望對肺癌的形成機理進行研究。只有在分子水平上掌握了肺癌的形成機理，才能有效地治療和預防肺癌。已開發國家，尤其是美國每年投入幾百億美元研究癌症，美國衛生研究院下屬的癌症研究所是全世界最大的癌症研究所，有上萬名科研人員從事癌症的機理與藥物開發研究。因此，在分子水平上研究肺癌的形成機理在我國是必須的。

結題摘要

癌症的形成機理是當前國際上非常熱門的研究課題，是生物學家希望解決而沒有辦法解決的問題。我們首先利用肺癌的流行病學數據研究肺癌的形成機理，通過建立關於肺部組織幹細胞的變異以及變異幹細胞分裂的多次打擊數學模型分別模擬男性和女性患肺癌與年齡相關的風險率數據，首次得到了男性和女性肺組織正常幹細胞的基因組最多需要8次累計變異就能形成癌細胞.因此，人類肺組織正常幹細胞形成癌細胞的基因網路里最多只有8個基因，這是我們首次利用數學理論得到了肺癌的形成基因網路里基因個數的結論，而且從模擬結果可以得到維護基因組穩定性的基因一定是前面三次變異中產生變異。因此，把維護基因組穩定性的基因變異作為癌症的早期診斷和藥物靶向療法提供了理論依據。通過項目的資助，我們還通過建立數學模型研究了傳染病的流行病學數據，通過建立數學模型推導出肺癌的形成機理，並利用統計學中非參數檢驗驗證了我們所得出的結論的合理性。提出了治療、預防和控制這些疾病的理論依據。我們還研究了環境對肺癌的影響，項目組成成員發表學術論文24篇，另有4篇論文接受發表並完成了論文校樣。通過參加學術會議，增強了國內外學術合作交流，培養了14名博士和16名碩士研究生（包含在讀的博士、碩士研究生）。