PLoS ONE: En Stokastisk Markov Chain Model til at beskrive Lung Cancer Vækst og metastase

Abstrakte

En stokastisk Markovkæde model for metastatisk progression er udviklet til primær lungekræft baseret på et netværk konstruktion af metastatiske websteder med dynamik modelleret som et ensemble af tilfældige vandrere på netværket. Vi beregner en overgang matrix med indgange (overgangssandsynligheder) tolket som stokastiske variable, og bruge det til at konstruere en cirkulær tovejs netværk af primære og metastatiske steder baseret på postmortem væv analyse af 3827 obduktioner på ubehandlede patienter dokumenterer alle primære tumor steder og metastatiske websteder fra denne population. De resulterende 50 mulige metastatiske steder er forbundet med rettet kanter med distribuerede vægtning, hvor webstedet forbindelser og vægtninger opnås ved at beregne registreringer et ensemble af overgangseffekter matricer, så steady state fordeling opnået fra den lange frist for Markov kæde dynamiske system svarer til ensemblet metastatisk fordeling opnået fra obduktionen datasæt. Vi betinger vores søgen efter en overgang matrix på en indledende fordeling af metastatiske tumorer opnået fra datasættet. Gennem en iterativ numerisk søgning procedure, vi justerer registreringer en sekvens af tilnærmelser, indtil en overgang matrix med den korrekte steady-state er fundet (op til en numerisk tærskel). Da denne indspændte lineære optimering problem er underbestemte, vi karakterisere den statistiske varians af ensemblet af overgangen matricer beregnet med de midler og varianser af deres ental værdi distributioner som et diagnostisk værktøj. Vi tolker ensemblet gennemsnit overgangssandsynligheder som (ca.) normalfordelte stokastiske variable. Modellen giver os mulighed for at simulere og kvantificere sygdomsprogression veje og tidsplaner for progression fra lungerne position til andre sites, og vi fremhæver flere vigtige resultater baseret på modellen

Henvisning:. Newton PK, Mason J, Bethel K, Bazhenova LA, Nieva J, Kuhn P (2012) en stokastisk Markov Chain Model til at beskrive Lung Cancer vækst og metastase. PLoS ONE 7 (4): e34637. doi: 10,1371 /journal.pone.0034637

Redaktør: Bard Ermentrout, University of Pittsburgh, USA

Modtaget: Januar 13, 2012; Accepteret: 2. marts, 2012; Udgivet: 27 april, 2012