МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ДИНАМИКОЙ ВИЧ-ИНФЕКЦИИ С УЧЕТОМ ГОРМОНАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ

Цель. Проблема эффективного лечения ВИЧ-инфицированных пациентов является важной задачей клинической вирусологии и иммунологии из-за высокой стоимости препаратов, наличия побочных эффектов и необходимости строгого соблюдения расписания приема препаратов для пациентов. Поэтому актуальной является задача разработки новых подходов к оптимизации режимов применения антиретровирусной терапии для снижения стоимости лечения и для улучшения качества жизни пациентов. Поставленные задачи решаются для проверки гипотезы о том, что система терапевтических прерываний при лечении ВИЧ-инфекции может дать лучшие результаты (как продолжительность и комфорт жизни пациента, так и необходимость в меньшем количестве препаратов) в сравнении с регулярным приемом препаратов в стандартных дозах. Методы. В данной работе проведено построение расширенной версии математической модели иммунного ответа при ВИЧ-инфекции (предложенной Hadjiandreou et al., 2009) для учета гормональной регуляции иммунного ответа и воздействия на течение болезни антиретровирусных препаратов, калибровка параметров полученной модели для соответствия реальным закономерностям течения заболевания и поиск оптимальной стратегии лечения. Модель сформулирована в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений, а оптимизация лечения моделировалась в рамках подхода на основе структурированных перерывов в терапии методами имитации отжига и симплекс-метода. Модель и методы оптимизации реализованы на языке C++. Результаты. В работе показано, что при лечении ВИЧ-инфицированных можно существенно (до 3 раз) снизить общее количество медикаментов одновременно с увеличением продолжительности периода с высоким качеством жизни (уменьшить интенсивность побочных эффектов) на всем протяжении антиретровирусной терапии. Выводы. Использование математических моделей и методов оптимизации открывает возможность для реализации персонализированных подходов к терапии ВИЧ-инфекции с учетом побочных эффектов, гормонального статуса пациентов и стоимости лекарств.