استخدام الرياضيات لتحسين علاج سرطان الغدة الدرقية

تمكنت مجموعة من طلاب جامعة العلوم (جامعة فيتنام الوطنية، هانوي) من استخدام النماذج الرياضية لتحسين علاج سرطان الغدة الدرقية.

يُعد سرطان الغدة الدرقية أحد أنواع سرطانات الغدد الصماء الشائعة، ورغم ارتفاع معدل نجاحه، إلا أن خطر تكرار الإصابة به يُمثل مصدر قلق دائم للمرضى وتحديًا للطب. وقد قدّم بحث "تطبيق الرياضيات في تشخيص وعلاج سرطان الغدة الدرقية" للطالبين تران فان لوات (K66 رياضيات - تكنولوجيا المعلومات) ونغوين دينه كوانغ (K67 برنامج المواهب الرياضية) من جامعة العلوم الطبيعية (جامعة هانوي الوطنية)، نهجًا جديدًا وواعدًا في استخدام النماذج الرياضية لتحسين برامج علاج سرطان الغدة الدرقية، وصولًا إلى علاج مُخصص.

نجوين دينه كوانج (الغلاف الأيسر) وتران فان لوات مع ملصقات حول عملهما في مؤتمر العلوم الطلابية لعام 2025 بجامعة العلوم الطبيعية.

من المخاوف العملية إلى الحلول الرياضية المبتكرة

في معرض حديثه عن فكرة إنشاء المشروع، قال نجوين دينه كوانغ إنه من خلال البحث العملي، أدرك فريق البحث أن نظام علاج سرطان الغدة الدرقية المتمايز حاليًا يعتمد بشكل رئيسي على استئصال الغدة الدرقية متبوعًا بالعلاج المساعد باليود المشع (RAI). ومع ذلك، فإن تحديد الجرعة المثلى من اليود المشع لكل مريض لا يزال أمرًا شخصيًا، ويعتمد بشكل كبير على الخبرة السريرية للطبيب بدلاً من أدوات الجرعات الدقيقة. قد يؤدي هذا إلى عدم تلقي بعض المرضى الجرعة اللازمة، مما يزيد من خطر تكرار المرض، بينما يعاني آخرون من آثار جانبية غير مرغوب فيها نتيجة جرعة إشعاعية عالية جدًا.

حاليًا، تخضع عملية علاج سرطان الغدة الدرقية في فيتنام، بما في ذلك تحديد جرعة الإشعاع للمرضى، للوائح وزارة الصحة بدقة. ومع ذلك، في الواقع، لا يزال الأطباء يعتمدون بشكل كبير على خبرتهم السريرية لتحديد الجرعة الإشعاعية المثلى. في الوقت نفسه، لا تتوفر لديهم أداة دعم فعّالة تُمكّنهم من تكوين رؤية شاملة والتنبؤ الدقيق بتطور المرض.

انطلاقًا من هذه المخاوف، وبتوجيه من الدكتور نجوين ترونغ هيو، الأستاذ المشارك، والدكتور تانغ كوك باو (جامعة غراتس، النمسا)، والدكتورة المقيمة نغوين ثي فونغ (المستشفى العسكري المركزي 108)، استخدمنا بجرأة قدراتنا في الرياضيات لإيجاد حل. ويمكن القول إن هذه الدراسة تُعدّ من الدراسات الرائدة في فيتنام في تطبيق الرياضيات لدعم عملية العلاج، كما قال كوانغ.

مشاكل النمذجة والتحسين: مفتاح العلاج الشخصي

ولحل المشكلة المذكورة أعلاه، قام فريق البحث ببناء نموذج رياضي يركز على محاكاة الكميات البيولوجية الرئيسية في علاج سرطان الغدة الدرقية المتمايز، بما في ذلك: عدد الخلايا السرطانية (N)، وتركيز الثيروجلوبولين (Tg) والأجسام المضادة للثايروجلوبولين (AbTg) - وهي مؤشرات حيوية مهمة لمراقبة استجابة العلاج، إلى جانب جرعة اليود المشع المستخدمة (A).

قدّم كوانغ وفريقه البحثي موضوعهم في الجلسة العامة لمؤتمر العلوم الطلابية، وفاز بالجائزة الثانية.

من الجدير بالذكر أن هذا النموذج مُصمم ليكون أبسط من بعض النماذج الأكثر تعقيدًا التي وُجدت سابقًا، مع ضمان دقة انعكاس التفاعلات البيولوجية الأساسية. يهدف الفريق إلى تطوير نموذج قابل للتطبيق في البيئات السريرية، وسهل التكامل والاستخدام.

بناءً على النموذج الرياضي، واصلت مجموعة الطلاب تطوير مشكلة التحكم الأمثل. الهدف من هذه المشكلة هو تحديد الجرعة والجدول الأمثل لليود المشع لكل مريض، وذلك لتحقيق أهداف متعددة في آنٍ واحد: تقليل عدد الخلايا السرطانية بأقصى فعالية، وتثبيت تركيزات المؤشرات الحيوية Tg وAbTg، والأهم من ذلك، تقليل الآثار الجانبية غير الضرورية لجرعة الإشعاع.

وعند تطبيقها على محاكاة نتائج العلاج، تظهر الحسابات المعقولية، ويمكن أن تساعد في تقصير فترة العلاج للمرضى، وفي الوقت نفسه تدعم الأطباء في التفكير في تقليل جرعات العلاج.

أظهرت عمليات المحاكاة التي أُجريت على ثلاث مجموعات نموذجية من المرضى - من استجابوا جيدًا للعلاج، ومن كانوا مقاومين له بشكل معتدل، ومن كانوا مقاومين له بشكل كبير - أن النموذج كان قادرًا على التنبؤ بتطور المرض بشكل جيد بناءً على بيانات الاختبار الأساسية. ونتيجةً لذلك، تمكّن النموذج من توفير جدول زمني وجرعة مناسبة للعلاج باليود المشع أكثر من أنظمة العلاج الفعلية المطبقة.

وعند مقارنة "الجرعة الفعلية" و"الجرعة الموصى بها من قبل النموذج"، أظهرت النتائج أن استراتيجية العلاج المثلى التي اقترحها النموذج أدت إلى تحسين معدل السيطرة على الخلايا السرطانية بشكل كبير، وأعادت التركيزات البيولوجية المهمة إلى مستوياتها الطبيعية.

التطبيقات المحتملة للطب الشخصي

يتطلب بناء مشروع متعدد التخصصات كهذا، وخاصةً دمج الرياضيات والطب، جهدًا كبيرًا من الأعضاء. أشار كوانغ إلى أنه كطالب متخصص في الرياضيات، واجه الانتقال إلى مجال مرتبط بالطب في البداية العديد من الصعوبات. في الأشهر الأولى، حوالي شهرين أو ثلاثة أشهر، كان على المجموعة بذل جهد كبير لتعلم الآليات الطبية واستيعابها. كانت هناك ليالٍ نضطر فيها إلى السهر لقراءة الوثائق.

لحسن الحظ، حظيت المجموعة بدعمٍ حماسي من الخبراء والأطباء. وعندما كانت هناك مشاكل غير مفهومة، ناقشتها المجموعة مباشرةً أو عبر الإنترنت. ومن التجارب التي لا تُنسى زيارة المجموعة الأولى للمستشفى العسكري المركزي 108، حيث تواصلت وعملت مباشرةً مع الفريق الطبي، وجمعت البيانات، وراقبت عملية الفحص الطبي والعلاج.

قضينا حوالي ثلاث ساعات نجتمع فيها مع الأطباء لجمع البيانات وتبادل الخبرات. كما أتيحت لنا فرصة مشاهدة جزء من عملية الفحص الطبي والعلاج، أي عملية علاج المرضى. كانت هذه تجارب شيقة ومفيدة للغاية، كما قال كوانغ.

قال كوانغ إنه إذا حظي هذا البحث بالاهتمام والاستثمار فيه وتطويره، فسيكون أداة دعم فعّالة للأطباء. فهو لن يساعد فقط في التنبؤ بتطور المرض في المستقبل القريب، أي خلال السنوات الأربع أو الخمس القادمة، بل سيساعد أيضًا في تقديم اقتراحات بشأن جرعة العلاج التالية الأنسب لكل مريض.

ويقوم الفريق الآن باختبار النموذج بشكل نشط مع المزيد من مجموعات بيانات المرضى، مع التركيز بشكل خاص على المرضى الذين لديهم مستويات عالية من AbTg - وهي مجموعة سكانية لم تحظ في السابق باهتمام كبير من دراسات أخرى.

بالإضافة إلى ذلك، يعمل الفريق على تطوير تطبيق برمجي يُوصي تلقائيًا بجرعة علاج اليود المشع المناسبة لكل فرد بناءً على البيانات المُدخلة. في حال نجاح المشروع، سيسعى الفريق إلى تطوير تطبيق مُحدد.

على وجه الخصوص، تُعِدّ المجموعة مخطوطةً علميةً لتقديمها للنشر في مجلات دولية مرموقة. وصرح كوانغ: "نأمل أن يُسهم هذا العمل في دعم توجه العلاج المُخصّص الذي يشهد تطورًا متزايدًا في الطب الحديث".

المصدر: https://khoahocdoisong.vn/dung-toan-hoc-toi-uu-hoa-dieu-tri-ung-thu-tuyen-giap-post1544500.html