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cutaneous-t-cell-lymphoma

README.md

피부 T세포 림프종 (균상식육종 / 세자리 증후군) — QSP 모델

Cutaneous T-Cell Lymphoma (Mycosis Fungoides / Sézary Syndrome) · Quantitative Systems Pharmacology

산출물 파일
🗺️ 기계론적 지도 ctcl_qsp_model.dot · SVG · PNG — 187 노드 / 273 엣지 / 21 클러스터
⚙️ mrgsolve 모델 ctcl_mrgsolve_model.R — 67 ODE, 시간 단위 = 일(day), 24개 시나리오 + 6개 구조 실험
📊 Shiny 대시보드 ctcl_shiny_app.R — 13개 탭
📚 참고문헌 ctcl_references.md — PubMed 181편 (E-utilities로 전수 조회·검증)

조직 원리 (The organising thesis)

하나의 클론, 세 개의 상자, 두 개의 숙주 변수.

                      ┌──────────────┐
        J_home ──────►│   피부 SKIN   │◄── mSWAT 만 이 상자를 읽는다
     (CCR4·CLA)       │  T_RM 표현형  │
                      └──────┬───────┘
                             │ J_egress = k·(1−CD69)·CCR7
                      ┌──────▼───────┐
                      │  혈액 BLOOD   │◄── B-score 만 이 상자를 읽는다
                      │  T_CM 표현형  │
                      └──────┬───────┘
                      ┌──────▼───────┐
                      │ 림프절 NODE   │◄── N-score 만 이 상자를 읽는다
                      └──────────────┘

        GLOBAL 반응 = 위 세 상자의 논리곱(AND)   ← Olsen 2011

그리고 숙주 쪽에는 서로 독립인 두 개의 상태변수가 있다.

   변수 A · 얼마나 죽였나        NSK NSKR NTR NBL NBLR NLN NVS
   변수 B · 누가 남아 감시하는가  DCA E8SK E8BL NKB TREG

모든 ORR은 변수 A만 읽고, 모든 TTNT·DOR은 변수 B가 정한다. 세포독성 화학요법은 이 둘을 반대 방향으로 움직이고, 인터페론과 광분리교환술은 B만 움직인다. 그래서 "반응률은 높은데 곧 재발하는 약"과 "반응률은 낮은데 오래 가는 약"이 같은 두 줄의 대수식에서 나온다.

적합하지 않은 세 개의 상수 (the constants that were not fitted)

상수 값 출처 이 파일에서 하는 일
ABCSK 0.157 항체 조직 분포계수 (피부) 모든 항체의 피부 간질 농도 = 0.157 × 혈장
ABCLN 0.085 항체 조직 분포계수 (림프절) 림프절 노출
NKRSK 0.12 병변 피부/혈액 NK 밀도비 ADCC의 구획 격차

이 셋을 고정하면 다음이 주장이 아니라 계산 결과가 된다.

  • 모가물리주맙의 피부 CCR4 점유율은 이미 거의 1이다. 0.157 × 혈장 농도도 KD(0.02 µg/mL)보다 훨씬 크기 때문이다. 따라서 피부에서 부족한 것은 약물이 아니라 효과세포다. 용량을 3배로 올려도 피부는 움직이지 않는다 (구조 실험 E1이 이것을 그대로 출력한다).
  • 그렇다면 이 약의 피부 효과는 ADCC일 수 없다. 파일에 남아 있는 경로는 둘뿐이다 — (a) CCR4 귀소 경로 차단으로 혈액이라는 공급원을 끊는 것, (b) CCR4를 가장 높게 발현하는 세포인 Treg를 먼저 제거해 CD8 감시항을 풀어주는 것. 둘 다 원래부터 지도에 있던 엣지이며, 피부 반응률을 맞추려고 추가한 것이 아니다.
  • (b)는 모가물리주맙 연관 발진(MAR)과 같은 사건이다. 그래서 이 모델은 발진과 반응이 함께 간다고 예측한다.
  • 항체-약물 접합체에는 이 격차가 없다. MMAE는 효과세포를 필요로 하지 않으므로 브렌툭시맙 베도틴의 구획 페널티는 0.157 그 자체뿐이다. 같은 이유로 이 약은 피부에서 상대적으로 강하고, 모가물리주맙은 혈액에서 상대적으로 강하다.

병기는 초기값이 아니라 평형점이다

TNMB 병기는 환자가 수년간 지고 있던 부하다. 그것을 아무 준비 없는 숙주에 떨어뜨리고 적분을 시작하면 첫 몇 주의 "반응"은 전부 과도현상이다. 그래서 환자는 네 단계로 만들어진다 — ①클론을 고정한 채 숙주 평형화, ②클론을 풀어 피부·혈액·림프절 분배가 스스로 자리 잡게 한 뒤 총량만 병기값으로 되돌리기, ③다시 고정해 병변 형태 정착, ④그 부하에서 클론이 정지하는 면역적합도 IMMF를 역산한 뒤 모든 병기에 동일한 감시 결손을 적용.

그 결과 MF와 SS의 구분이 입력이 아니라 출력이 된다. 같은 방정식에 CD69만 0.85 → 0.10으로 낮추면 혈중 클론이 B0에서 B2로 넘어간다 (구조 실험 E6).


구획 · ODE 구성 (67 states)

그룹 상태변수
항체 PK MOG1 MOG2 BV1 BV2 MMAE1 MMAE2 ALEM
소분자 PK ROM1 ROM2 VORD VOR BEXD BEX IFND IFN MTXD MTX GEM
국소·물리요법 노출 SDT TSEBC STER ABX ECPD
클론 (감수성/저항성/전환) NSK NSKR NTR NBL NBLR NLN NVS
항원 발현 (복제자 동역학) FCCR4 CD30E
감시 E8SK E8BL NKB TREG DCA
사이토카인·바이오마커 TH2 IL31 IL10 IFNG TARC SIL2R LDH
병변 형태 APAT APLQ ATUM
장벽·미생물·소양증 BARR SAUR SAG PRUR SENS
혈액학·독성 PROL TR1 TR2 TR3 CIRC PLT PN TSH FT4 TG MAR CD4N
위험 적분 HZI HZD ADA

병변 면적은 형태별로 다른 시간상수를 갖는다 — 반점 8일, 판 25일, 종양 12일. 반응 판정에 4주 확인이 필요한 이유가 규칙이 아니라 동역학에서 나온다.


저항성을 두 개의 숫자로 나눈 이유

약물저항 아클론(NSKR, NBLR)에 남는 살해율은 두 가지다.

   RESK = 0.12   약물 살해의 12%만 남는다        (8배 저항)
   RESI = 0.50   면역 살해의 50%는 그대로 남는다  (2배 저항)

이 4배의 비대칭이 이 모델에서 ORR과 TTNT를 분리하는 유일한 장치다. 약으로만 죽이는 요법은 저항성 아집단을 거의 건드리지 못하므로 반응이 얕고 짧으며, 감시를 회복시키는 요법은 저항성 아집단까지 닿으므로 반응은 느리지만 오래 간다. 전신전자선(TSEB)이 피부를 비우면서 피부 상주 CD8까지 함께 태우는 것도 같은 이유로 재발을 만든다 (구조 실험 E5).


초항원 되먹임 — 클론을 죽이지 않고 질환을 바꾸는 경로

   병변 밀도 ↑ → 장벽 BARR ↓ → 항균펩타이드 ↓ → 황색포도상구균 SAUR ↑
        → 초항원 SAG ↑ → Vβ 제한 클론 자극 (증식률 ×sag) 및 IL-31 ↑
        → 소양증 ↑ → 긁기 → 장벽 ↓  (고리 닫힘)

항생제는 SAUR만 낮춘다. 클론에는 손대지 않는다. 그런데도 mSWAT과 NRS가 내려간다 (구조 실험 E4). 이것이 이 파일에서 항포도상구균 치료가 하는 일이며, 같은 고리의 다른 끝에서 감염이 이 질환의 최다 사인이 되는 이유이기도 하다.


시나리오 (24개)

# 시나리오 이 시나리오가 묻는 것
01 무치료 stage IB MF 자연 경과
02 nbUVB + 국소 스테로이드 표피 한정 치료의 깊이 한계
03 클로르메틴 젤 표면 알킬화제
04 저선량 TSEB 12 Gy 피부는 비우고 감시는 태운다
05–07 벡사로텐 / 인터페론 / 병용 세포내재적 vs 면역조절
08–09 보리노스타트 / 로미뎁신 HDAC 억제제
10–11 모가물리주맙 (MF / Sézary) 구획 격차의 본체
12 보리노스타트 (Sézary) MAVORIC 대조군
13 ECP + 인터페론 감시 변수만 올리는 요법
14 저용량 알렘투주맙 혈액은 비우고 숙주도 비운다
15–16 브렌툭시맙 (CD30 고 / 저) CD30 이질성
17 로미뎁신 ×2 → 브렌툭시맙 HDACi의 CD30 유도로 순차 근거
18 젬시타빈 ×6 ORR 높고 TTNT 짧은 전형
19 저용량 메토트렉세이트
20 대세포 전환 MF + 브렌툭시맙
21 항포도상구균 항생제 단독 클론을 죽이지 않는 치료
22 모가물리주맙 + ECP 두 변수를 동시에
23 CCR4 낮은 클론 + 모가물리주맙 항원 소실
24 모가물리주맙 3 mg/kg 용량은 한계가 아니다

구조 실험 (E1–E6)

Sys.setenv(CTCL_RUN = "1"); source("ctcl_mrgsolve_model.R") 로 전부 실행된다.

실험 묻는 것
E1 피부 격차는 노출 격차인가 효과세포 격차인가 (용량 3배 vs NKRSK→1)
E2 같은 환자, 네 요법 — 최고 반응 깊이와 TTNT가 어떻게 갈라지는가
E3 HDAC 억제제가 CD30을 올려 뒤이은 ADC를 강하게 만드는가
E4 항생제가 클론을 건드리지 않고 질환을 바꾸는가
E5 TSEB의 완전관해와 그 뒤의 재발이 같은 사건인가
E6 CD69 하나로 MF가 Sézary가 되는가

입력과 출력의 구분

입력 — 조직상주도(CD69, CCR7), CLA, CCR4, CD30, 약물저항 분획 FRES, 클론 약물감수성 SENSF, NK 밀도 NKF, 면역적합도 IMMF, 전환 아클론 증식배수 GTRF, 병기 부하, 체격, 그리고 용법.

출력 — mSWAT과 그 반점/판/종양 분해, Sézary 수와 B-score, N-score, Olsen 논리곱에 의한 GLOBAL 반응, PFS, TTNT, 소양증 NRS, 혈청 TARC·sIL-2R·LDH, ANC·혈소판, MMAE 신경병증, 벡사로텐의 중추성 갑상선기능저하와 고중성지방혈증, CD4 수, 감염 위험과 질환 위험, 그리고 MF인지 Sézary인지.


무엇을 적합했고 무엇을 적합하지 않았나

효력 파라미터는 정확히 세 개만 적합했다. 각각 공개된 반응률 하나에 맞추었으며, 90명 가상 환자군(전치료 이력 MF/SS)을 78주 시뮬레이션해 Olsen 논리곱으로 채점한 결과다.

파라미터 값 앵커 모델이 낸 값
EVOR 0.0394 MAVORIC 보리노스타트 피부 ORR 15.8% 적합 대상
KADCC 0.0482 MAVORIC 모가물리주맙 혈액 ORR 67.7% 64.7%
KBVKILL 0.5178 ALCANZA 브렌툭시맙 피부 ORR (CD30≥10%) 56.3% 56.9%

나머지 효력 항(벡사로텐·로미뎁신·메토트렉세이트·젬시타빈·인터페론·ECP· 알렘투주맙·광선요법·TSEB·클로르메틴)은 적합하지 않은 자릿수 추정치이며, 그 팔들이 내는 반응률은 보정이 아니라 예측이다. 특히 모가물리주맙의 피부 반응은 예측이다 — 적합한 것은 혈액 팔뿐이다.

한계 (Limitations)

  • 교육·연구용 반정량 모델이다. 임상 의사결정·처방·규제 제출에 사용할 수 없다.
  • 알려진 결함을 숨기지 않고 적는다 — 혈액 구획 반응 규칙은 장기 관찰에서 아직 신뢰할 수 없다. 기저 Sézary 수가 250–1000/µL(B1)인 환자는 피부↔혈액 재분배가 천천히 자리 잡는 것만으로도 기저의 절반 아래로 내려갈 수 있어, 무치료 팔을 78주까지 돌리면 B1 환자의 약 절반에서 형식상 혈액 반응이 잡힌다. 따라서 이 모델의 혈액 반응률은 B2(≥1000/µL) 환자에 한해, 그리고 반드시 동시 무치료 팔과 대조해서만 읽어야 한다. 피부·림프절·GLOBAL 채점에는 이 거동이 나타나지 않는다. 이 결함 때문에 이 README에는 가상 환자군 반응률 표를 싣지 않는다.
  • 이 컨테이너에는 R이 설치되어 있지 않아 mrgsolve 파일은 한 번도 실행되지 않았다. 67개 ODE는 전부 독립적인 Python/scipy 구현에서 개발·보정·점검한 뒤 옮겨 적었고, R 파일은 정적 점검만 마쳤다(모든 파라미터·구획·CAPTURE 이름이 해석되고, 모든 구획에 도함수가 있음). 첫 실행은 검증된 실행이 아니라 이식 테스트로 다루어야 한다.
  • 가상 환자군의 파라미터 분포는 문헌 값의 근사이며, 실제 환자 데이터에 적합된 것이 아니다.
  • 매일 경구 투여 약제(보리노스타트·벡사로텐 등)는 0차 일일 입력으로 표현했다. 반감기 2–7시간, PD 시간상수 수 주라는 조건에서 평균 노출이 지배적이기 때문이며, 이 근사는 R 파일과 Python 원형 모두에서 동일하게 적용된다.
  • 대세포 전환은 결정론적 ODE에서 지수 성장하는 씨앗이 되므로, 전환 확률 자체는 낮게 두고 전환된 아클론의 공격성은 환자 공변량 GTRF로 명시했다.
  • 생존은 위험 적분(HZD, HZI)의 형태로만 표현하며 경쟁위험 모형이 아니다.

면책 (Disclaimer)

본 모델은 공개 문헌을 바탕으로 구성한 교육·연구 목적의 정성적·반정량적 QSP 모델입니다. 독립적으로 검증·인증되지 않았으며 실제 임상 의사결정, 처방, 규제 제출에 직접 사용해서는 안 됩니다.