你认为你的免疫系统是用来保护你的。但是当它对你造成不利时会怎样？

在癌症形成的最初阶段,免疫系统被迫作出一个重大决定。要么激活和抑制肿瘤的生长,帮助身体抵抗疾病,或变得不正常,帮助肿瘤生长,使治疗更加困难。因为这个临界点发生之前,一个人即使意识到有点不对劲,医生无法直接观察到这一关键阶段。它不激活也不抑制肿瘤的生长，帮助身体与病魔作斗争，或者它会变得功能失调，帮助肿瘤增长使治疗更加困难。因为这一临界点发生在一个人还没意识到不对劲之前，医生也不能直接观察到这一危险期。

“我们认为，当免疫细胞进入肿瘤部位时，它们基本上是在抛硬币，因此，任何一个肿瘤细胞都可能是前面所述的第一种或第二种情况，”西北大学McCormick工程学院化学生物工程副教授Joshua Leonard说，“我们不知道的是，这种几率的大小是否影响到肿瘤生存下去或被免疫系统控制。”

由 Leonard和他的研究生Danny Wells领导的跨学科研究人员团队创建了一个计算模型，使我们能够测试出新兴的转移性肿瘤如何与免疫系统相互作用。关于这一敏感阶段更好的理解是它能潜在地形成克服免疫功能失调的新策略，带来更好的结果。

到目前为止，这一模型帮助解释了医生的一些临床发现：肿瘤内空间无序就是一个不好的信号，Leonard和他的同事们发现，肿瘤内更大的混乱促使免疫低下和肿瘤生长。

“我们知道混乱和不良的预告有关，但这种联系背后的原因还不清楚,” Leonard 说，“这项研究有助于解释异质性如何产生一种环境，提示免疫系统向促进肿瘤生长的方向发展。”

4月23日《PLOS计算生物学》期刊上描述了这项研究。这篇论文的其他作者包括，工程科学和应用数学教授 William L. Kath，前McCormick 教授Dirk Brockmann，之前的研究生Yishan Chuang，之前的大学研究员Louis Knapp，Wells是这篇论文的第一作者，这一跨专业团队在西北大学物理科学-肿瘤学中心的赞助下走到了一起，这是生命化学过程研究所的一个旗舰项目。

团队也使用这一模型作为一个虚拟测试床来评估克服与肿瘤相关的免疫功能紊乱的潜在的工程细胞疗法策略。Leonard说,研究人员可以引入生物疗法使免疫系统远离免疫抑制,和他们的研究结果表明，一些相对简单的策略可能是有效的。

“我们使用合成生物学等技术设计生物疗法的能力迅速发展，”Leonard说，“这种计算工具将在帮助我们设计并建立安全又有效的疗法上发挥重要作用。”