周碧 段富

摘 要： 针对免疫细胞因子网络，提出CKSIM模型，并利用NetLogo对其进行可视化仿真。该模型主要研究的是免疫细胞、抗原、抗体、细胞因子之间的相互作用关系，并且给出了仿真的具体步骤和仿真结果。研究表明，计算机仿真比传统的手工实验具有可视化程度高、容易控制、参数易调节等优点，利用计算机仿真可以研究整个的细胞因子对免疫细胞共同作用所涌现出来的规律。今后的研究可以以此模型为基础，不断进行改进，以促进对免疫细胞因子网络的研究。

关键词： 免疫细胞因子网络； CKSIM模型； 可视化仿真； 计算机仿真

中图分类号： TN711?34； TP391.9 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）08?0021?05

Simulation research and design of immune cytokine network model

ZHOU Bi， DUAN Fu

（School of Computer Science and Technology， Taiyuan University of Technology， Jinzhong 030600， China）

Abstract： CKSIM model is proposed in allusion to the immune cell cytokine network. The visual simulation for it is achieved by utilizing NetLogo， by which the interaction relationship among the immune cell， antigen， antibody and cytokine is researched mainly. The detailed steps and results of simulation are given. The results show that the computer simulation has the advantages of higher visual level， easier control and more simple regulation for parameters than the traditional handwork experiment. It can help studying the regularity of combined action between the whole cytokines and immune cells. The Future research can be based on this model to promote the study of immune cytokine network.

Keywords： immune cytokine network； CKSIM model； visual simulation； computer simulation

0 引 言

机体执行免疫应答、发挥免疫功能都与免疫系统息息相关，免疫系统是防止外来病原体入侵人体最坚实的的保障，是由免疫器官（Immuneorgan）、免疫组织（Immune tissue）、免疫细胞（Immune cell）和免疫分子（Immune molecule）组成的复杂系统[1?2]。机体执行免疫应答时，在细胞的生长、活化、分裂以及细胞与细胞之间的相互作用等方面，细胞因子起着很大作用。细胞因子与细胞因子之间，经过合成与分泌的互相调控、基因表达的互相调节、生物学效应的互相作用、受体表达水平的相互调节等构成了一个特别复杂的免疫细胞因子网络[3?4]（Immune Cytokine Network）。

当前，免疫细胞因子网络是生物学上比较热门的一个研究方向，然而与此同时也存在很多难题[5]。虽然已经有很多人研究过免疫细胞因子网络，并且也获得了很多研究成果，但还有许多问题没有解决。首先，人们仅仅对单个的细胞因子进行过研究，但是细胞因子之间是相互影响相互调节的，所以研究整个免疫细胞因子网络的免疫过程显得尤为重要；……