皮肤是人体最大的器官，在维持体内平衡以及保护身体免受外界环境影响方面发挥着重要作用。皮肤病可能危及生命或严重损害患者的生活质量。荨麻疹(也称为“荨麻疹”)很常见，至少五分之一的人一生中都会受到影响，并且可能持续数年甚至数十年。许多皮肤病是人类特有的，由于缺乏合适的实验动物模型和有限的临床数据，其发病机制往往仍不清楚。其中一种人类特有的疾病是慢性自发性荨麻疹(CSU)，其特征是出现称为风团的皮疹，其大小和形状各异，并伴有瘙痒。
尽管 CSU 在皮肤表面具有清晰可见的外观，但体内各种形状的风团背后的机制仍然很大程度上不清楚。最近，人们对荨麻疹的许多病理生理学特征进行了研究，包括自身免疫反应、细胞浸润和补体系统激活凝血途径。因此，将这些元素整合到其体内动态中以开发更有效的针对患者的治疗方法非常重要。
为了解决这个问题，京都大学人类生物学高级研究所 (WPI-ASHBi) Sungrim Seirin-Lee 教授领导的一个研究小组利用分层数学模型来分析皮疹的形状，并将这些形态特征与体内的皮疹联系起来。 CSU 的病理动力学。通过使用体外实验数据结合血管内和血管外动力学，他们将皮疹模式分为五种潜在类型。利用这些模式，研究人员根据肥大细胞与组织因子和组胺动力学的关系制定了喷发几何分类标准(EGe 标准)，肥大细胞作用于血管并诱导风团形成。研究人员随后在 105 名患者中证明了他们根据这些标准对 CSU 进行分类的数学模型的有效性，并在皮肤科医生分析时发现可靠性高达 87.6%。
“这项研究首次使用数学模型根据皮疹的形态来阐明皮疹的病理生理学，并有助于为替代治疗方法铺平道路。例如，患者可能会拍摄皮疹照片，为根本原因的明确诊断提供数据，或者可以随着时间的推移监测治疗的有效性。此外，这项研究显示了数学模型在理解人类特定疾病机制方面的前景，而动物模型是无法获得的，”Seirin-Lee 说。
通过这些努力，作者希望将数学皮肤学开创为一个实用的新的多学科研究领域，将数学科学和临床皮肤学相结合，以阐明皮肤病的病理生理学并开发治疗顽固性皮肤病的新策略。
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