金融数学(stock price prediction，股票价格预测)和液体中的粒子扩散与开发更好的HIV疫苗之间有什么关系?近日，来自爱荷华大学的研究人员就表示，我们可以利用上述研究模型来预测HIV表面蛋白的进化轨迹，随后利用相关信息就能够设计出抵御HIV更好的疫苗，相关研究刊登于国际杂志PLoS Biology上。

HIV-1是诱发全球AIDS流行的主要原因，据世界卫生组织数据显示，从20世纪70年代艾滋病流行开始，目前全球已经有7000万HIV感染者，而且有3500万感染者死于HIV。微生物学家Hillel Haim说道，HIV是一种高度动态化的病毒，其会在感染个体中不断发生改变，而且还会产生更加严重的后果;当我们开发疫苗时，我们非常有必要对该病毒进行模拟以便机体免疫系统能够学会如何识别并且攻击病毒，而目前我们所面临的问题就是如何开发出一种疫苗能够击中不断变化的病毒靶点。

HIV的移动靶点实际上就是病毒的包膜糖蛋白(Env)，其位于病毒表面，Env会频繁发生突变，最终诱发病毒群体中Env突变数量的增加，这种多样性无意中就限制了当前HIV疫苗的成功率;为了制造出更好的疫苗来实时狙击不断变化的HIV，疫苗开发者就需要知晓患者血液中循环的到底是携带哪种Env突变的病毒，同时他们还希望能够成功预测这些蛋白如何随着时间延续而发生改变。

这项研究中，研究者受到了金融数学模型的启发，他们开发出了新型的计算机工具和方法或许就能够准确预测过去30年里爱荷华市HIV感染人群机体中病毒不同特性的Env蛋白进化的机制和方式。这项研究的关键就在于爱荷华大学特殊的数据库，20世纪80年代，研究者Jack Stapleton在爱荷华市建立HIV诊所来对感染者进行治疗，10年后研究者从数百名患者中收集了血液样本，而研究者Haim及其同事对样本HIV中的成百上千个Env蛋白进行分离研究，他们检测了Env蛋白结构特性的改变，Haim说道，当研究病毒颗粒扩散的物理学过程时，我开始熟悉数学，随后我们对病毒特性改变的模式进行了深入探索。

调查Env的特性就能够为研究者预测该蛋白改变的模式提供思路，当研究者对来自相同血液样本中不同病毒的Env蛋白进行对比后他们发现，一些相似的特性非常相似，而另外一些特性则具有高度可变性，研究者将不一致的特性认定为“易变性”，每一种特性的易变性在不同患者之间都非常相似。另外一种测定易变性的系统和扩散模型能够用来在股市中进行预测，股价的微小波动通常就会符合某支股票的特征。

在HIV的进化和股市中，自身的随机性或许就具有一种确定和可预测的结构，而这通常就能够用来帮助预测系统的进化趋势，而本文中研究者所使用的基于扩散的模型就能够有效描述HIV Env蛋白的进化情况。Haim说道，我们发现，从20世纪80年代多位患者机体血液样本中所测定的Env特性的易变性或许能够准确帮助我们预测病毒的这些特性如何进化;通过检测一系列患者来准确预测病毒未来改变的能力或许就能够潜在帮助疫苗开发者开发针对全世界不同患者群体中特殊形式的HIV疫苗。

最后研究者指出，很幸运的是，基于金融市场的模型启发了我们继续深入研究，由于病毒具有随机性的高保守特性，因此我们对HIV改变的预测是极为准确的。后期我们还需要进行更为深入的研究来探索如何更好地基于本文研究来开发有效抵御HIV感染的新型疫苗。