目前癌症患者与日俱增。到2010年,癌症致死率将超过心脏病,成为全球头号杀手。我国癌症发病和死亡率也不例外,目前呈逐年上升趋势。白血病是造血系统的恶性肿瘤,是我国最常见的恶性肿瘤之一。尽管现在对血液系统癌症的治疗手段已经取得了很大的进步,但复发率仍然非常高。由正常干细胞病变而成的恶性造血干细胞被证明是引发造血紊乱以及一些实体瘤以及治疗后复发的原因,因此人们希望加强对干细胞相关技术的应用以达到根治肿瘤的目的。为了建立与干细胞临床应用相符合的数学预测模型,从而达到对临床治疗进行理论指导和预测的目的,人们加强了对于干细胞调控网络和临床应用的各类研究。在本文中我们选取目前发病率极高的急性髓系白血病作为研究对象主要开展了两方面的工作。一方面,我们对大量的流式细胞术免疫表型报告单进行统计分析,得到了细胞各分化阶段不同细胞的比例。根基上述统计结果,为了能充分区分各阶段细胞的特征,我们对已有的基于干细胞和癌症干细胞增殖、分化以及突变的连续性数学预测模型进行了推广和完善;并模拟了各类AML的发病特点,研究了异常分化机制并分析得到了白血病的可能发病因素。另一方面,基于上面模拟确定的白血病的可能发病因素,我们模拟不同治疗手段的效果得到了治疗应针对白血病干细胞才可能根治白血病的结论。为了模拟临床治疗效果,从而设计出更优的治疗方案,在目前众多的治疗手段中,我们选取应用最广的化疗+细胞生长因子治疗手段设计了治疗策略,并应用完善后的实验和临床两个数学模型验证了这个治疗方案的合理性。我们基于这两个模型的数值模拟结果在实验和临床上都能得到合理的解释,从而为治疗白血病设计更优的临床方案并得出合理预测结果。