论文部分内容阅读
绝大多数传染病可以通过多种途径进行传播,最常见的传播途径为直接传播、间接传播。现有的分析表明:传播途径的强度会影响传染病对宿主的致死率(即毒性)的进化。目前的研究大多侧重于单独考虑直接传播、间接传播对毒性进化的影响,或同时考虑直接和间接传播相对强度对毒性进化的影响。然而,传染病的传播途径不仅仅局限于上述两种传播途径,许多传染病可由亲代传递至子代,即垂直传播。例如:HIV、乙肝等常见传染性疾病,垂直传播均为不可忽视的传播途径。本文主要考虑在三种传播途径同时作用下,传染病毒性的进化情形。建立了考虑三种主要传播途径,即直接、间接和垂直传播途径在内的传染病进化动力学模型,通过引入突变菌株来研究菌株毒性的进化。在自适应动力学框架下,通过对进化奇点策略(使突变菌株的基本再生数最大化时的毒性)稳定性的研究可以得出毒性进化的不同情形。基于上述模型可以得出:间接传播使菌株朝着强毒性进化,直接传播和垂直传播使菌株朝着弱毒性进化。在讨论不同传播途径的相对强度对毒性进化的影响时,通过改变相应参数的取值即可改变与该参数相对应传播途径的强度。在未考虑垂直传播前,参数在较大范围内变化时系统均可维持一强一弱菌株共存的情形,加入垂直传播后,改变参数可使系统中进化奇点策略的数量及大小快速发生改变,此外垂直传播会对强毒性有一定的削弱作用。即在三种传播途径共同作用下,间接传播占优时系统最终进化为中强毒性菌株占主导的情形;而当间接传播被削弱时,直接和垂直传播得到强化,此时系统最终进化为弱毒性而不是无毒菌株占优的情形;当三种传播途径强度相当时,系统会出现多种菌株共存的可能。考虑垂直传播后,毒性进化的情形更加符合实际情况。