随机捕食者-猎物模型分析及其在HIV宿主内遗传多样性中的应用
概率论
2009-09-02 v1 动力系统
种群与进化
摘要
在感染过程中，HIV受到免疫系统T细胞的强烈选择。最近的实验工作表明，MHC逃逸突变是HIV逃避这种选择的重要途径。本文研究了一个MHC逃逸突变模型。该模型是一个具有两种猎物（由两种HIV变体组成）和一种捕食者（免疫系统CD8细胞）的捕食者-猎物模型。我们假设一种HIV变体对CD8细胞可见，另一种不可见。该模型采用随机微分方程组的形式。受关于HIV宿主内生命周期短的已知结果的启发，我们假设HIV种群动态的时间尺度比CD8种群动态更快。这种时间尺度的分离使我们能够使用渐近方法分析模型。利用该模型，我们研究了MHC逃逸突变对宿主内HIV种群的种群动态和遗传进化的影响。从种群动态的角度，我们表明可见和不可见HIV变体之间的竞争可以达到稳态，其中根据参数区域，要么存在单一变体，要么发生共存。我们表明，在某些参数区域，系统的最终状态是随机的。从遗传学的角度，我们研究了种群动态对逃逸突变发生后采集的HIV样本谱系的影响。我们表明，这些谱系经历了严重的瓶颈，并且谱系分布可以用Kingman合并过程来表征。
引用
@article{arxiv.0908.4569,
title = {Analysis of a Stochastic Predator-Prey Model with Applications to Intrahost HIV Genetic Diversity},
author = {Sivan Leviyang},
journal= {arXiv preprint arXiv:0908.4569},
year = {2009}
}