竞争-定殖权衡促进低毒力病毒株的共存

RNA病毒以遗传多样性群体存在，表现出不同的表型，包括不同程度的毒力。然而，病毒群体中毒力的进化尚不清楚。基于一个RNA病毒克隆在细胞培养中分化成两个不同毒力亚群的实验观察，我们研究了异质病毒群体的动力学和毒力的进化。我们将竞争-定殖权衡引入标准的宿主内病毒感染数学模型。定殖者是快速传播的强毒株，而竞争者是在共感染细胞内更成功的低毒力变种。我们观察到群体的双相动力学：感染早期群体由定殖者主导，随后它们将被竞争者取代。模拟表明存在一个稳态，其中少数低毒力变种共存。这种平衡意味着群体中的集体毒力衰减，这与先前预测群体向毒力增强方向发展的模型相反。然而，如果我们在模型中包含一个高度简化的免疫反应，衰减效应就会消失。因此，竞争-定殖权衡表明了毒力在调节病毒群体多样性中的作用。毒力的进化是群体的一种动态特征，由个体间的相互作用和斑块状栖息地的结构所塑造。