具有底层基因型网络的多菌株流行病的局部化、流行病转变与不可预测性
种群与进化
2021-06-02 v2 物理与社会
摘要
数学疾病建模长期以来基于这样一种假设:任何一种传染病都是由一种在人群中传播的传染性病原体引起的。这一范式有助于简化流行病的生物学现实,并使建模界能够专注于人群结构和干预措施等其他因素的复杂性。然而,越来越多的证据表明,病原体的菌株多样性及其与宿主免疫系统的相互作用,在塑造流行病动态方面可发挥重要作用。在此,我们引入一个具有底层基因型网络的疾病模型,以考虑两个重要机制。其一,疾病在宿主人群中传播时可沿网络路径发生突变。其二,基因型网络使我们能够定义跨菌株的遗传距离,从而建模真实世界病原体中常观察到的免疫超越现象。我们通过该模型的流行病相变研究其中流行病的涌现,并强调基因型网络在驱动疾病周期性、大规模波动、连续流行病转变以及围绕相关病原体特定菌株的局部化方面的作用。更一般地,我们的模型说明了即便在充分混合的宿主群体中,一旦我们考虑菌株多样性并超越“一种疾病等于一种病原体”的范式,可能出现行为的丰富性。
引用
@article{arxiv.2007.07429,
title = {Localization, epidemic transitions, and unpredictability of multistrain epidemics with an underlying genotype network},
author = {Blake J. M. Williams and Guillaume St-Onge and Laurent Hébert-Dufresne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.07429},
year = {2021}
}