一种考虑二次感染致死率增加的两病毒种瘟疫模型的数学建模与分析

本研究发展并分析了一种确定性两病毒种宿主-向量模型，用于瘟疫传播，该模型包含临时交叉免疫、抗体依赖性增强（ADE）、二次感染期间的疾病诱发死亡，以及显式向量共感染等关键免疫流行病学机制。人口被划分为primary和secondary感染的 compartments，蚊虫population包括single-和co-infected的类。ADE通过不同的primary ($\alpha$)和secondary ($\sigma$)传播率来建模。运用后代矩阵方法，我们推导了基本再生产数 $R_0$，并在 $R_0 < 1$时建立了疾病-free平衡的局部稳定性。分析结果表明，在ADE条件下 ($\sigma > \alpha$)，一个-strain内源平衡会失稳，允许异源病毒 strains的入侵。运用中心流形理论和数值continuation (COCO)，我们证明了后向分叉、疾病-free和内源状态之间的bistability，以及Hopf诱导的振荡。数值仿真确认了在关键参数变化时，疾病-free、内源和周期性状态之间的转变。该模型突显了ADE、减弱交叉免疫和向量共感染如何相互作用以产生复杂的瘟疫动力学，并为设计有效的控制和疫苗策略提供了见解，这些策略在瘟疫流行地区尤为重要。