流行病传播中的病毒突变建模

尽管传统的传染病传播模型关注感染、易感与康复个体数量，但将传染病模型与群体遗传学相结合已受到大量关注。在此我们开发了一种基于个体的网络传染病传播模型，其中病毒由可宿主内突变的有限核苷酸链显式表示。在中立演化假设下，我们解析地计算了所有感染病毒随时间的平均两两遗传距离。我们还推导了该方程的均值场版本，可直接加入 SIR 或 SEIR 等仓室模型以估计遗传演化。我们将结果与疫情初期中国 SARS-CoV-2 推断出的遗传演化进行比较，发现与模型的解析解吻合良好。最后，以遗传距离作为不同毒株的代理，我们通过数值模拟表明：社区（如城市）间连通性越低，再感染概率越高。