建模宿主内动力学对多菌株病原体多样性的影响

多菌株病原体如 A 组链球菌、肺炎链球菌和金黄色葡萄球菌每年引起数百万感染，造成沉重的健康负担。多菌株病原体的控制可能因地方流行环境中常观察到的高菌株多样性而变得复杂。鉴于这些菌株既在直接层面（在单个宿主内）又在间接层面（通过宿主免疫）相互竞争，目前尚不清楚种群中如何维持高菌株多样性。以往的建模研究已探讨间接竞争如何影响菌株的流行率与多样性。然而，这些研究通常对宿主内发生的直接竞争做简化假设。目前可用于验证这些假设的数据很少，因此有必要厘清模型输出对这些假设的敏感程度。在本研究中，我们使用基于个体的模型，在不同的菌株间直接竞争假设下比较多菌株病原体的动力学。我们发现，关于直接竞争的假设会影响流行病学动力学，尤其是在感染后无长期免疫且非流行菌株输入率较低时。我们的结果表明，虽然直接竞争与间接竞争在单独作用时各自会降低菌株多样性，但当它们共同起作用时反而可能增加菌株多样性。这一发现凸显了检验对菌株竞争假设之敏感性的重要性。特别是，忽略对直接竞争的考量会导致对控制策略可能有效性的不准确估计，因为菌株多样性的变化会改变直接菌株竞争的水平。