基于带突变 SIR 模型的疾病宿主切换稀有事件
物理与社会
2023-07-26 v1
摘要
我们数值研究了导致疾病从一种宿主物种切换到另一种、从而使疾病获得感染（例如）人类能力的疾病动力学。与以往聚焦于从首批感染人类开始的分支过程的研究不同，我们起初考虑一种最初不能感染人类的疾病病原体。我们建模整个过程，始于动物种群中的感染，包括最终使疾病能在人类种群中引发流行暴发的突变。我们在由 132 个狗节点与 1320 个人类节点组成的网络上使用 SIR 模型，以单一参数表示病原体的基因。我们使用数值大偏差技术，特别是 Wang-Landau 算法，来计算宿主切换事件可能极小的概率。借助该方法我们可分辨小至 的概率。此外， Wang-Landau 算法使我们能获得感染人类累积比例 的完整概率密度函数 ，其为人类种群中疾病严重程度的指标。我们还计算了 与刻画暴发的若干选定量 的相关性。由于应用了稀有事件算法，这可对 的整个取值范围实现。
引用
@article{arxiv.2307.13558,
title = {Rare Events of Host Switching for Diseases using a SIR Model with Mutations},
author = {Yannick Feld and Alexander K. Hartmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.13558},
year = {2023}
}