准中性随机疾病动力学中的双菌株竞争
统计力学
2016-10-06 v2 种群与进化
摘要
我们开发了一种新的微扰方法，用于研究一类广泛的随机竞争模型中的准中性竞争，并将其应用于分析两种流行病模型中竞争菌株的固定。第一个模型是随机易感 - 感染 - 易感 (SIS) 模型的双菌株推广。在此，我们扩展了 Parsons 和 Quince (2007)、Parsons 等人 (2008) 以及 Lin、Kim 和 Doering (2012) 的先前结果。第二个模型是具有种群更替的随机易感 - 感染 - 康复 (SIR) 模型的双菌株推广，此前尚未被研究过。在这两个模型中，当两种菌株的基本再生数相同时，无限种群规模的系统会趋近于确定性共存线 (CL) 上的一点：即子种群规模相空间中的一条固定点直线。散粒噪声驱动其中一种菌株种群走向固定，另一种走向灭绝，其时间尺度与总种群规模成正比。我们的微扰方法明确追踪了共存线 (CL) 附近子种群概率分布的动力学。我们认为，虽然对于数学上“典型”的初始条件，慢速菌株具有竞争优势，但在将少量两种菌株的感染者引入易感种群这一重要情境下，快速菌株更有可能获胜。
引用
@article{arxiv.1408.0298,
title = {Two-strain competition in quasi-neutral stochastic disease dynamics},
author = {Oleg Kogan and Michael Khasin and Baruch Meerson and David Schneider and Christopher R. Myers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.0298},
year = {2016}
}