理解恶性疟原虫配子体产生的动力学：来自年龄结构模型的见解
偏微分方程分析
2022-02-18 v3
摘要
自 Anderson 等人 1989 年的开创性工作以来，已提出许多宿主体内疟疾感染动力学模型。在生物学上，这些模型旨在理解是什么支配着感染的严重程度、传染性模式及其在不同宿主间的差异。在数学上，这些模型基于动力系统，标准方法涵盖从 K 室常微分方程（ODE）到时滞微分方程（DDE），以捕捉寄生虫感染宿主红细胞后相对恒定的复制与裂体释放时长。利用疟疾治疗（malariatherapy）数据——其提供了多个个体宿主感染动力学的精细分辨率——我们将其中一种标准方法（K 室 ODE）与显式追踪感染细胞“年龄”的偏微分方程（PDE）模型的拟合优度与鲁棒性进行比较。尽管两种模型在适当选取 K 时的拟合优度上表现十分相似，但当重复室数量不够大时，K 室 ODE 模型尤其高估了感染早期的寄生虫密度。最后，K 室 ODE 模型（适当选取 K）与 PDE 模型均凸显了可传播寄生虫阶段（即配子体）密度与宿主损伤（及无性复制）寄生虫阶段密度之间的强定性关联。该发现为预测哪些宿主对蚊子（疟原虫的媒介）最具传染性提供了简单工具，而这是全球疟疾控制与消除工作的关键组成部分。
引用
@article{arxiv.2012.06352,
title = {Understanding dynamics of Plasmodium falciparum gametocytes production: Insights from an age-structured model},
author = {Ramsès Djidjou-Demasse and Arnaud Ducrot and Nicole Mideo and Gaëtan Texier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.06352},
year = {2022}
}