Журнал иммунологических методов и инфекционных заболеваний

Многомасштабное моделирование динамики передачи шистосомоза

Дефни Матебула

В этом исследовании мы разрабатываем многомасштабную модель, которая объединяет внутрихозяйственную и межхозяйственную динамику передачи шистосомоза. Полученные связанные модели иногда называют иммуноэпидемиологическими моделями. Однако до сих пор нет обобщенной структуры для связывания внутрихозяйственной и межхозяйственной динамики инфекционных заболеваний. Более того, для инфекций, передающихся через окружающую среду, существует пробел в знаниях о том, как факторы окружающей среды изменяют многие аспекты таких инфекций, включая восприимчивость к инфекционной дозе, персистенцию инфекции, выделение патогена и тяжесть заболевания. В этой работе мы интегрируем внутрихозяйственные и межхозяйственные подмодели, идентифицируя внутрихозяйственные и межхозяйственные переменные и параметры, связанные с экологической динамикой патогена, а затем разрабатываем обратную связь переменных и параметров по внутрихозяйственным и межхозяйственным моделям, используя человеческий шистосомоз в качестве примера. Мы изучаем математические свойства связанной модели и показываем, что модель эпидемиологически корректна. Используя результаты анализа выражения эндемического равновесия, репродуктивного числа заболеваний и численного моделирования полной модели, мы адекватно учитываем взаимное влияние связанных внутрихозяйственных и межхозяйственных подмоделей. Мы ожидаем, что концептуальная модельная структура, разработанная здесь, будет применима ко многим инфекционным заболеваниям, передающимся через окружающую среду, за исключением специфической системы заболеваний человеческого шистосомоза, рассматриваемой здесь.