综述:利用尼日利亚人口数据的拉沙热流行病模型数学分析

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Franklin Open

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  这篇综述提出并分析了一个非线性确定性数学模型,用于研究拉沙热病毒(Lassa fever virus, LFV)在尼日利亚的传播动力学。模型通过阈值参数R0和敏感性分析揭示了啮齿动物自然死亡率(ψ)与有效接触率(β3)是控制病毒传播的关键因素,并强调了环境消毒和灭鼠措施对降低R0的重要性。

  

引言

拉沙热是由沙粒病毒科(Arenaviridae)的拉沙病毒引起的急性出血热,主要宿主为非洲多乳鼠(Mastomys natalensis)。尼日利亚作为疫情高发区,2018年曾暴发最大规模疫情,涉及18个州。本文通过建立包含人类治疗和尸体传播(corpse-related transmission)的SEIR模型,填补了现有研究中恢复者(R)和尸体传染(I2)等关键环节的空白。

模型描述

模型将人类群体分为易感者(S)、暴露者(E)、感染者(I1)、尸体相关感染者(I2)、治疗者(T)和康复者(R),啮齿动物群体分为易感(Sm)和感染(Im)两类。创新性地引入尸体传播率(φ)和治疗率(?),其动力学方程如下:

dS/dt = Π + ?R ? (λh + μ)S
dE/dt = λhS ? (? + μ)E
其中λh = [β1(I1 + φI2) + β2Im]/N1,λm = β3Im/N2

关键发现

  1. 阈值分析:基本再生数R0 = R0h + R0m,其中人类相关R0h = [β1(Q2Q3φ + Q4?ξ)]/(Q1Q2Q4),啮齿动物相关R0m = β3/ψ。
  2. 敏感性分析:R0与β3呈正相关,与ψ呈负相关。ψ每增加10%,R0</sub
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