媒介的生态特化改变多宿主、多媒介系统中的传播阈值与地方性流行动态

《PLOS Computational Biology》：Ecological specialization in vectors alters transmission thresholds and endemic dynamics in multi-host, multi-vector systems

　　

对在多种宿主和媒介物种间循环的媒介传播病原体进行建模，关键在于如何定义感染力(FOI)。研究人员在一个i宿主、j媒介的易感-感染-恢复(SIR)建模框架中比较了两种常见的FOI分母：(i)加权形式，即媒介不成比例地叮咬偏好宿主；以及(ii)未加权形式，即假定机会性叮咬。使用来自塞内加尔Kédougou的灵长类-伊蚊(Aedes)数据校准的相同参数集，加权FOI使基本再生数(R₀)相对于机会性FOI加倍，并可使R₀跨越流行阈值。该形式还产生更高的长期流行率和更大的波动。两种自治系统公式在R₀=1处均经历前向跨临界分支(forward transcritical bifurcation)。因此，选择符合生态现实的叮咬假设对于预测丛林到城市的溢出风险和设计多宿主系统中的干预措施至关重要。

论文解读：媒介生态特化如何改变多宿主-多媒介系统的传播阈值与地方性流行动态

研究背景与问题：媒介传播病原体（如登革病毒、黄热病病毒、西尼罗病毒等）常在多种宿主和媒介间循环，但多数数学模型仅考虑单一宿主和单一媒介。即便在多宿主模型中，感染力(FOI)的定义方式也缺乏共识；不同定义可能产生相互矛盾的疫情预测。已有研究表明，宿主群落组成和媒介叮咬行为可从根本上改变病原体传播，但媒介固有的宿主选择偏好如何通过FOI形式影响传播阈值和地方性动态，尚未被系统量化。因此，研究人员在统一的i宿主-j媒介SIR框架中比较了两种极端的媒介宿主选择假设。

研究内容与结论：研究人员构建多宿主-多媒介易感-感染-恢复(SIR)模型，比较两种常见FOI分母：加权（频率依赖、媒介限制）形式代表高效靶向叮咬偏好宿主的媒介；未加权（密度依赖、宿主限制）形式代表机会性叮咬。使用相同参数集，并将参数校准到塞内加尔Kédougou的灵长类-伊蚊数据。结果显示，加权FOI使基本再生数(R₀)相对于机会性FOI加倍，可将R₀移过流行阈值，并产生更高的长期流行率和更大的波动。两种自治模型均在R₀=1处发生前向跨临界分支。该研究发表在《PLOS Computational Biology》，提示叮咬假设的生态真实性对预测丛林向城市溢出风险和设计干预措施至关重要。

主要技术方法：研究采用确定性多宿主-多媒介SIR模型，以加权和未加权两种分母定义感染力，用下一代矩阵计算基本再生数，用中心流形约化分析分支类型，加入季节性强迫进行长期数值模拟。参数来自塞内