摘要
食源性疾病因其高发率和造成的全球死亡人数众多而仍然是主要的公共卫生关注问题。因此，需要开发多尺度数学模型，以增进我们对驱动疾病传播的生物机制的理解，并确定影响疾病持续传播的关键因素。传统数学模型通常将宿主内动态和宿主间动态分开研究，忽视了发生在这些两个尺度上的过程之间的相互作用。本研究开发并分析了大肠杆菌O157:H7的嵌套多尺度数学模型，该模型将宿主内细菌复制与宿主间环境传播相结合。两个尺度通过病原体排出显式耦合，从而能够量化宿主内细菌动态对环境污染和疾病传播的影响。构建了非标准有限差分（NSFD）格式以保持连续模型的基本动力学特性，并对所得到的离散模型进行了数学分析。数值模拟表明，一旦大肠杆菌O157:H7在感染牛体内确立，持续的细菌复制和病原体排出将维持环境污染，从而促进疾病传播在牛群中的持续存在。这些发现凸显了宿主内细菌动态在驱动环境传播中的重要作用，并为评估针对宿主内细菌复制和宿主间疾病传播的干预策略提供了定量框架。
