A coupled evolutionary model of the viral virulence in an SIS community

毒力 进化动力学 传输(电信) 生物 病毒进化 适应(眼睛) 遗传学 进化生物学 计算机科学 基因组 基因 人口 电信 人口学 神经科学 社会学
作者
Qiutong Liu,Yanni Xiao
出处
期刊:Discrete and Continuous Dynamical Systems-series B [American Institute of Mathematical Sciences]
卷期号:28 (9): 5012-5036 被引量:1
标识
DOI:10.3934/dcdsb.2023051
摘要

The heterogeneity of viral virulence induced by virus evolution plays an essential role in shaping disease transmission dynamics. In this study, we propose a coupled model linking the evolutionary dynamics of viral virulence to transmission dynamics in order to investigate the influence of evolutionary dynamics on transmission dynamics. This modeling approach does realize a bidirectional couple, that is, the nested coupling from evolutionary dynamics to transmission dynamics via virulence-dependent transmission and disease-related mortality, and vice versa for the trait evolution model. We investigate the threshold dynamics and examine the global stability of the coupled system by formulating appropriate Lyapunov functions and employing the geometric approach. Further we rigorously prove that the mutant virus can invade and cause virulence substitution on extremely slow adaptive evolutionary speed, and the globally asymptotically stable virulence is the continuously stable strategy, which represents the final endpoint of the evolutionary process and maximizes the basic reproduction number of a rare mutant. We demonstrate that the speed of evolutionary adaptation will not qualitatively affect the asymptotical property of the coupled system but the peak levels of disease and virulence. Furthermore, considering viral evolution may cause disease persistence more likely, indicating that ignoring viral evolution may lead to an underestimation of disease infection.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
li17195完成签到,获得积分10
刚刚
安详的广山完成签到,获得积分20
1秒前
帅气的高跟鞋完成签到,获得积分10
1秒前
小鱼完成签到,获得积分10
1秒前
佳佳发布了新的文献求助10
1秒前
苦柒发布了新的文献求助10
1秒前
gooofy发布了新的文献求助10
2秒前
派大星的应助被xx采纳,获得10
2秒前
华天九四发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
Hiddleston完成签到 ,获得积分10
3秒前
wxxyyds发布了新的文献求助10
3秒前
handsomer07发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
lzh完成签到 ,获得积分10
4秒前
雪白的依玉完成签到 ,获得积分10
4秒前
jane完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
fancy完成签到 ,获得积分10
5秒前
狂野菠萝的应助被瑶瑶采纳,获得10
5秒前
waiwai完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
wsj完成签到 ,获得积分10
6秒前
summer完成签到,获得积分10
6秒前
Zhao完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
李李发布了新的文献求助10
7秒前
汉堡包完成签到 ,获得积分10
8秒前
zhim发布了新的文献求助10
8秒前
笑点低书本完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
酷波er的应助被pencil163采纳,获得10
9秒前
9秒前
Rs完成签到,获得积分10
9秒前
sue完成签到,获得积分10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7971826
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9437509
关于积分的说明 21049884
捐赠科研通 7548312
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3373537
关于科研通互助平台的介绍 2508451
邀请新用户注册赠送积分活动 2406232