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
怕黑靖荷完成签到,获得积分10
5秒前
清新的问梅完成签到 ,获得积分10
10秒前
Wang完成签到 ,获得积分20
11秒前
善良的寒珊完成签到,获得积分10
17秒前
海洲完成签到 ,获得积分10
22秒前
isedu完成签到,获得积分0
28秒前
阿甘完成签到,获得积分10
30秒前
三羧酸循环完成签到,获得积分10
31秒前
goy完成签到,获得积分10
31秒前
kinoss完成签到,获得积分10
32秒前
记上没文献了完成签到 ,获得积分10
32秒前
32秒前
32秒前
33秒前
俏皮冰露完成签到,获得积分10
33秒前
33秒前
yoooooooo完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
烂漫的落雁完成签到,获得积分10
36秒前
36秒前
忧心的曼凝的应助被学术雷锋采纳,获得10
38秒前
45度科研狗完成签到 ,获得积分10
40秒前
robert2021的应助被学术雷锋采纳,获得100
41秒前
学霸业的应助被学术雷锋采纳,获得10
43秒前
兴奋巧凡完成签到,获得积分10
44秒前
Maestro_S的应助被学术雷锋采纳,获得10
44秒前
hamburger完成签到 ,获得积分10
45秒前
Maestro_S的应助被学术雷锋采纳,获得10
46秒前
姚芭蕉完成签到 ,获得积分0
48秒前
科研通AI6.2的应助被学术雷锋采纳,获得10
49秒前
dcm发布了新的文献求助10
49秒前
科研通AI6.2的应助被学术雷锋采纳,获得10
50秒前
hhhh777完成签到 ,获得积分10
52秒前
dong完成签到 ,获得积分10
52秒前
科研通AI6.2的应助被学术雷锋采纳,获得10
52秒前
科研通AI6.4的应助被学术雷锋采纳,获得10
54秒前
小蘑菇的应助被学术雷锋采纳,获得10
56秒前
寻梦完成签到 ,获得积分10
56秒前
科研通AI6.4的应助被学术雷锋采纳,获得10
58秒前
漂亮傲云完成签到,获得积分10
59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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Experimentelle und numerische Modellierung des dynamischen Trag- und Verformungsverhaltens von hochflexiblen Schutzsystemen gegen Steinschlag 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8147203
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9545524
关于积分的说明 21669142
捐赠科研通 7733839
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3423467
关于科研通互助平台的介绍 2548444
邀请新用户注册赠送积分活动 2466406