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
2秒前
2024完成签到,获得积分10
3秒前
Ssshumiao发布了新的文献求助10
4秒前
George完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.4应助My_magnum_opus采纳,获得10
6秒前
Owen应助晓飞采纳,获得10
6秒前
6秒前
11完成签到 ,获得积分10
9秒前
polofly完成签到,获得积分10
9秒前
佘颜均完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
彦嘉完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
11秒前
xx完成签到,获得积分10
14秒前
小伙子发布了新的文献求助10
15秒前
小菜鸟发布了新的文献求助10
15秒前
风之新酱完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
屈奕发布了新的文献求助10
16秒前
ACT发布了新的文献求助10
17秒前
张欢馨应助安静的,藏匿采纳,获得10
19秒前
晓飞发布了新的文献求助10
19秒前
dde应助爱撞墙的猫采纳,获得20
20秒前
天天摸鱼完成签到,获得积分10
24秒前
桐桐应助shishuang采纳,获得10
24秒前
赵小坤堃完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
科研通AI6.3应助My_magnum_opus采纳,获得10
28秒前
ling_lz发布了新的文献求助10
28秒前
英姑应助RaeganWehe采纳,获得10
28秒前
微解感染完成签到,获得积分10
28秒前
无奈电灯胆完成签到,获得积分10
29秒前
cdercder应助小伙子采纳,获得10
29秒前
沙洲完成签到 ,获得积分10
32秒前
Yue发布了新的文献求助10
33秒前
grandtough发布了新的文献求助10
33秒前
Ascent完成签到,获得积分10
33秒前
34秒前
35秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 2030
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7577314
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9156853
关于积分的说明 19589716
捐赠科研通 7160980
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3265300
关于科研通互助平台的介绍 2430249
邀请新用户注册赠送积分活动 2255928