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
Cookies完成签到,获得积分10
刚刚
H星科23456发布了新的文献求助10
刚刚
NexusExplorer应助慈祥的惜梦采纳,获得10
1秒前
li1234完成签到,获得积分10
1秒前
KeiQ完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
哭泣忆文完成签到,获得积分10
2秒前
两耳不闻窗外事完成签到,获得积分10
2秒前
发大财发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
汉小弟完成签到,获得积分10
2秒前
无辜冷雁发布了新的文献求助10
2秒前
Guaweii完成签到,获得积分20
3秒前
科研通AI6.2应助帅帅采纳,获得10
3秒前
Mic完成签到,获得积分0
3秒前
molihuakai应助liushu采纳,获得10
3秒前
4秒前
科研小白完成签到,获得积分10
4秒前
在水一方应助nano采纳,获得10
4秒前
4秒前
许容发布了新的文献求助10
4秒前
didilucky完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
Jane_PSZ完成签到,获得积分10
5秒前
852应助cij123采纳,获得10
5秒前
大润发发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6.1应助欣晴采纳,获得10
6秒前
Wang完成签到,获得积分10
6秒前
123完成签到,获得积分20
6秒前
zsx发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
Stella发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
勇敢的绿绿完成签到,获得积分20
8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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6524209
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8317167
关于积分的说明 17798495
捐赠科研通 5625943
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2928444
邀请新用户注册赠送积分活动 1905202
关于科研通互助平台的介绍 1765249