乙肝的控制与治疗策略: 宏观与微观的数学模型研究

Hepatitis B is a most popular and serious disease in our country. How to prevent and treat hepatitis B has been the focus of attention and important research topic in today's society. Some mathematical models which can really reflect the dynamical behavior of hepatitis B virus (HBV) will be established by in-depth studying the propagation rule and pathogenic mechanism of HBV and combining with clinical data. The dynamic properties and numerical simulation of the models will be studied. On macro view, the development of hepatitis B will be displayed; the trends will be predicted; the causes and key factors of the prevalence of hepatitis B will be analyzed; some optimal strategies for prevention and control hepatitis B will be sought. On micro view, the kinetics process of infecting, reproducing, releasing and clearing of HBV in humans will be found; the causes of multiple consequences after being infected with HBV will be explored; the efficacy of antiviral drugs will be assessed. The models can be widely used in clinical treatment of individual. On the one hand, the results of our research will enrich and promote the development of dynamics infection models and viral kinetic models, and the proposed theories and methods could be further extended to research other infection and application field. On the other hand, it is helpful to understand the pathogenesis of HBV from a point of mathematical medicine and choose a more effective treatment plan. This project could provide some theoretical and quantity bases to prevent and cure hepatitis B infection. Therefore, the study of this subject has important theoretical significance and practical value.

乙型肝炎是我国当前流行最为广泛、危害性最严重的一种疾病，如何预防和治疗乙肝一直是当今社会关注的焦点和重要的研究课题。本项目主要通过深入研究乙肝的传播规律、致病机理，结合临床数据，分别从宏观和微观层面建立数学模型模拟乙肝的动力学行为。通过对模型的数学分析和数值模拟，从宏观层面揭示乙肝的流行规律，预测其发展趋势，分析疾病流行的原因和关键因素，寻求最优的防控策略；从微观层面揭示乙肝病毒在人体内感染、复制、清除的动力学过程，探索人体被乙肝病毒感染后出现多种后果的原因，评估抗病毒药物的疗效，使模型能够广泛应用于指导临床治疗个体化等。我们的研究成果一方面将丰富并推动传染病和病毒动力学模型的发展，所提出的理论和方法可进一步推广到其他传染病的研究和应用领域；另一方面，可以使我们从数理医学角度把握乙肝的传播过程和发病机理，为人们制定防治决策提供理论基础和数量依据，具有重要的理论意义和实用价值。

乙型肝炎是我国当前流行最为广泛、危害性最严重的疾病之一，如何预防和治疗乙肝一直是当今社会关注的焦点和重要的研究课题。. 项目分别从宏观和微观两个层面对乙型肝炎的传播和乙肝病毒的动力学行为建立数学模型，对所建立的模型进行了数学分析和数值模拟。在宏观层面，建立了一个能够反映我国乙肝传播特点的，具有年龄结构的乙肝传播模型，并对模型进行了定性稳定性分析，得到了模型的基本再生数和无病平衡态、地方病平衡态存在和稳定的条件。在微观层面，分别从免疫反应时滞、感染年龄、乙肝合并丁型肝炎等侧重面建立了三个病毒动力学模型，并对模型进行了定性稳定性分析和数值模拟，得到了模型的基本再生数，各平衡点存在的阈值条件以及各平衡点稳定的条件。从理论上解释了乙肝慢性化转变与年龄有极大关系的主要原因是由于年幼者免疫系统不完善，免疫应答时间延迟造成的。此外，在项目的执行过程中，我们还建立并研究了其他相关的传染病模型，比如具有非线性接触率的次优免疫反应传染病模型，带有隔离措施的登革热传播模型和流行病——种群混合动力系统模型等。. 项目研究结果主要以论文形式呈现，公开发表学术论文6篇，其中SCI收录2篇。. 项目的研究成果一方面丰富并推动传染病和病毒动力学模型的发展，所提出的理论和方法可进一步推广到其他传染病的研究和应用领域；另一方面，可以使我们从数理医学角度把握乙肝的传播过程和发病机理，为人们制定防治乙肝的决策提供理论基础和数量依据，具有重要的理论意义和实用价值。