新疆布鲁氏菌病传播机理的动力学模型和疾病预防控制研究

Brucellosis or Mediterranean remittent fever is a zoonotic systemic infection disease caused by Brucella. The disease mainly happens in agricultural and pastoral areas. It is a serious endemic disease which impacts on both the health of human and animal husbandry production in Xinjiang. This project aims to establish and study the dynamical model of brucellosis in Xinjiang. By investigating the propagation mechanism of brucellosis in Xinjiang, dynamic mathematical model is established to simulate the spread of brucellosis. The dynamical behavior of the model, including the threshold condition, the existence , uniqueness and global stability of disease-free equilibrium and endemic equilibrium, the existence and global stability of periodic solution, the permanence and extinction etc. will be investigated. At the same time, we will study the influence of manual intervention to the spread of disease. Xinjiang is a multiple area of the infectious disease, combining the incidence data in recent years with brucellosis, we can estimate the parameters in the model and then calculate the basic reproduction number of communication of brucellosis in Xinjiang , which can estimate the prevalence of the disease in Xinjiang. Finally, we can provide effective method and theory basis for reasonable preventive measures to disease control department.

布鲁氏菌病或称地中海弛张热是由布鲁氏菌引起的人畜共患性全身传染病，此病多发于农牧区，是新疆一种严重影响人类健康和畜牧业生产的地方病之一。本项目旨在建立并研究新疆地区布鲁氏菌病传播的动力学模型。通过研究新疆地区布鲁氏菌病的传播机理，建立模拟布鲁氏菌病传播的动力学数学模型。研究模型的阈值条件、无病平衡点和地方病平衡点的存在性、唯一性和全局稳定性、周期解的存在性和稳定性、疾病的持久和灭绝等动力学行为。同时，考察人为干预对疾病传播的影响。新疆是该传染病的多发地区，结合近几年布鲁氏菌病的实际发病数据，对模型的参数进行估计，计算新疆地区布鲁氏菌病的传播的基本再生数，进而可以预估新疆该疾病的流行状况，为疾控部门采取合理预防措施提供切实有效的方法和理论依据。

布氏杆菌病是一种严重的公共卫生问题；在中国，有五大牧区布鲁氏菌病感染区，分别位于内蒙古，新疆，西藏，青海和宁夏，据中国统计年鉴，新发人间布鲁氏菌病的数量 在2012，2013，和2014三年的数据分别为， 39151（2.93 / 100000），43468（3.21 / 100000），及57222（4.22 / 100000）。根据新疆统计年鉴新发人间布鲁氏菌病例分别为，2012年2335例（9.80／100000），2013年4095例（17.51／100000）及2014年7358例（33.02／100000）。我们可以从新公布的数据推断在中国和新疆人间布病病例，布氏杆菌病变得越来越严重。中国从2010到2014新人间布病病例累计数达到211515。巴音郭楞蒙古自治州位于新疆东南部，其中布氏杆菌病每年都有发生感染。根据巴音郭楞蒙古自治州每个季度新发人类的急性布病疫情上报数据，我们提出了SEIV模型，该模型具有周期传播率，同时考虑人畜感染的动力学行为。依据MAPE and RMSPE准则，我们所建立的模型和数据拟合程度较好，研究结果表明，新发人类的急性布氏杆菌病的数量不断增加，我们预测峰值15325 [ 95%可信区间：11920–18242 ]将出现在2023的夏天。我们也估计基本再生数R0 = 2.5524[95% CI: 2.5129–2.6225]，并进行一些敏感性分析，新发人类的急性布氏杆菌病病例和基本再生数依赖于模型的相关参数。我们的研究表明即减少绵羊/牛的出生数，提高受感染绵羊/牛的屠宰率，提高接种率易感羊/牛，降低疫苗的损失率是控制布病疫情有效策略