鄱阳湖区血吸虫病动力学模型与防治评测研究

Schistosomiasis, a snail-mediated helminthiasis, is one of the most prevalent parasitic diseases in the tropical and subtropical regions. The marshland area in Poyang Lake is one of the most serious schistosomiasis-infected areas in China. It is of great theoretical and practical significance to quantitatively study the prevalence characteriistics of schistosomiasis in the region of Poyang Lake and evaluate the efficiency of control strategies. The proposed project is aimed: 1) to set up a corresponding mathematical model (including continuous, functional, impulsive and stochastic differential models) with the theory of dynamical systems and impulse control, and to study the dynamical behaviors and various theoretical threshold based on the status and characteristics of the transmission of schistosomiasis in the region of Poyang Lake; 2) to predict prevalence variation characteristics of schistosomiasis in Poyang Lake, estimate the various thresholds, and provide a theoretical basis for the development and evaluation of control strategies and data reference via statistical methods in combination with a model of computer numerical simulation and parameter fitting so that the composite key parameter values can be obtained. The specific programs include:.1) Barbour and Macdonald dual-host and multi-host schistosomiasis models;.2) the effect of time delay on the spread of schistosomiasis;.3）the effect of impulsive stochastic interference on the spread of schistosomiasis;.4) the evaluation of schistosomiasis prevention and control strategies.

血吸虫病是一种以螺为媒介的广泛流行于热带和亚热带地区的寄生虫病。鄱阳湖洲滩地区是我国血吸虫病流行最严重的疫区之一，因此定量研究鄱阳湖区血吸虫病的流行规律并评测防治措施的有效性具有很强的现实指导意义。本项目将分两个部分展开：第一，根据鄱阳湖区血吸虫病流行的现状与特点，建立相应的数学模型（包括连续、泛函、脉冲、随机微分动力学模型），运用动力系统的理论与脉冲控制理论，研究系统的动力学性质及各种理论阈值；第二，运用统计方法，结合模型进行计算机数值模拟与参数拟合，获取关键的复合参数值，预测鄱阳湖湖区血吸虫病流行的变化规律，估算各种阈值，为制定和评测防治策略提供理论依据和数据参考。具体研究内容包括四部分：.1）Barbour与 Macdonald双宿主、多宿主血吸虫病模型； .2）时滞对血吸虫病流行的影响； .3）随机脉冲干扰对血吸虫病传播的影响；.4）血吸虫病防控措施的综合评测。

鄱阳湖洲滩地区是我国血吸虫病流行最严重的疫区之一，目前主要采用药物灭螺、环境改造、化疗、宣传教育等综合防治策略。因此定量研究鄱阳湖区血吸虫病的流行规律并评测防治措施的有效性具有很强的现实指导意义。本项目在资助期内，对血吸虫病、植物病和其它媒介传染病动力学模型进行了研究。.在血吸虫病动力学模型方面，分别对Barbour与Macdonald单、双宿主血吸虫病模型、时滞模型、扩散模型、随机模型和其它自治模型、非自治模型等进行了比较细致的研究；理论方面给出了一般非自治脉冲传染病系统的基本再生数的定义与数值计算方法；计算得到各类模型的基本再生数，得到了控制疾病流行与否的阈值条件；建立了无病平衡点（周期解）和地方病平衡点（周期解）的稳定性；以及血吸虫病流行和灭绝的判别准则；并讨论了分支发生的条件。理论成果应用于星子县血吸虫病疫区，得到了白鹿、蓼南、温泉3个乡镇的基本再生数，评估了现行实施策略的效果。.在植物病动力学模型方面，分别对柑橘黄龙病治理模型、具有交叉保护的植物病模型以及非自治植物病模型进行了研究，讨论了模型的动力学行为，包括解的存在性、稳定性、系统的持久性，以及相应结论在柑橘黄龙病控制中的应用。.在其它媒介传染病动力学模型方面，主要对肝吸虫病和水媒传染病进行了研究，分析了所建模型的各种动力学性质，包括平衡点（周期解）的存在性、稳定性，系统的持续生存与灭绝，并针对广东佛山肝吸虫病的实际情况提出了相应的控制措施。.本项目所得研究成果丰富了媒介传染病数学模型的理论，具有较高的理论意义和实际应用价值，许多成果具有一定的创新性，为后续研究工作提供了很好的研究基础。.