基于气温影响的肾综合征出血热传播动力学模型研究

Hemorrhagic fever with renal syndrome(HFRS) is an infectious disease infecting both human beings and mouse, which is caused by different species of hantavirus. It will cause multiple organs damage and dysfunction. It is the most serious disease in china compared to other countries, the annual incidence is from 10,000-50,000. The spread of it will be influenced by many factors such as temperature, rats' diffusion, etc. At present, there rarely is any result on the propagation mechanism and epidemic regularity of HFRS, and any research on prevention and emergency control extreme climate conditions of emergency under extreme weather conditions. It is exactly what this project will focus on, which including: the propagation mechanism of HFRS transmission model influenced by temperature, the propagation regularity of HFRS transmission under multi-viral cross infections in human and rats, the propagation regularity of HFRS transmission based on reaction-diffusion equation. We will establish the HFRS models and analyze the dynamical behavior of these models; Combing with real data in China and climate change in a specific area, using the method of evaluating parameter and optimization, we can apply the gained achievement to predict the discipline of HFRS transmission in China, evaluate the influences of different control strategies on the disease and find out the optimal strategy. The findings of this project will fill the gap on this topic both in China and abroad and the supposed results will be able to provide theoretical basis for HFRS control.

肾综合征出血热(简称HFRS)是由布尼亚病毒科汉坦病毒属中不同型病毒引起的一种人鼠共患传染病，会造成机体多脏器损害和功能障碍。我国是世界上HFRS发病最严重的国家，年发病数1-5万左右. 它的流行会受到气温及鼠类扩散等多种因素的影响。目前，对该类传染病的传播机制和流行规律，以及极端气候条件下的应急防控研究还很少。为此，本项目主要针对以上问题开展研究，主要包括：基于气温影响的鼠间HFRS传播机制、在多种病毒交叉感染下人鼠HFRS传播规律、基于反应-扩散方程的人鼠HFRS传播规律，建立HFRS的传播模型，分析模型的动力学性态；同时结合中国HFRS统计数据及特定区域的气候变化，利用统计学方法对模型参数进行估计与假设检验，预测中国HFRS流行规律和发展趋势，评估各种因素对HFRS传播的影响。本项目的研究不仅可以填补HFRS的空白，还可以对HFRS在气温影响下的防控策略提供科学的理论依据。

肾综合征出血热（HFRS）是由某些鼠类携带传播的汉坦病毒属中不同类型的病毒引起的一类自然疫源性疾病。该病以鼠类为主要传染源，不仅可以在鼠类之间传播，同时经由鼠类传染给人。中国是世界上HFRS发病最严重的国家，发病人数为世界第一位。针对该病的研究，目前国内集中在数值模拟和大量数据统计学分析方面。通过建立数学模型结合数据分析研究疫情发展以及如何控制并不多见，尤其是基于气温影响或考虑鼠类扩散影响下病毒在鼠间的传播。. 首先，通过分析国内一些省份人感染汉坦病毒的病例数，以吉林省和福建省病例数为参考，建立了基于汉坦病毒传播机制的汉坦病毒人鼠耦合传播模型，人鼠耦合模型由于可以借助人感染的实际病例数对模型进行模拟验证等，所以在分析了模型的无病平衡点和地方病平衡点的稳定性之后，还结合吉林和福建的实际病例数，通过统计方法给出了模型的参数估计，进一步分析导致这两个地区的病例数出现大的差异的原因并给出合理的控制疫情建议；其次，由于鼠类排放在环境中的病毒存活时间会受到气温的影响，进而对汉坦病毒的传播产生一定的影响，因此建立了基于气温影响的汉坦病毒传播模型，给出了模型的一些基本动力学分析；鉴于鼠类会有小范围内活动的特性，因此建立了汉坦病毒在鼠间传播的扩散模型，通过上下解方法结合不动点定理，以及构造李雅普诺夫得到了模型行波解的存在性以及不存在性研究；最后，在前面扩散模型的基础上，考虑了间接传播影响下汉坦病毒扩散模型，该模型中由于环境中的病毒不具有扩散性，所以建立了鼠类扩散而环境项不带扩散的传播模型，通过上下解方法结合不动点定理，借助MATLAB软件，给出了行波解的存在性结论。