我国疟疾和登革热的动力学建模及优化控制策略研究

Malaria and dengue, these human acute infectious diseases with high incidence and fatality rate, are also transmitted through the bite of infected mosquito. Malaria is an infection parasitic disease which is transmitted by the female Anopheles mosquito. However, dengue is an infectious viral disease which is transmitted by the female Aedes mosquitoes. The purpose of this project is to establish some malaria and dengue dynamic models by combining malaria elimination and the prevention and control of dengue with the transmission mechanism of malaria and dengue, and evaluate the feasibility of malaria elimination and some control measures for dengue. The theoretical analysis and numerical simulations of the models are discussed. Parameters of models are estimated by using some statistical methods with the practical data, and then, the feasibility of malaria elimination work, the influence of imported cases, the dengue prevalence, the time and the scale of the peak etc, will be predicted. We will give the sensitivity analysis of each parameter, find the critical factors affecting dengue prevalence, and search for the optimal control of intervention measures, and these research can provide the theoretical and quantity basis for malaria eliminate and prevention and control for the spread of dengue. The research of the project has not only an important significance in terms of new theories and methods for epidemic models, but also direct application values for malaria elimination and dengue control.

疟疾和登革热都是经蚊媒传播引起的危害人体健康的急性传染病。疟疾是经按蚊传播的寄生虫传染病，而登革热是经伊蚊传播的病毒性传染病。本项目旨在从疟疾、登革热的病理与传播机制出发，结合我国疟疾消除中面临的挑战和登革热防治中的干预措施，建立我国疟疾、登革热的各种动态模型，对现有的疟疾消除工作和登革热的防控措施进行评价。对模型进行必要的理论分析和数值模拟。使用我国疟疾和登革热的各种实际数据，利用统计学方法进行参数估计，分析我国疟疾消除工作的可行性与输入性病例在疟疾消除中的影响，预测登革热的流行趋势、高峰到达的时间、高峰的规模、干预控制的有效时间等。对模型的各个参数进行敏感性分析，找出影响登革热流行的关键因素，寻求最优的干预控制措施，为疟疾消除和登革热的防治决策提供有力的理论和数量依据。本项目的研究不仅在发展传染病模型的新理论、新方法方面有重要意义，而且对消除疟疾和登革热控制有直接应用价值。

本项目旨在从疟疾、登革热的病理与传播机制出发，结合我国疟疾消除中面临的挑战和登革热防治中的干预措施，建立我国疟疾、登革热的各种动态模型，对现有的疟疾消除工作和登革热的防控措施进行评价。对模型进行必要的理论分析和数值模拟。使用我国疟疾和登革热的各种实际数据，利用统计学方法进行参数估计，计算两种蚊媒疾病传播基本再生数的近似值，进而估计疟疾的根除形势和登革热的流行状况，为疾控中心等相关部门预防和控制蚊媒疾病提供有力的理论依据。. 通过本项目的研究我们得到了一系列主要的研究结果：（1）我们研究了在疟疾传播过程中环境白噪声影响随机疟疾模型的动力学行为。估计了平均意义下随机解和相应的确定性模型的无病平衡点的距离，得到特殊情况下疾病灭绝的充分条件，证明了唯一遍历平稳分布的存在性。拟合了云南省的疟疾数据。（2）建立了一个登革热病毒在蚊虫体内垂直传播的确定性登革热模型包括幼蚊、成蚊和宿主。对该模型的动力学性质进行了细致的分析。拟合了广东省2014年登革热爆发的报告病例，通过模型各参数对基本再生数的敏感性分析寻求登革热流行的有效控制措施。（3）我们建立了蚊媒疾病基孔肯雅热传播中其病毒变异包含蚊子和宿主的数学模型。使用该模型拟合了2007年意大利爆发的数据，得到基本再生数的估计值R0=2.035.结果表明病毒突变在基孔肯雅传播中起着重要的作用，并且需要我们进一步更好的理解变异的机制。（4）研究了两类具有复发的SEIR传染病多组模型，一类包含两个无穷分布时滞，一类包含年龄结构。结论表明基本再生数可以完全决定模型的全局动力学性质。. 本项目发表科研论文 17 篇，在SCI收录期刊上发表 11 篇。协助培养了3名硕士研究生，项目组成员2人晋升为副教授，1人在站博士后，邀请了多位国内外知名专家讲学。派遣了多人参加多次学术会议。