A coupled evolutionary model of the viral virulence in an SIS community

毒力 进化动力学 传输(电信) 生物 病毒进化 适应(眼睛) 遗传学 进化生物学 计算机科学 基因组 基因 人口 电信 人口学 神经科学 社会学
作者
Qiutong Liu,Yanni Xiao
出处
期刊:Discrete and Continuous Dynamical Systems-series B [American Institute of Mathematical Sciences]
卷期号:28 (9): 5012-5036 被引量:1
标识
DOI:10.3934/dcdsb.2023051
摘要

The heterogeneity of viral virulence induced by virus evolution plays an essential role in shaping disease transmission dynamics. In this study, we propose a coupled model linking the evolutionary dynamics of viral virulence to transmission dynamics in order to investigate the influence of evolutionary dynamics on transmission dynamics. This modeling approach does realize a bidirectional couple, that is, the nested coupling from evolutionary dynamics to transmission dynamics via virulence-dependent transmission and disease-related mortality, and vice versa for the trait evolution model. We investigate the threshold dynamics and examine the global stability of the coupled system by formulating appropriate Lyapunov functions and employing the geometric approach. Further we rigorously prove that the mutant virus can invade and cause virulence substitution on extremely slow adaptive evolutionary speed, and the globally asymptotically stable virulence is the continuously stable strategy, which represents the final endpoint of the evolutionary process and maximizes the basic reproduction number of a rare mutant. We demonstrate that the speed of evolutionary adaptation will not qualitatively affect the asymptotical property of the coupled system but the peak levels of disease and virulence. Furthermore, considering viral evolution may cause disease persistence more likely, indicating that ignoring viral evolution may lead to an underestimation of disease infection.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ccm完成签到 ,获得积分10
刚刚
如意葶完成签到 ,获得积分10
刚刚
煲煲煲仔饭完成签到 ,获得积分10
5秒前
缓慢的听枫完成签到,获得积分10
6秒前
梅梅完成签到 ,获得积分10
10秒前
Dreammy完成签到,获得积分10
12秒前
孑然完成签到 ,获得积分10
13秒前
木木 12完成签到,获得积分10
13秒前
phymatstone完成签到 ,获得积分10
15秒前
Yonckham完成签到,获得积分10
16秒前
欢呼归尘完成签到,获得积分10
16秒前
Yivano完成签到 ,获得积分10
17秒前
美满的雁桃完成签到 ,获得积分10
26秒前
lyra1111完成签到,获得积分10
26秒前
初见完成签到 ,获得积分10
28秒前
d_fishier完成签到 ,获得积分10
29秒前
Dr-Luo完成签到 ,获得积分10
34秒前
yaomax完成签到 ,获得积分10
37秒前
无奈山雁完成签到 ,获得积分10
40秒前
豆豆完成签到 ,获得积分10
41秒前
sponge完成签到 ,获得积分10
44秒前
乌特拉完成签到 ,获得积分10
46秒前
丁上你了完成签到 ,获得积分10
50秒前
AM完成签到 ,获得积分10
51秒前
玛雅太阳神完成签到,获得积分10
54秒前
whuhustwit完成签到,获得积分10
54秒前
神经大侠完成签到,获得积分10
55秒前
yk完成签到 ,获得积分10
58秒前
飞翔的鸣完成签到,获得积分10
58秒前
新鲜楠瓜皮完成签到,获得积分10
58秒前
baa完成签到,获得积分10
1分钟前
调皮平蓝完成签到,获得积分10
1分钟前
猪鼓励完成签到,获得积分10
1分钟前
YAE完成签到 ,获得积分10
1分钟前
mrconli完成签到,获得积分10
1分钟前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
king07完成签到,获得积分10
1分钟前
落寞的幻竹完成签到,获得积分10
1分钟前
ldr888完成签到,获得积分10
1分钟前
好运加满完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7252936
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8875060
关于积分的说明 18734558
捐赠科研通 6933484
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199826
关于科研通互助平台的介绍 2374606
邀请新用户注册赠送积分活动 2174506