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具有无症状传播的反应扩散传染病模型的分析。 (英语) Zbl 1451.92287号

摘要:我们建立了一个在空间非均匀环境中演化流行病的动态模型。我们将该模型作为一个反应扩散偏微分方程系统进行分析,以预测疾病的爆发和时空传播。该模型同时具有无症状感染阶段和症状感染阶段,无症状和症状感染人群都分散在易感人群中。我们证明了解的存在性和一致有界性,并研究了它们的长期行为。我们将该模型的空间均匀版本应用于巴西当前的新型冠状病毒疫情。

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92天30分 流行病学
35K57型 反应扩散方程
92年第35季度 与生物、化学和其他自然科学相关的PDE
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参考文献:

[1] Arenas A,Cota W,Gómez-Gardeñes J等人,新型冠状病毒时空传播的数学模型,doi:10.1101/2020.03.21.20040022。
[2] Balcan,D,Goncalves,B,Hu,H,Ramasco,J,Colizza,V,Vespignani,A,《传染病空间传播建模:全球流行病和流动性计算模型》,计算机科学杂志1(3):132-1452010年。https://doi.org/10.1016/j.jocs.2010.07.002
[3] van den Driessche,P,《空间结构:斑块模型》,Brauer,F,van der Driessche,P,Wu,J(编辑),《数学流行病学》,Springer,纽约,第179-189页,2008年·Zbl 1162.92319号
[4] Pei S,Kandula S,Shaman J,干预时机对新型冠状病毒在美国传播的差异影响,doi:10.1101/2020.05.15.20103655。
[5] Eubank,S,Guclu,H,Anil Kumar,VS,Marathe,SM,Srinivasan,A,Toroczkai,Z,Wang,N,《模拟现实城市社交网络中的疾病爆发》,Nature429:180-1842004。
[6] Ferguson,NM,Cummings,D,Cauchemez,S,Fraser,C,Riley,S等人,《遏制东南亚新兴流感大流行的策略》,《自然》437:209-2142005。
[7] Merler,S,Ajelli,M,《人口异质性和人类流动性在大流行性流感传播中的作用》,皇家社会科学院学报B:生物科学277:557-5652010年。
[8] Capasso,V,扩散非线性确定性流行病模型的全局解,SIAM应用数学35:274-2841978·Zbl 0415.92018号
[9] Fitzgibbon,WE,Morgan,JJ,《水库支持的传染病传播的反应扩散模型分析》,Discr Cont Dyn Sys Ser B24:6329-63592019·Zbl 1428.35622号
[10] Fitzgibbon,W,Langlais,M,《生活在非一致空间域的宿主种群之间微小寄生虫传播的简单模型》,载于Magal,P,Ruan,S(编辑),《生物学和流行病学中的结构化种群模型》,第1936卷,柏林斯普林格,海德堡,第115-164页,2008年。
[11] Wu,J,《空间结构:偏微分方程模型》,《数学流行病学》,Brauer,F,van der Driessche,P,Wu,J(编辑),Springer,纽约,第191-203页,2008年·Zbl 1206.92029号
[12] Wu,JT,Leung,K,Leunng,GM,Nowcasting,预测2019-nCoV疫情在中国武汉的潜在国内和国际传播:建模研究,《柳叶刀》395:689-6972020。
[13] Magal,P,Webb,G,Wu,Y,流行病在地理环境中的空间传播:波多黎各的季节性流感疫情,Disc Conti Dyn Sys Ser B242019年。https://doi.org/10.3934/dcdsb.2019223 ·兹比尔1433.92060
[14] Hsu,SB,Hsieh,YH,关于无症状感染在传染病传播动力学中的作用,公牛数学生物学70:134-1552008·Zbl 1281.92060号
[15] Bai,Y,Yao,L,Wei,T,Tian,F,Jin,D,Chen,L,Wang,M,假定新冠肺炎无症状携带者传播,JAMA,2020年。https://doi.org/10.1001/jama.2020.2565
[16] Davies E,病毒能在体外存活多久,《科学焦点》,https://www.sciencefocus.com。
[17] Guan,W.et al.,2019年中国冠状病毒病的临床特征,新英格兰医学杂志,2020年。https://doi.org/10.1056/NEJMc2001468
[18] Mizumoto,K,Kagaya,K,Zarebski,A,Chowell,G,《估计钻石公主号游轮上2019年冠状病毒肺炎(COVID-19)病例的无症状比例》,日本横滨,2020年,欧洲监测25(10):pii=20001802020年。https://doi.org/10.2807/1560-7917
[19] Nishiura H,Kobayashi T,Miyama T等人,新型冠状病毒感染(COVID-19)无症状比率的估计,国际J感染D,doi:10.1016/J.ijid.2020.03.020。
[20] Patrozou,E,Mermel,L,流感传播是否发生于无症状感染或症状出现之前,公共卫生报告124(2):193-1962009。https://doi.org/10.1177/003335490912400205
[21] 邱杰,隐性冠状病毒感染可能引发新的疫情,《自然》杂志https://www.nature.com/articles/d41586-020-00822-x(2020).
[22] Rothe,C,Schunk,M,Sothmann,Pet al.,《2019-nCoV感染在德国无症状接触的传播》,《新英格兰医学杂志2020》。https://doi.org/10.1056/NEJMc2001468
[23] Wang C等人,中国武汉2019年冠状病毒病暴发的演变流行病学和非药物干预的影响,doi:10.1101/2020.03.03.20030593。
[24] Anastasopoulou C、Russo L、Tsakris A、Siettos C,基于数据的分析、建模和预测新型冠状病毒疫情,doi:10.1101/2020.02.11.20022186。
[25] Brand SPC、Aziza R、Kombe IK、Agoti CN等人,《2020年肯尼亚新型冠状病毒疫情规模预测》。
[26] 卡内基梅隆大学,数学模型显示,异质方法可能是减少新型冠状病毒肺炎死亡的最佳方法,梅隆科学学院,于2020年3月17日在线发布。
[27] Cori,A,Fraser,NM,Frasers,C,Cauchemez,S,估计流行病期间时变繁殖数量的新框架和软件,Amer J Epid178(9):1505-15122013。https://doi.org/10.1093/aje/kwt133
[28] Dorigatti I、Okell L、Cori A等人,伦敦帝国理工学院新冠肺炎应对小组,报告4:2019-新型冠状病毒(nCoV)的严重性,2020年2月10日。
[29] Ferguson NM、Laydon D、Nedjati-Gilani G等人,《非药物干预(NPI)对降低新型冠状病毒肺炎死亡率和医疗需求的影响》,帝国理工学院新型冠肺炎,2020年应对团队。
[30] Ferretti L、Wymant C、Kendall M等人,《量化SARS-CoV-2传播建议采用数字接触追踪科学进行疫情控制》,doi:10.1126/science.abb69362020。
[31] Hellewell,J,Abbott,S,Gimma,Aet al.,传染病数学模型COVID-19工作组,通过隔离病例和接触者控制COVID-20疫情的可行性,《柳叶刀全球健康》8:e488-e4962020。
[32] Kucharski AJ、Russell TW、Diamond C等人,《新型冠状病毒传播和控制的早期动力学:一项数学模型研究》,《柳叶刀感染性疾病2020》,3月11日在线发布,doi:10.1016/S1473-3099(20)30144-4。
[33] Liu,Z,Magal,P,Seydi,O,Webb,GF,了解2019-nCov疫情在中国武汉爆发的未报告病例,以及重大公共卫生干预的重要性,MPDI Biol9(3):2020年第50页。
[34] Liu,Z,Magal,P,Seydi,O,Webb,GF,从早期数据预测中国新冠肺炎疫情的累积病例数,数学生物科学工程17(4):3040-30512020·兹比尔1467.92215
[35] Liu,Z,Magal,P,Seydi,O,Webb,GF,A COVID-19潜伏期流行病模型,传染病模型5:323-3372020。
[36] Liu Z,Magal P,Seydi O,Webb GF,预测新型冠状病毒疫情的模型及其在韩国、意大利和西班牙的应用,SIAM News,2020年。
[37] Liu,Y,Yan,LM,Wan,L,轻度和重度冠状病毒肺炎病例的病毒动力学,柳叶刀感染性疾病S1473-309920:30232-302422020。
[38] Maier,BF,Brockmann,D,《有效遏制》解释了中国最近确诊的新型冠状病毒肺炎病例呈次指数级增长的原因,《科学2020》。https://doi.org/10.1126/science.abb4557 ·Zbl 1478.92209号
[39] Pellis L,Scarabel F,Stage HB等人,《控制新冠肺炎的挑战:干预措施效果的短倍增时间和长延迟》,arXiv:2004.00117[q-bio.PE]。
[40] Qun,L,Xuhua,G,Wu,P,新型冠状病毒感染性肺炎在中国武汉的早期传播动力学,N Eng J Med382:1199-12072020。
[41] Roosa,K,Lee,Y,Luo,Ret al.,2020年2月5日至2月24日中国新型冠状病毒464疫情的实时预测,传染病模型5:256-2632020。
[42] Roosa,K,Lee,Y,Luo,Ret al.,中国广东和浙江省新型冠状病毒疫情的短期预测:2020年2月13日至23日,临床医学杂志9(2):5962020。
[43] Verity R、Okell LC、Dorigatti I等人,《新型冠状病毒肺炎严重程度的估计》,medRxiv:2020.03.09.2003357。
[44] Zhao,S,Lin,Q,Ran,Jet al.,2019年至2020年中国新型冠状病毒(2019-nCoV)基本繁殖数的初步估计:疫情早期的数据驱动分析,国际传染病92:214-2172020。
[45] Zhou,T,Liu,Q,Yang,Zet al.,武汉新型冠状病毒2019-nCoV基本繁殖数的初步预测,J Evid Based Med13:3-72020。
[46] de Alcantara LRP,Silva L,de Alcantra AR等人,使用不同的流行病学模型模拟巴西的疫情动态,medRxiv:2020.4.29.20085100,doi:10.1101/2020.04.29.20085100。
[47] de Almeida GB,Vilches T,Ferreira C等人,《几个国家合一:巴西内陆新冠肺炎的数学建模分析》,medRxiv:2020.04.23.20077438。
[48] Bastos SB,Cajueiro DO,巴西新型冠状病毒疫情早期演变建模与预测,arXiv:2003.14288。
[49] Canabarro A、Tenorio E、Martins R等人,通过年龄结构建模和预测巴西不同干预策略下的卫生系统失效,对新型冠状病毒疫情进行数据驱动研究,medRxiv:2020.04.03.20052498。
[50] Castilho C,Gondim JAM,Marchesin M,Sabeti M,评估不同控制策略对冠状病毒(COVID-19)疫情的有效性,arXiv:2004.03539v1[q-bio.PE]·Zbl 1448.92124号
[51] Cotta RM、Naveira-Cotta CP、Magal P,参数识别和公共卫生措施对巴西新冠肺炎疫情演变的影响,medRxiv:2020.03.31.20049130。
[52] Crokidakis N,巴西新型冠状病毒演变的数据分析和建模,arXiv:2003.12150。
[53] Neto OP、Reis JC、Brizzi ACE等人,《巴西圣保罗的新冠肺炎数学模型重新开放场景》。
[54] Sales,JH,流行病冠状病毒数学模型,国际肝病研究科技72(2):1-52020。
[55] Savi P,Savi MA,Borges B,2019年冠状病毒病(COVID-19)动力学的数学描述:巴西的案例研究,http://arxiv.org/abs/2004.03495。
[56] Schulz RA、Coimbra-Araújo CH、Costiche SW、COVID-19:研究巴西污染演变的模型,arXiv:2003.13932。
[57] Vasconcelos GL、Macído AMS、Ospina Rl等人,《建模新型冠状病毒肺炎的死亡率曲线和干预策略的有效性》,medRxiv:2020.04.02.20051557。
[58] van den Driessche,P,Watmough,J,疾病传播分区模型的生殖数和亚阈值地方病平衡,数学生物180:29-482002·Zbl 1015.92036号
[59] Pazy,A,线性算子半群及其应用,Springer Verlag,柏林,1983年·Zbl 0516.47023号
[60] 疾病控制与预防中心建议流感样疾病患者远离他人的时间,https://www.cdc.gov/h1n1flu/guidance/exclusion.htm。
[61] Hyman,JM,Li,J,Stanley,EA,《HIV传播的差异传染性和阶段性进展模型》,Math Biosci155:77-1091999·Zbl 0942.92030号
[62] 陈仕,石军,异质环境中疫情传播的基本繁殖数渐近分布,arXiv:1909.10107·Zbl 1442.35467号
[63] Parrish,C,Holmes,E,Morens,Detal.,《交叉特异性病毒传播和新流行疾病的出现》,《微生物分子生物学评论》72:457-4702008。
[64] 2019年冠状病毒病疾病控制与预防中心(COVID-19),https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/about/index.html。
[65] 新泽西州贝利,《流行病的数学理论》,查尔斯·格里芬公司,伦敦,1957年。
[66] Fitzgibbon,W,Langlais,M,Morgan,J,非一致空间域上的反应扩散系统,模拟两个宿主种群之间的疾病循环,J Diff Int Eq17:781-802,2004·Zbl 1150.35448号
[67] Fitzgibbon,W,Langlais,M,Morgan,J,疾病直接和间接传播的反应扩散系统建模,离散控制动力学系统4:893-9102004·Zbl 1058.35106号
[68] Diekmann,O,Heesterbeek,JAP,Metz,JAJ,关于异质人群传染病模型中基本繁殖率R0的定义和计算,数学生物学杂志28:365-3821990·Zbl 0726.92018号
[69] Coddington,Earl A,Levinson,N,《常微分方程理论》,McGraw-Hill,1955年·Zbl 0064.33002号
[70] Smoller,J,《冲击波和反应方程》,Springer Verlag出版社,纽约,1983年·Zbl 0508.35002号
[71] Hollis,S,Martin,R,Pierre,M,反应扩散系统中的全局存在性和有界性,SIAM J数学分析18:744-7611987·Zbl 0655.35045号
[72] Morgan,J,半线性抛物方程组的整体存在性,SIAM数学分析杂志20:1128-11441989·Zbl 0692.35055号
[73] Morgan,J,《反应扩散系统的边界和衰变》,SIAM数学杂志21:1172-11841990年·兹比尔0723.35039
[74] Ladyzhenskaya OA,Solonnikov VA,Uralceva NN,抛物线型线性和拟线性方程组,翻译AMS 23,普罗维登斯,RI,1968·Zbl 0174.15403号
[75] Li R,Pei S,Chen B et al.,实质性无证感染促进新型冠状病毒(SARS-CoV2)的快速传播,Science,doi:10.1126/Science.abb3221。
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