×

具有病毒-细胞感染、细胞-细胞传播、免疫反应和分布延迟的一般随机HIV模型的动态行为。 (英语) Zbl 07741970号

摘要:在本文中,我们构建了一个具有病毒-细胞感染、细胞-细胞传播、CTL免疫反应和参数扰动的四维延迟HIV感染模型。通过代换,四维时滞随机微分方程可以转化为退化的八维随机微分方程。严格地得到了系统整体正解的存在性。通过构造适当的Lyapunov函数,当随机再生数为{R} _0(0)^s \)大于1。最后,我们研究了噪声水平和单元间传输对模型动态行为的影响。我们的模型是现有随机病毒感染模型的一般模型,理论结果改进和推广了现有结论。

MSC公司:

60 H10型 随机常微分方程(随机分析方面)
92天30分 流行病学
37华氏30 随机和随机动力系统的稳定性理论
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Britton,T.,《随机流行病模型:调查》,数学。生物科学。,225, 1, 24-35 (2010) ·Zbl 1188.92031号 ·doi:10.1016/j.mbs.2010.01.006
[2] 蔡,Y。;焦,J。;桂,Z。;刘,Y。;Wang,W.,随机流行病模型中的环境变异性,应用。数学。计算。,329, 210-226 (2018) ·Zbl 1427.34073号
[3] 蔡,Y。;Li,J.等人。;Kang,Y。;王凯。;Wang,W.,《人类活动对流感传播的波动影响》,J.Frankl。I.,357,13,8899-8924(2020)·Zbl 1448.92281号 ·doi:10.1016/j.jfranklin.2020.07.002
[4] 陈,SS;程,CY;Takeuchi,Y.,《病毒和细胞感染延迟宿主内病毒动力学的稳定性分析》,J.Math。分析。申请。,442, 642-672 (2016) ·Zbl 1341.92040号 ·doi:10.1016/j.jmaa.2016.05.003
[5] 卡尔肖,RV;Ruan,SG,CD(4^+)T细胞HIV感染的延迟微分方程模型,数学。生物科学。,165, 27-39 (2000) ·兹比尔0981.92009 ·doi:10.1016/S0025-5564(00)00006-7
[6] 达拉,N。;Greenhalgh,D。;Mao,X.,HIV内部动力学的随机模型,数学杂志。分析。申请。,341, 1084-1101 (2008) ·Zbl 1132.92015年 ·doi:10.1016/j.jmaa.2007.11.005
[7] 邓,J。;Shu,H。;Wang,L。;Wang,XS,《免疫反应的病毒动力学:分布延迟和Filippov抗逆转录病毒治疗的影响》,J.Math。生物,86,3,37(2023)·Zbl 1507.92090号 ·文件编号:10.1007/s00285-023-01869-w
[8] 冯·T。;邱,Z。;X孟。;Rong,L.,带有退化扩散的随机HIV-1感染模型分析,应用。数学。计算。,348, 437-455 (2019) ·Zbl 1428.92106号
[9] 郭,T。;邱,Z。;Rong,L.,《免疫应答和细胞间传播HIV模型分析》,公牛。马来人。数学。科学。社会学,43,581-607(2020)·兹比尔1442.92165 ·doi:10.1007/s40840-018-0699-5
[10] Hattaf,K.,非奇异核分数阶导数的新广义定义,计算,8,2,49(2020)·doi:10.3390/computation8020049
[11] Hattaf,K.,具有多延迟和体液免疫的广义病毒感染模型的全局稳定性和Hopf分支,Physica a Stat.Mech。申请。,545 (2020) ·doi:10.1016/j.physa.2019.123689
[12] Hattaf,K.,关于分数阶微分方程的稳定性和数值格式及其在生物学中的应用,计算,10,6,97(2022)·doi:10.3390/计算10060097
[13] 哈塔夫,K。;Yousfi,N.,《HIV感染中适应性免疫和两种传播模式的建模》,计算,6,2,37(2018)·doi:10.3390/计算6020037
[14] He,S。;唐,S。;蔡,Y。;Wang,W。;Rong,L.,《与季节性空气污染耦合的随机流行病模型:分析和数据拟合》,Stoch。环境。风险A研究,34,2245-2257(2020)·doi:10.1007/s00477-020-01856-3
[15] 赫兹,AV;Bonhoeffer,S。;安德森,RM;5月,RM;Nowak,MA,《体内病毒动力学:细胞内延迟和病毒衰变估计的局限性》,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,93,7247-7251(1996)·doi:10.1073/pnas.93.14.7247
[16] Higham,DJ,随机微分方程数值模拟的算法介绍,SIAM Rev.,43,3525-546(2001)·Zbl 0979.65007号 ·doi:10.1137/S0036144500378302
[17] 岩米,S。;竹内,JS;中冈,S。;Mammano,F。;Clavel,F。;Inaba,H。;小林,T。;Misawa,N。;Aihara,K。;小柳木,Y。;Sato,K.,艾滋病毒的细胞对细胞感染占病毒感染的一半以上,Elife,4岁(2015年)·doi:10.7554/eLife.08150
[18] Khasminskii,R.,微分方程的随机稳定性(1980),Alphen aan den Rijn:Sijthoff&Noordhoff,Alphen-aan den-Rijn·Zbl 0855.93090号 ·doi:10.1007/978-94-009-9121-7
[19] 荷兰科马洛娃;Wodarz,D.,突触传播中的病毒动力学,数学。生物科学。,242, 2, 161-171 (2013) ·Zbl 1261.92034号 ·doi:10.1016/j.mbs.2013.01.003
[20] 赖,X。;Zou,X.,《利用病毒-细胞感染和细胞-细胞传播模拟HIV-1病毒动力学》,SIAM J.Appl。数学。,74, 898-917 (2014) ·Zbl 1304.34139号 ·数字对象标识代码:10.1137/130930145
[21] 兰·G。;袁,S。;Song,B.,《医院资源和环境扰动对SIRS模型动力学的影响》,J.Frankl。一、358、4、2405-2433(2021)·Zbl 1459.92133号 ·doi:10.1016/j.jfranklin.2021.01.015
[22] Liu,Q.,带有细胞间传播和Ornstein-Uhlenbeck过程的随机HIV模型分析,J.Math。物理。,64, 1 (2023) ·Zbl 1511.92079号 ·doi:10.1063/5.0127775
[23] 刘,Q。;江,D。;Hayat,T。;Alsadei,A.,具有分布延迟和逻辑增长的随机HIV-1感染模型的平稳分布和灭绝,非线性科学杂志。,30, 1, 369-395 (2020) ·Zbl 1435.34084号 ·数字对象标识代码:10.1007/s00332-019-09576-x
[24] 麦克唐纳,N.,《生物模型中的时间延迟》(1978),海德堡:斯普林弗拉格,海德伯格·Zbl 0403.92020年 ·doi:10.1007/978-3-642-93107-9
[25] AJ麦克迈克尔;Rowland Jones,SL,《HIV的细胞免疫反应》,《自然》,410、6831、980-987(2001)·doi:10.1038/35073658
[26] Mao,X.,《随机微分方程及其应用》(2008),奇切斯特:霍伍德·doi:10.1533/9780857099402
[27] 毛,X。;马里恩,G。;Renshaw,E.,《环境布朗噪声抑制人口动态中的爆炸》,斯托克。程序。申请。,97, 1, 95-110 (2002) ·Zbl 1058.60046号 ·doi:10.1016/S0304-4149(01)00126-0
[28] McCune,JM,《HIV疾病中CD(4^+)T细胞耗竭的动力学》,《自然》,410,6831,974-979(2001)·doi:10.1038/35073648
[29] Merwaiss,F。;Czibener,C。;Alvarez,DE,细胞间传播是支持牛病毒性腹泻病毒在细胞培养中传播的主要机制,J.Virol。,93、3、e01776-18(2019)·doi:10.1128/JVI.01776-18
[30] JE米特勒;苏尔寿B。;澳大利亚纽曼;Perelson,AS,延迟病毒产生对HIV-1感染患者病毒动力学的影响,数学。生物科学。,152, 143-163 (1998) ·Zbl 0946.92011号 ·doi:10.1016/S0025-5564(98)10027-5
[31] 尼尔森,普华永道;JD穆雷;Perelson,AS,HIV-1发病机制模型,包括细胞内延迟,数学。生物科学。,163, 201-215 (2000) ·Zbl 0942.92017号 ·doi:10.1016/S0025-5564(99)00055-3
[32] Nicoleta,T.,利用病毒到细胞和细胞到细胞传播的艾滋病毒感染时滞药物治疗模型,J.Appl。数学。计算。,59, 677-691 (2019) ·Zbl 1422.34244号 ·doi:10.1007/s12190-018-1196-6
[33] 马萨诸塞州诺瓦克;Bangham,C.,持久性病毒免疫反应的群体动力学,《科学》,27274-79(1996)·doi:10.1126/science.272.5258.74
[34] Nowak,M.,May,R.M.:《病毒动力学:免疫学和病毒学数学原理:免疫学与病毒学的数学原理》。牛津大学出版社(2000)·Zbl 1101.92028号
[35] 奥科伊,AA;Picker,LJ,HIV感染中CD\(4^+\)T细胞耗竭:免疫衰竭的机制,免疫学。版次:254、1、54-64(2013)·doi:10.1111/imr.12066
[36] 佩雷尔森,AS;Nelson,PW,体内HIV-1动力学的数学分析,SIAM Rev.,41,3-44(1999)·Zbl 1078.92502号 ·doi:10.1137/S0036144598335107
[37] Perelson,A。;Neumann,A.,HIV-1体内动力学:病毒清除率、感染细胞寿命和病毒生成时间,《科学》,2711582-1586(1996)·doi:10.1126/science.271.5255.1582
[38] Qesmi,R。;Hammoumi,A.,HIV发病机制的随机延迟模型与潜在水库的重新激活,混沌孤子分形,132(2020)·Zbl 1434.92019年 ·doi:10.1016/j.chaos.2019.109594
[39] 齐,H。;Meng,X.,HIV的数学建模、分析和数值模拟:随机环境波动对动力学的影响,数学。计算。模拟。,187, 700-719 (2021) ·兹比尔07428980 ·doi:10.1016/j.matcom.2021.03.027
[40] Rouzine,IM;Razooky,理学学士;Weinberger,LS,HIV的随机变异影响病毒根除,Proc。国家。阿卡德。科学。,111, 37, 13251-13252 (2014) ·doi:10.1073/pnas.1413362111
[41] Shu,H。;陈,Y。;Wang,L.,无细胞和细胞间感染模式对病毒动力学的影响,J.Dyn。不同。等于。,30, 1817-1836 (2018) ·Zbl 1401.37097号 ·doi:10.1007/s10884-017-9622-2
[42] 西格尔,A。;Kim,JT;Balazs,AB;德克尔,E。;A.梅奥。;米洛·R。;巴尔的摩,D.,《自然》,477736295-98(2011)·doi:10.1038/nature10347
[43] 辛格,A。;拉祖基,B。;考克斯,CD;辛普森,ML;Weinberger,LS,HIV-1启动子的转录突变是HIV-1基因表达随机噪声的重要来源,Biophys。J.,98,8,L32-L34(2010)·doi:10.1016/j.bpj.2010.03.001
[44] 苏里索,M。;Sol-Foulon,N。;Porrot,F。;布兰切特,F。;Schwartz,O.,《人体免疫缺陷病毒在移动淋巴细胞中的高效复制》,J.Virol。,81, 2, 1000-1012 (2007) ·doi:10.1128/JVI.01629-06
[45] 塔克韦尔,HC;Le Corfec,E.,早期HIV-1种群动态的随机模型,J.Theor。《生物学》,195,451-463(1998)·doi:10.1006/jtbi.1998.0806
[46] Wang,Y。;周,Y。;布劳尔,F。;Heffernan,JM,结合抗逆转录病毒治疗的CTL免疫反应病毒动力学模型,J.Math。《生物学》,67,901-934(2013)·兹比尔1279.34059 ·doi:10.1007/s00285-012-0580-3
[47] Wang,J。;郭,M。;刘,X。;Zhao,Z.,具有细胞间传播、细胞介导免疫反应和分布延迟的HIV-1病毒模型的阈值动力学,应用。数学。计算。,291, 149-161 (2016) ·Zbl 1410.92138号
[48] Wang,Y。;江,D。;Hayat,T。;Alsaedi,A.,具有一般非线性发病率和随机扰动的HIV模型的平稳分布,J.Frankl。I.、356、12、6610-6637(2019)·Zbl 1416.92173号 ·doi:10.1016/j.jfranklin.2019.06.035
[49] Wang,Y。;赵,T。;Liu,J.,带有细胞对细胞感染、CTL免疫反应和分布延迟的HIV随机模型的病毒动力学,数学。Biosci公司。工程,16,6,7126-7154(2019)·Zbl 1470.92091号 ·doi:10.3934/mbe.2019358年
[50] Wang,Y。;刘杰。;张,X。;Heffernan,JM,《带有细胞对细胞感染、B细胞免疫反应和分布延迟的HIV随机模型》,J.Math。生物,86,3,35(2023)·Zbl 1505.92125号 ·doi:10.1007/s00285-022-01863-8
[51] Wodarz,D。;克莱纳曼,P。;Nowak,MA,细胞毒性T淋巴细胞耗竭动力学,Proc。R.Soc.B生物。科学。,265, 1392, 191-203 (1998) ·doi:10.1098/rspb.1998.0282
[52] 徐,J。;Zhou,Y.,具有细胞间传播和免疫反应延迟的HIV-1感染模型的分叉分析,数学。Biosci公司。工程,13,343-367(2017)·Zbl 1410.34258号 ·doi:10.3934/mbe.2015006年
[53] Yang,Y。;邹,L。;Ruan,S.,具有病毒到细胞和细胞到细胞传播的延迟宿主内病毒感染模型的全局动力学,数学。生物科学。,270, 183-191 (2015) ·Zbl 1331.34160号 ·doi:10.1016/j.mbs.2015.05.001
[54] Zhao,Y。;袁,S。;Ma,J.,污染环境中三种物种随机竞争模型的生存和平稳分布分析,Bull。数学。生物学,77,1285-1326(2015)·Zbl 1335.92087号 ·doi:10.1007/s11538-015-0086-4
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。