Multistage spatial model for informing release of Wolbachia-infected mosquitoes as disease control
Department of Mathematics, University of Texas at San Antonio（德克萨斯大学圣安东尼奥分校数学系）
本研究构建了纳入蚊子生命阶段与空间异质性的Wolbachia传播偏微分方程模型，提出“临界气泡”阈值，量化了阈值与感染波速度的影响因素，并通过数值模拟给出了优化的Wolbachia感染蚊子释放策略。
2024-11-27 q-bio.PE
Household scale Wolbachia release strategies for effective dengue control
本研究将单家庭Wolbachia蚊子侵入随机模型扩展至连通家庭社区，通过Gillespie算法模拟发现家庭规模释放可促进Wolbachia蚊子快速扩散，频繁足量释放时单个家庭即可保护整个社区，为登革热防控提供策略参考。
2025-07-31 q-bio.PE
The Impact of Egg Quiescence on the Efficacy of Wolbachia-Infected Mosquito Releases for Arbovirus Control
本文提出常微分模型研究卵休眠对释放Wolbachia感染蚊子控制虫媒病毒的影响，发现休眠会降低感染蚊子适应度并增加释放所需数量，从而危及该策略在高休眠率地区的实施效果。
2025-07-16 q-bio.PE
Analysis of a household-scale model for the invasion of Wolbachia into a resident mosquito population
本文构建连续时间Markov家庭尺度随机模型，分析Wolbachia在埃及伊蚊小种群中的入侵阈值、成功概率与回复风险，发现确定性最小释放量在随机模型中仅约20%成功，需显著增加释放量才能达到90%成功率。
2025-02-18 math.PR q-bio.PE
Wolbachia infection in a sex-structured mosquito population carrying West Nile virus
Wolbachia可能是研究最多的节肢动物物种的生殖寄生虫。它似乎是一个有前途的候选人，为一些蚊媒疾病的生物防治。我们首先建立了一个沃尔巴克氏体感染蚊子种群的性别结构模型。我们的模型结合了沃尔巴克氏体感染的关键影响，包括细胞质不相容性和男性死亡。我们还考虑到生殖输出减少、不完全的母体传播以及未感染/感染的男性/女性个体的不同死亡率的可能性。我们研究平衡点的存在性和局部稳定性，包括生物相关的和有趣的边界平衡点。对于一些生物学相关的参数方案，可能存在多个共存稳定状态，非常重要的是，包括其中沃尔巴克氏体感染个体占主导地位的共存稳定状态。我们还扩展了模型，将西尼罗河病毒（WNV）的动态，使用SEI建模方法。最近的证据表明，一个特定的菌株沃尔巴克氏体感染显着减少埃及伊蚊的WNV复制。我们通过增加沃尔巴克氏体感染的雌性蚊子在暴露于WNV的隔间中花费的时间来对此进行建模。计算WNV感染的基本再生数$R_0$。我们的研究结果表明，如果蚊子种群主要由沃尔巴克氏体感染的个体组成，如果沃尔巴克氏体感染的个体中的WNV复制充分减少，则可能根除WNV。
2017-01-12 math.CA q-bio.PE
Modeling spatial waves of Wolbachia invasion for controlling mosquito-borne diseases
University of Texas at San Antonio（圣安东尼奥德克萨斯大学）；Tulane University（杜兰大学）
本研究构建反应扩散型偏微分方程模型，刻画Wolbachia蚊媒感染入侵的“临界气泡”阈值与行波特性，量化参数影响，为蚊媒疾病防控的感染蚊释放策略设计提供依据。
2021-08-24 q-bio.PE
Travelling Waves in Wolbachia Spread Dynamics
University of Texas at San Antonio（德克萨斯大学圣安东尼奥分校）；Trinity University（三一大学）
本文提出了一种积分差分方程模型，研究沃尔bachia在异质景观中的传播动态，通过分析行波和临界气泡揭示扩散机制对传播的影响，为高效媒介控制提供理论支持。
2026-01-24 math.DS q-bio.PE
Improving Wolbachia-Based Control Programs in Urban Settings: Insights from Spatial Modeling
本文建立偏微分方程空间模型，模拟城市环境中 Wolbachia 感染蚊子的定殖过程，并提出考虑释放规模与杀虫剂约束的优化策略。
2025-03-15 cs.NA math.NA q-bio.PE
Modelling \textit{Aedes albopictus} management, incorporating immigration and bi-directional \textit{Wolbachia} interactions
本文针对白纹伊蚊控制建模了双向 IIT 策略，结合迁移和细胞质不兼容性衰减，发现双向 IIT 在低迁移量下可逆，并比较了不同释放策略的成本与成功率。
2025-04-03 q-bio.PE
Gametocytes infectiousness to mosquitoes: variable selection using random forests, and zero inflated models
旨在降低疾病传播强度的疟疾控制策略可能会影响蚊媒中的卵囊强度和感染率。迄今为止，数学模型未能确定恶性疟原虫配子体与其对蚊子的感染性之间的明确关系。配子体的天然分离物具有遗传多样性和生物学复杂性。对蚊子的抗性依赖于多个参数，如密度、性比、成熟度、寄生虫基因型和宿主免疫因素。在这篇文章中，我们调查了配子体的密度和遗传多样性如何影响蚊子媒介的传播成功。我们分析了协变量数量加上伴随的相互作用至少为样本量数量级的数据，排除了使用一般线性模型等经典模型。然后，我们考虑了随机森林中的变量重要性，以解决选择最具影响力的变量的问题。在零膨胀负二项模型中评估了选定的协变量，该模型同时考虑了过度分散和未感染蚊子的来源。我们发现，与感染率和寄生虫强度相关的最重要的协变量是配子体密度和感染复数。
2011-02-22 math.ST q-bio.PE q-bio.QM
Mathematical analysis of a Wolbachia invasive model with imperfect maternal transmission and loss of Wolbachia infection
虫媒病毒感染，特别是登革热，继续在其流行地区造成严重的健康负担。解决这些感染的策略之一是更换主要的媒介物，Ae。埃及人和那些不能传播病毒的人沃尔巴克氏体，一种细胞内细菌，已经显示出实现这一目标的希望。然而，关键因素，如不完善的母体传播，沃尔巴克氏体感染的损失，降低生殖能力和缩短寿命影响的动态沃尔巴克氏体在不同形式的Ae。埃及人口。在这项研究中，我们开发了一个沃尔巴克氏体传播的动态模型调整不完善的孕产妇传播和沃尔巴克氏体感染的损失。推导出了确定Wolbachia未感染（WU）种群替换可能性的侵入再生数，并利用它建立了平衡点的局部和全局稳定性。这种分析清楚地表明，细胞质不相容性（CI）并不能保证建立沃尔巴克氏体感染（WI）的蚊子，因为不完善的母婴传播和沃尔巴克氏体感染的损失可能超过CI的收益。最佳的释放程序取决于不完善的产妇传播和损失的沃尔巴克氏体感染的水平。因此，这是留给决策者的目标是取代或共存的两个人口。
2019-06-04 math.DS q-bio.PE
An Algebraic Discussion of Bisexual Populations with Wolbachia Infection I: Discrete Dynamical System Approach
这是第一篇研究两性人群中沃尔巴克氏体感染的续集论文。本文把种群的行为看作一个离散动力系统。的复发关系得到作为一个函数的初始感染的男性/女性的频率和细胞质不相容的人口。实验数据从Wolbachia感染的陆生等足类动物种群和从文献中提出的模型在Wolbachia感染的蚊子进行了比较与离散动力系统实现。
2023-02-13 q-bio.PE
Once bitten, twice shy: A modeling framework for incorporating heterogeneous mosquito biting into transmission models
提出将异质蚊子叮咬行为纳入传播模型的建模框架，提供基本后代数和基本再生数公式，揭示叮咬假设对GCD与传播风险关系的影响，强调蚊子行为动态对疾病传播评估的重要性。
2025-10-13 math.DS q-bio.PE
Estimating the Size of Aedes aegypti Populations from Dengue Incidence Data: Implications for the Risk of Yellow Fever, Zika Virus and Chikungunya Outbreaks
在本文中，我们提出了一个模型来估计伊蚊的密度在受登革热影响的社区。该模型是基于一个连续的函数拟合登革热感染的发病率，从感染蚊子的密度是直截了当地得出。进一步的推导允许计算潜伏和易感蚊子的密度，三者之和等于总蚊子密度。该模型以登革热疫区城市黄热病死灰复燃风险为例进行了说明，但同样的方法适用于其他艾滋病传播的感染，如寨卡病毒和基孔肯雅病毒。
2017-11-07 q-bio.PE
Modeling population dynamics based on experimental trials with genetically modified (RIDL) mosquitoes
最近，RIDL-SIT技术已在现场测试用于控制埃及伊蚊。这项技术包括释放携带“致命基因”的转基因蚊子。2016年，世界卫生组织（WHO）和泛美卫生组织（PAHO）建议其成员国测试控制埃及伊蚊种群的新技术。然而，迄今为止，有关有效性和生态影响的问题尚未得到深入研究。为了研究这些问题，我们开发了一个与2016年可用信息兼容的生态模型。它提出了一个相互依赖的动态蚊子种群和食物在一个均匀的设置。苔藓虫种群描述在一个随机房室设置的反应规范，这取决于环境中的可用食物。该模型的发展使我们能够指出一些关键的生物学知识是缺失的，可以（应该）产生。杂交水平，干预期间和干预后的人口恢复时间作为干预持续时间和目标的函数，释放数量和干预后的计算在不同的假设下，关于混合动力车的适合度，并与两个实地研究的实际干预措施进行比较。当构建详细模型的必要信息产生时，最小模型应作为详细模型的基础。目前，该模型表明，大自然不会清除非致命的渗入基因。
2020-02-12 q-bio.PE
Sensitivity Analysis of SEIR SEI Model of Dengue Disease
本研究采用SEIR-SEI仓室模型描述登革热传播动态，通过下一代法计算基本再生数分析平衡点稳定性，并开展参数敏感性分析。
2025-01-27 math.DS q-bio.PE
Effect of active case finding on dengue control: Implications from a mathematical model
由于医疗环境复杂，印度的登革热控制是一项具有挑战性的任务。过去几年，印度登革热感染的扩大需要反思现有的登革热控制政策。事先了解控制干预措施的影响是必要的，他们的未来实施。在本文中，我们提出并分析了登革热的房室模型，以评估主动病例发现（ACF）对登革热疾病传播的影响。目前，登革热的初级预防只有通过病媒控制和个人保护免受受感染蚊子的叮咬才有可能。虽然一些实验研究进行评估ACF在登革热病，但这是第一次尝试代表和研究疾病的动力学使用ACF作为控制策略。研究了系统的局部动力学和全局动力学。利用敏感性分析考察了模型中可控参数对基本再生数和总感染数的影响。我们发现，蚊虫叮咬率的降低，以及住院和/或报告率、蚊虫死亡率和无症状和有症状个体的ACF的增加对降低疾病流行起着至关重要的作用。我们校准我们的模型，每年在印度的8个登革热流行的国家登革热病例。研究结果表明，有症状个体的ACF对登革热病例的减少有显著作用，但无症状个体的ACF不可忽视。我们的研究结果表明，医疗机构必须关注有症状和无症状个体的ACF以及个人防护和蚊虫控制，以实现印度登革热病例的快速减少。
2018-08-23 math.DS q-bio.PE
A modelling perspective on mosquito infectiousness: time-varying transmission competence in arbovirus vector
Oniris, INRAE, BIOEPAR（Oniris, 法国国家农业食品与环境研究院, BIOEPAR）；IVPC UMR754, EPHE, Université PSL, INRAE, Universite Claude Bernard Lyon1（IVPC UMR754, 巴黎高等师范学校研究学院, 巴黎文理研究大学, 法国国家农业食品与环境研究院, 里昂第一大学）
本文通过扩展随机内向量病毒动力学模型，探讨蚊虫传播能力的时变性，发现允许退出传播状态的模型在7种实验条件下拟合更优，表明终身传染性假设可能低估实际传播能力。
2026-04-29 q-bio.PE
A Comparative Analysis of the Relative Efficacy of Vector-Control Strategies against Dengue Fever
该模型考虑了人类种群，成年蚊子种群和未成熟阶段的种群，包括卵，幼虫和蛹。该模型还考虑了登革热在蚊子中的垂直传播和蚊子种群的季节性变化。从这个描述登革热感染动态的基本模型中，我们推导出避免疾病传播和消除疾病的阈值。特别是，我们推导出登革热的基本繁殖数，其中包括与蚊子的不成熟阶段有关的参数。在忽略季节变化的情况下，我们计算了模型变量的均衡值。我们还提出了一个灵敏度分析的影响，四个媒介控制策略的基本繁殖数和登革热的感染力。每一种策略都与其他策略分开研究。所提出的分析使我们能够得出结论，在现有的病媒控制战略中，杀成虫剂的应用是最有效的，其次是减少蚊虫叮咬的暴露，定位和摧毁繁殖地，最后是杀幼虫剂。目前的病媒控制方法集中于机械消灭蚊子滋生地。我们的研究结果表明，减少媒介和宿主之间的接触（叮咬率）与后勤困难但非常有效的成年蚊子控制一样有效。
2013-02-05 math.DS q-bio.PE
On the effectiveness of odor-baited traps on mosquito-borne infections
该研究构建纳入气味诱捕器的蚊媒疾病模型，分析宿主气味异质性与诱捕器吸引力、致死率对 $R_0$、地方病均衡及后向分叉的影响，证明诱捕器可降低流行与暴发风险，但气味衰减可能引发反弹。
2025-09-27 math.DS q-bio.PE
Effects of rainfall on Culex mosquito population dynamics
蚊子种群的动态在很大程度上取决于温度和降水等气候变量。由于气候变化模型预测全球变暖将影响降雨的频率和强度，因此了解这些变量如何影响蚊子种群非常重要。我们提出了一个模型的{ \it致倦库蚊}蚊子种群的动态，包括降雨的影响，并使用它来研究的影响，下雨的天数和月平均降水量上的蚊子$M_{max}$的最大年丰度。此外，使用压裂过程中，我们调查的影响，在每日降雨量的变化对$M_{max}$。我们发现，给定一个恒定的月降水量，有一个最佳的雨天数，$M_{max}$是最大值。另一方面，我们表明，增加每日降雨量的变化减少了依赖$M_{max}$的雨天的数量，也导致了更高的丰富的蚊子的情况下，平均月降水量低。最后，我们探讨的影响，降雨量在前几个月的最潮湿的季节，我们得到的方案，全年高降水量和较高的变异性往往略有提前的时间，在蚊子丰度的峰值发生，但可以显着改变总蚊子丰度在一年。
2017-03-28 q-bio.PE
Analysis of a mosquito-borne epidemic model with vector stages and saturating forces of infection
我们研究了一个蚊媒传染病模型，其中媒介种群在水生阶段和成年阶段是不同的，当传染病（人和蚊子）的数量变得足够大时，疾病传播的饱和效应被假定为ocurr。采用中心流形分析和敏感性分析等技术，揭示了模式动力学的相关特征。我们确定存在的稳定性不稳定的阈值和个人的作用，在这样的阈值模型参数。
2014-02-07 q-bio.PE
Prevention and control of Zika fever as a mosquito-borne and sexually transmitted disease
寨卡病毒（ZIKV）的流行已成为全球重大的公共卫生突发事件。已知ZIKV通过\textit{Aedes}蚊子传播，最近的研究表明ZIKV也可以通过性接触传播，并且性传播ZIKV的病例已经在美国得到证实，法国和意大利。性传播如何影响ZIKV感染的传播和控制尚不清楚。我们提出了一个数学模型来研究蚊媒和性传播对ZIKV传播和控制的影响，并使用该模型拟合巴西、哥伦比亚和萨尔瓦多的ZIKV数据。根据参数估计值，计算出基本生殖数的中位数和置信区间R 0 =2.055（95%CI：0.523-6.300），其中性传播贡献率的分布为3.044（95%CI：0.123-45.73）。研究表明，R 0对蚊虫叮咬率和死亡率最敏感，而性传播增加了感染的风险和流行规模，并使疫情爆发更加迅速。为了预防和控制ZIKV的传播，不仅要将其视为蚊媒疾病，还要将其视为性传播疾病。
2016-04-14 q-bio.PE
Mathematical Modeling of Dengue Epidemic: Control Methods and Vaccination Strategies
就死亡和经济成本而言，登革热是世界上最重要的传染病之一。因此，建立登革热的数学模型，对于了解登革热的动力学过程，提出控制方法，有效地干预登革热的传播具有重要的意义。在这项工作中，控制策略，试图消除埃及伊蚊，以及疫苗接种运动的建议进行评估。在我们的数学模型中，机械控制是通过一个离散的函数，代表消除滋生的影响，通过环境支持能力。使用杀虫剂和杀幼虫剂进行化学防治。通过从易感区室中取出与接种率成比例的一部分个体并将其转移到恢复区室来研究接种的有效性。我们的主要发现是，登革热流行只有通过使用免疫疫苗才能根除，因为针对病媒的控制措施不足以阻止疾病传播。即使受感染的蚊子被从系统中消除，易感蚊子仍然存在，受感染的人导致登革热在人群中重新出现。
2015-08-05 math.DS q-bio.PE
Analysis and optimal control of a malaria mathematical model under resistance and population movement
本文提出了两个疟疾抗药性的数学模型。更确切地说，第一个模型显示了当人类对抗疟药物具有抗性而蚊子对杀虫剂具有抗性时，在疟疾感染下的斑块内人类和蚊子之间的相互作用。对于第二个模型，人蚊种群在两个斑块中的流动分析相同的疟疾传播动力学建立在一个斑块。对于单个斑块，给出了平衡解的局部基本再生数的存在性和稳定性条件。这些结果揭示了正向分支的存在性和无病平衡点的全局稳定性。在两个补丁的情况下，参数的敏感性分析的理论和数值框架。在此之后，抗疟药物和杀虫剂的使用被纳入控制策略和最优控制问题的制定。在两个模型中进行了数值实验，以证明我们的理论结果的可行性。
2020-01-31 math.OC q-bio.PE
Mating versus alternative blood sources as determinants to mosquito abundance and population resilience
本研究构建了涵盖蚊子水生、陆生阶段及交配、吸血偏好等因素的常微分方程种群动态模型，发现交配会引发类似阿利效应的双稳态现象，模型结果可为蚊子防控策略提供靶点参考。
2024-12-08 q-bio.PE
Efficacy of Wolbachia-mediated sterility to suppress dengue: a synthetic control study
本研究利用合成对照法评估新加坡释放感染Wolbachia的雄性埃及伊蚊抑制登革热的效果，发现总发病率和聚集性发病率分别下降57%和64%，证明该方法在大规模登革热控制中具有重要应用前景。
2023-11-16 q-bio.PE q-bio.QM
Dengue transmission dynamics in age-structured human populations in the presence of Wolbachia
根据世界卫生组织的数据，近年来登革热感染的全球发病率急剧上升。据估计，全球每年新感染的人数在$100$至$400$百万之间。与此同时，最近的一些研究报告了沃尔巴克氏体菌株的存在，这种菌株抑制登革热病毒在蚊子物种中的复制，而蚊子物种是登革热传播的主要媒介。在这项研究中，我们专注于沃尔巴克氏体对登革热传播动力学的影响，在年龄结构的人群。我们引入了一个数学模型，该模型考虑了与年龄相关的影响，例如与年龄相关的人类恢复率和死亡率，以及与年龄相关的媒介对人类登革热传播效力。我们推导出一个明确的公式的基本再生数$\mathcal{R}_0$，这使我们能够评估的影响，上述的年龄相关的影响的局部渐近稳定的登革热免费平衡。我们推导出的$\mathcal{R}_0$的公式也显示了人类人口统计学和登革热抑制沃尔巴克氏体菌株之间的复杂关系。
2021-11-08 math.AP q-bio.PE
Mosquito population suppression models with seasonality and d-concave equations
本文通过分析d-凹标量方程，利用庞加莱映射逆的三阶导数正号条件，简化周期情形论证，从而在简单可检验条件下精确描述含季节性的蚊子种群抑制模型动力学，推广并改进了近期文献结果。
2025-09-06 math.DS q-bio.PE
Modelling and control of Mendelian and maternal inheritance for biological control of dengue vectors
蚊子是病毒性疾病的载体，在世界许多地区具有流行潜力，在没有疫苗或治疗方法的情况下，控制蚊子是主要的替代办法。化学防治一直是传统的防治方法之一，但其产生的抗药性可能会影响其他昆虫，造成生态破坏。生物防治，即释放受母体遗传的沃尔巴克氏体细菌感染的蚊子，抑制其载体能力，已被提议作为一种替代办法。在实践中，这两种技术的效果可能是相互混合的：事先喷洒杀虫剂可能会使野生种群衰弱，从而促进细菌随后的入侵;但后者也可能会受到易感蚊子在野生种群产生抗药性的环境中释放的阻碍，这是由于预先存在的不希望的杀虫剂暴露。为了解决这种情况下，我们在这里提出了一个统一的模型，允许帐户的交叉影响的控制技术，并根据后者，设计释放策略能够感染野生种群。后者是反馈法，其稳定性进行了研究。
2021-04-06 math.OC q-bio.PE
A model for mosquito-borne epidemic outbreaks with information-dependent protective behaviour
University of Trento（特伦托大学）
本文研究了考虑人类根据过去和当前疾病流行情况调整防护行为的蚊媒流行病模型，通过几何奇异摄动理论将两组模型简化为同质宿主群体模型，分析信息诱导行为变化对流行病瞬态动力学的影响。
2026-05-07 math.DS q-bio.PE
Analysis of a malaria model with mosquito host choice and bed-net control
一个疟疾模型的制定，其中包括增强的吸引力的感染性的人蚊子，由于宿主操纵的疟疾寄生虫，和人类的行为，所代表的杀虫剂处理过的蚊帐的使用。当基本再生数小于1时，多个地方病平衡点与稳定的无病平衡点共存。这一现象被认为是由疾病引起的人类死亡造成的。利用全局稳定性的几何方法，证明了当R_0>1时，地方病平衡点的全局渐近稳定性。因此，无论人类和病媒群体中的初始病例数如何，该疾病都成为$R_0>1$的地方病。最后，研究了病媒的宿主偏好和蚊帐使用行为对系统动力学的影响。
2013-11-13 math.CA math.DS q-bio.PE
Insecticide control in a Dengue epidemics model
提出了一个登革热病传播的模型。它由八个相互排斥的隔间组成，代表人类和矢量动力学。它还包括一个控制参数（杀虫剂），以对抗蚊子。这项工作的主要目标是研究应用控制的最佳方法，以有效减少受感染的人和蚊子的数量。使用2009年在佛得角发生的疫情数据进行了案例研究。
2010-07-29 math.OC q-bio.PE
Cons{é}quences du changement climatique pour les maladies {à} transmission vectorielle et impact en assurance de personnes
气候变化在很大程度上与人类活动有关，已经对我们的社会产生了相当大的影响。根据目前的趋势，气候变化预计将在未来几十年加速。除了对自然灾害（洪水、飓风等）发生速度的影响外，气候变化可能对人类生命和健康造成灾难性后果。其中一个令人关切的问题是蚊子传播病毒的增加。事实上，气温上升对生态系统中蚊子的生存能力有直接的积极影响，导致蚊子大量繁殖，从而增加了人类接触这些病原体的风险。这项研究量化了全球变暖对法国大都市白纹伊蚊传播的病毒流行风险的影响。这种蚊子是登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒等病毒的载体，于2004年抵达法国大陆，此后在全国蔓延。由于先前建立的蚊子存在的概率和平均温度之间的关联与数学模型相结合，流行病的概率和每个部门在一个季节中可能被感染和死亡的人数被估计。如果法国大都市存在高度异质性，预计到2040年每年将有近2，000人死亡。
2020-11-13 q-bio.PE q-bio.TO
Mathematical modelling for the transmission of dengue: symmetry and traveling wave analysis
在本文中，我们提出了一些数学模型的传播登革热使用系统的反应扩散方程。蚊子被分为感染、未感染和水生亚群，而人类被分为易感、感染和恢复，被认为在空间上均匀分布，总人口不变。我们发现Lie点对称的模型，我们研究他们的时间动态，这为我们提供了稳定和不稳定的区域，根据基本的后代和基本的再生数的值。此外，我们还计算了蚊子入侵和登革热传播的波速的可能值，并将其与文献中的结果进行了比较。
2017-08-03 math.AP q-bio.PE
Modeling the impact of temperature and bird migration on the spread of West Nile virus
Bernhard Nocht Institute for Tropical Medicine（Bernhard Nocht热带医学研究所）
本文通过空间模型研究温度和鸟类迁徙对西尼罗河病毒传播的影响，利用偏微分方程模拟病毒在宿主和传播者间的扩散过程，发现温度与扩散过程共同驱动病毒传播，而迁徙鸟类的输运在2023年对预测新热点至关重要。
2025-11-30 q-bio.PE
An optimal control model of mosquito reduction management in a dengue endemic region
埃及伊蚊是登革热黄病毒的主要传播媒介。近几十年来，无法获得治疗人类血液中病毒传播的药物已成为全球健康问题。鼓励世界流行病学家集中研究有效和廉价的预防登革热传播的方法，即控制蚊子。在本文中，我们提出了一个模型描述的蚊子种群动态的室内-室外生活周期〈动〉分类的基础上。得到了蚊子的基本后代数，并进行了平衡分析。我们带来了一个讨论的应用最优控制的模型，其中两个同时计划的介绍。第一个方案是通过在卵和幼虫发育的地方散布化学品，如temephos，而第二个方案是通过在室内和室外成年蚊子经常筑巢的地方进行熏蒸。提出了一种基于梯度的方法来建立一个关于一些控制变量的目标泛函最小化的工作流程。通过对恒定控制和最优控制下的基本蚊种数的分析，结果表明熏蒸法优于灭幼磷法。还有人建议，同时采用这两种控制方案，种群减少幅度最大。
2017-11-30 q-bio.PE
Assessing the interplay between human mobility and mosquito borne diseases in urban environments
城市化使传染病流行病学面临许多威胁和新的挑战。在这项研究中，我们研究了新加坡城市国家复杂的城市环境中人员流动和登革热疫情之间的相互作用。我们将程式化和手机数据驱动的移动模式集成在一个基于代理的传播模型中，在该模型中，人类和蚊子被表示为经历登革热流行状态的代理。我们通过将我们的结果与2013年和2014年疫情期间报告的观察到的病例进行比较，用数值模拟监测系统层面对疫情的反应。我们的研究结果表明，即使在与城市内部距离相对应的短尺度上，人类流动性也是登革热等病媒传播疾病传播的主要因素。最后，我们讨论了移动电话数据的优点和局限性，以及评估有价值的移动模式的潜在替代方案，以模拟城市中的病媒传播疾病爆发。
2019-10-08 physics.soc-ph q-bio.PE
West Nile virus outbreak in Italy modelled with the quantum Game of Life
Università degli Studi di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；INFN Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Università degli Studi di Palermo（巴勒莫大学）；Lobachevsky University of Nizhny Novgorod（下诺夫哥罗德罗巴切夫斯基大学）
使用量子生命游戏细胞自动机模型模拟2025年夏季意大利西尼罗病毒传播，通过优化蚊子出生和移除率，准确拟合局部和区域平均累计感染曲线，并评估环境变化的影响。
2026-06-19 nlin.CG physics.bio-ph q-bio.PE
A network-patch methodology for adapting agent-based models for directly transmitted disease to mosquito-borne disease
蚊媒疾病造成重大公共卫生负担，主要发生在热带和亚热带地区，并在以前没有的地区广泛出现或重新出现。了解，预测和减轻蚊媒疾病在不同人群和地理区域的传播是持续的建模挑战。我们提出了一个混合网络补丁模型的传播蚊子传播的病原体，占个人通过蚊子栖息地的移动，并响应于环境因素，如降雨量和温度。我们的方法扩展了现有的基于代理的个人运动模型的能力，该模型用于预测直接传播的病原体在人群中的传播。要扩展到蚊媒疾病，代理为基础的模型加上微分方程代表的蚊子在地理补丁，占蚊子生态，包括蚊子密度的异质性，出现率，和外在的潜伏期的“云”。我们说明了该方法，通过适应基于代理的模型，在网络上的人类运动的蚊子传播的疾病。我们研究了蚊子种群动力学和宿主运动对病原体传播的异质性的重要性，激发了个体行为详细模型的实用性。我们观察到，感染的总人数是更大的异质补丁模型与一个高风险补丁和高或中等的人类运动比它会在一个随机混合均匀的模型。我们的混合基于代理/微分方程模型是能够量化的异质性在预测蚊媒病原体的传播和入侵的重要性。在扩大现有基于病原体的模型的能力以包括病媒传播疾病而建立的现实模型的指导下，减轻战略可以更加有效。
2014-05-09 q-bio.PE q-bio.QM
Stochastic dynamics of dengue epidemics
我们使用随机马尔可夫动力学方法来描述媒介传播疾病的传播，如登革热，和疾病的阈值。共存空间由代表人类和蚊子种群的两个结构组成。人类种群遵循易感染-恢复（SIR）型动态，蚊子种群遵循易感染-易感（SIS）型动态。人类感染是由受感染的蚊子引起的，反之亦然，因此SIS和SIR动态相互关联。我们发展了一种截断格式来求解演化方程，由此我们得到了疾病的阈值和繁殖率。疾病的阈值也通过进行数值模拟获得。我们发现，对于一定的感染率值，无论受感染蚊子的死亡率如何，疾病的传播都是不可能的。
2012-12-28 cond-mat.stat-mech nlin.CG q-bio.PE
A mathematical model of \textit{Culex} population abundance and the impact of vector control interventions in a patchy environment
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of Maryland（马里兰大学）；North Shore Mosquito Abatement District（北岸蚊子防治区）
本文提出了一种数学模型，用于研究Cx.蚊虫在斑块环境中的种群动态及向量控制干预的效果，探讨了空间异质性和控制时机对蚊虫数量的影响。
2025-12-09 physics.bio-ph q-bio.PE
Modeling the Temporal Population Distribution of Ae. aegypti Mosquito using Big Earth Observation Data
超过50%的世界人口面临蚊媒疾病的风险。女性Ae。埃及蚊子传播寨卡病毒、登革热和基孔肯雅病毒。这些疾病的传播与病媒数量呈正相关，而病媒数量取决于生物和非生物环境因素，包括温度、植被状况、湿度和降水量。为了防止病毒爆发，需要关于病媒种群的信息。为此目的，地球观测数据提供了快速、有效和经济上可行的手段来估计有关的环境特征。在这项工作中，我们提出了一个时间分布模型的成年女性Ae。联合使用归一化差异植被指数、归一化差异水指数、地表温度（白天和夜间）以及从EO数据中提取的降水信息，对埃及蚊子进行了监测。该模型分别适用于三个不同的病媒控制和现场数据收集条件制度期间获得的数据，并用于解释这些制度的环境变量的贡献的差异。为此，随机森林（RF）回归技术和非线性特征的重要性排名的基础上，平均减少杂质（MDI）的实现。为了证明该模型的鲁棒性，我们将其与其他机器学习技术和统计模型进行了比较。我们的研究结果表明，对于手头的任务，机器学习技术的表现优于线性统计模型，RF表现最好。通过对RF中基于MDI的所有特征的重要性进行排名，并选择包含最多信息的子集，可以获得更简约但同样有效和可解释的模型。
2019-11-26 q-bio.PE q-bio.QM stat.AP
Epidemiological impacts of age structures on human malaria transmission
本文扩展含实际年龄、感染时间和免疫力衰减的年龄结构疟疾模型，将 Smith 和 McKenzie 的昆虫学与流行病学结果推广至年龄结构情形，并基于文献参数评估忽略年龄结构的影响。
2024-05-22 math.AP q-bio.PE
Seasonality effects on Dengue: basic reproduction number, sensitivity analysis and optimal control
登革热是一种病媒传播的疾病，由受感染的人在吸血过程中传播给伊蚊。登革热仍然是一个主要的公共卫生问题。提出了一个由人和蚊子组成的疾病传播模型。目的是模拟季节性对病媒能力的影响，从而对疾病的发展。利用不同温度和降雨条件下蚊子行为的昆虫学信息，进行了模拟并分析了影响。给出了模型的基本再生数，并对模型参数进行了灵敏度分析。最后，提出并解决了一个最优控制问题，说明了在减少感染个体和使用杀虫剂的成本之间进行权衡的困难。
2014-09-30 math.OC q-bio.PE
Evaluation of Zika Vector Control Strategies Using Agent-Based Modeling
埃及伊蚊是包括寨卡病毒在内的几种致命疾病的传播媒介。必须采取有效和可持续的病媒控制措施，以保持A.埃及人的数量已得到控制。A.埃及受到空间和气候的限制。采用基于主体的建模方法，对A.埃及受到基韦斯特附近的空间和气候限制。卫星图像被用来识别植被、房屋（二氧化碳区），这两者对蚊子的生命周期都至关重要。该模型复制了通过实地研究抽样的成年种群的季节波动，并将种群近似为986（95% CI：[979，993]）女性和1031（95% CI：[1024，1039]）男性在秋季和低316（95% CI：[313，319]）女性和333（95% CI：[330，336]）男性在冬季。然后，我们模拟了两种生物载体控制策略：1）沃尔巴克氏体感染和2）释放携带显性致死基因（RIDL）的昆虫。我们的研究结果支持的概率持续沃尔巴克氏体感染的人口为两年后的一年释放。egies，我们的方法提供了一个逼真的模拟环境，包括男性和女性埃及伊蚊，繁殖点，植被和CO2源。
2016-08-04 cs.MA q-bio.PE
Optimal Control of Microcephaly Under Vertical Transmission of Zika
针对寨卡病毒垂直传播引发的小头畸形问题，提出最优控制模型，通过时间相关的杀虫剂喷洒和个人防护措施，最小化受感染孕妇数量并降低控制成本与蚊虫种群，从而减少小头畸形病例。
2024-11-06 math.OC q-bio.PE
Mathematical modelling of the first HIV/ZIKV co-infection cases in Colombia and Brazil
本研究构建HIV/ZIKV共感染数学模型，分析哥伦比亚和巴西的疫情传播规律，验证性传播的关键作用及共感染的健康风险，证实综合干预策略对控制病毒传播的重要性。
2024-04-16 math.DS q-bio.PE
The network level reproduction number for infectious diseases with both vertical and horizontal transmission
各种传染病都是纵向和横向传播的。这类疾病通过异质环境中的多个物种在空间上传播，通常由复杂的元种群模型描述。繁殖数是预测疾病是否能够入侵元种群系统的一个重要指标。本文提出了一种属性疾病的繁殖数垂直和水平传播的多个物种之间的异质网络，其中节点的位置，和链接反映了外出或进入的运动流。垂直传播和水平传播疾病的集合种群模型是由两种群两节点网络模型逐步发展而来的。我们导出了再生数的显式表达式，再生数是相对于原始下一代矩阵减小尺寸的矩阵的谱半径。再现数被示出为垂直和水平传输参数的函数，并且下限是水平传输的再现数。作为一个应用，裂谷热人兽共患病，其中牲畜，蚊子，和人类是涉及的物种的繁殖数和它的界限推导。通过数值模拟计算不同情景下的繁殖数，发现只有当节点间参数不均匀时，繁殖数才受牲畜迁移率的影响。总之，我们的研究有助于垂直和水平传播的疾病在异构网络中的再生数。这种明确的表达很容易适用于特定的传染病，提供了对疾病演变的见解。
2013-02-11 q-bio.PE
The Magnitude and Frequency Variations of Vector-Borne Infections Outbreaks with the Ross-Macdonald Model: Explaining and Predicting Outbreaks of Dengue Fever
可以使用经典的Ross-Macdonald模型来模拟媒介传播的感染。然而，这种尝试在几个方面失败了。首先，使用测量（或估计）参数，模型预测的病例数量比通常观察到的要多得多。第二，该模型预测了一次大规模的疫情爆发，随后是几十年的小得多的疫情爆发。这不是观察到的。通常，城镇或城市报告了许多多年复发的病例，即使环境变化无法解释高峰之间感染的消失。在本文中，我们将继续研究这类感染建模的陷阱，并解释说，事实上，如果使用得当，Ross-Macdonald模型是有效的，可以用来理解流行病的模式，甚至在某种程度上，做出一些预测。我们模拟了几次登革热的爆发，并表明，一年复发（或不复发）的可变模式可以通过一个简单的Ross-Macdonald模型来理解和解释，该模型经过修改以考虑到城市内一系列街区的人类活动。此外，我们还分析了季节性变化对蚊子数量、寿命和叮咬行为的影响。根据第一次爆发的规模，我们表明，它是可能的，以估计剩余的易感人群的比例，并预测最终随后爆发的可能性和规模。巴西一些地区实际发生的登革热疫情具有不同的复发模式，就是这种方法的例证。
2016-03-28 physics.med-ph q-bio.PE
