《广州大学》 2019年
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“以蚊治蚊”比例释放策略数学模型

史燕桃  
【摘要】:登革热是由登革热病毒引起的、经伊蚊传播的传染病.目前全球100多个国家和地区中有超过25亿人口面临感染登革热的风险并有日趋增长之势,这使得防蚊控蚊成为全球共同面临的公共卫生问题之一.传统的灭蚊措施是大范围高频率地喷洒杀虫剂和清除蚊虫孳生地,但这种方式只能起到短期效果,蚊虫抗药性的出现和增强使得这些措施难有长期防治效果.目前一些国家正致力于研究针对登革热的疫苗和有效的药物,虽然取得了一定的进展,但依然缺乏商业可用且安全的登革热疫苗.一种新型环保且可持续发展的方法是利用昆虫体内的共生菌Wolbachia,其存在于60%以上的昆虫体内,包括螨类、蜘蛛和一些蚊子物种.Wolbachia能诱导细胞质不相容性(Cytoplasmic incompatibility):感染Wolbachia的雄蚊与未感染Wolbachia的雌蚊交配后形成的受精卵不能正常孵化而导致后代死亡.这使得Wolbachia雄蚊成为了一种消灭野外蚊群的新武器.位于广州市萝岗区高新技术产业开发区的“蚊子工厂”每周培育五百万只雄蚊,并于2015年3月开始在沙仔岛进行释放,目前岛上蚊群压制效果高达95%.近年来,各个国家都开始利用这种新型的武器来灭蚊控蚊,如巴西利用实验室培养的蚊子开展了现场试验,通过大量释放这种蚊子来阻断2015年寨卡病毒的传播.本文建立了“以蚊治蚊”比例释放策略下的常微分模型,将分为三章介绍.第1章介绍了登革热、Wolbachia及其在蚊群中传播的历史背景、研究现状以及发展前景,并对本文的创新点进行简要描述.第2章在假设完全CI和感染Wolbachia雄蚊相对于野外雄蚊的交配竞争力相同的情况下,我们建立等比例释放策略的数学模型,即雄蚊的释放量与野外雄蚊数量之比是固定的,并且分析了模型的动力学行为.在释放比例的讨论中,我们得到野外雌蚊最终被感染Wolbachia雄蚊消灭的释放比例阈值.第3章将第2章的模型推广到感染Wolbachia雄蚊存在不完全CI和削减交配竞争力的情形,由于这两个参数的存在使得模型出现了复杂的动力学行为.一些现场试验表明比例释放策略比常数释放策略更具经济效益,我们的结论对实际释放工作可以带来一定的帮助.
【学位授予单位】:广州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:R512.8;O175

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