鲁登大学 学分:鲁登大学 鲁登大学的一组数学建模专家提出了一个病毒进化和新毒株出现的定性模型
研究结果可以使预测病毒行为更加有效，并有助于开发新的抗病毒药物
这篇文章发表在《数学》杂志上
病毒和人体之间的相互作用是一个非常复杂的现象，可以归结为两个过程:病毒在宿主细胞中繁殖，生物体通过免疫反应抵抗感染
仔细观察病毒感染表明，病毒争夺宿主细胞，在抗病毒药物的影响下发生变化，并在其复制过程中变异
它们可以通过修改旧的或获取新的核糖核酸或脱氧核糖核酸序列的方式以非常高的速度进化
由于这些和许多其他因素，生物学家很难预测病毒进化的动态，预测新毒株的出现，并评估它们潜在的抗性水平
鲁登大学数学家维塔利·沃伯特的团队提出了一个描述病毒准物种进化和多样化的数学模型
该模型显示了病毒复制、变异和消除之间的动态相互作用
该工作的结果可进一步用于预测能够避免免疫识别和抵抗抗病毒药物的病毒株的出现
“简单地说，该模型向我们展示了现有毒株的进化是为了减少病毒之间的竞争，减弱免疫反应对病毒的清除，并降低对药物的敏感性
这种趋势导致耐药菌株的出现，”维塔利·沃伯特说
这位科学家和他的同事一起工作，将一种病毒株描述为集中在给定基因型周围的局部溶液
新菌株的出现对应于基因型空间中传播的周期波
波传播过程中新分布峰的出现与新病毒株的出现相吻合
该小组描述了周期性行波出现的条件及其动力学，分析了空间均匀稳态解的稳定性
该模型由病毒密度的非局部反应扩散方程表示
该方程有两个积分项，对应于病毒与宿主细胞和免疫细胞相互作用的非局部效应
新模型是定性的，适用于不同的病毒感染
然而，为了更好地描述病毒准种的动态，人们需要知道它们的个体特征，例如它们的突变性质、与免疫系统的相互作用以及对抗病毒药物的反应
“使用我们的模型，人们可以开发各种方法来防止病毒感染在身体组织中的传播和新菌株的出现，我
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基因型空间的繁殖
然而，为了使这些方法得到实际应用，它们应该与实验和临床数据相结合，”维塔利·沃伯特补充道
该模型有许多限制，因为它基于几种简化
也就是说，它没有考虑参与免疫反应的各种免疫细胞和细胞因子(小的信息肽分子)的存在，或者细胞内调节和病毒复制的复杂过程
然而，这些限制有助于科学家确定在更复杂的模型中难以识别的病毒准物种的一些共同进化特征
该小组的工作可以作为进一步调查的基础
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