2013 Fiscal Year Annual Research Report

Ｈ５Ｎ１インフルエンザ病態モデルの開発と流行伝播シミュレーションへの応用

Research Project

Project/Area Number	23540156
Research Institution	Josai University
Principal Investigator	安田英典城西大学, 理学部, 教授 (30406368)
Keywords	新型インフルエンザ / 数理モデル / シミュレーション
Research Abstract	新型インフルエンザA/H5N1の主な症状は急性呼吸促迫症候群（Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS)であるが、A/H5N1の患者は同時に白血球減少症（leukopenia）も発症しleukopeniaはARDSの重度の指標と見なされている。しかしながら、ARDSとleukopeniaの関連は未だ解明されていない。本研究ではvirus dynamics とimmune responseの数理モデルと数値シミュレーションによってARDSとleukopeniaの関連機構を解明する研究を行った。 A/H5N1感染の数理モデルについては、マウスの実験をベースにして、白血球中に多量に存在する好中球が肺上皮細胞に誘導されて感染細胞の破壊を行い、その際、好中球も高い割合で破壊されるという描像を反映したモデルを開発した。モデルは６変数からなる遅延微分方程式系で表されている。つぎに、モデルを用いた数値シミュレーションによって、A/H5N1モデルではARDSとleukopeniaが同時に発症し、季節性インフルエンザのように好中球の関与が小さいとしたモデルではleukopeniaは生じないことを示した。さらに、シミュレーションによってA/H5N1に対するneuraminidase therapyとimmunoglobulin therapyの比較を行い、モデルを用いた検討ではA/H5N1のleukopeniaについてはimmunoglobulinがneuraminidaseよりも有効であることを示した。なお、別途進めているメタファーモデルについては２相流浅水波モデルの数値計算法の改良を行った。