2014 Fiscal Year Research-status Report
新型インフルエンザA/H5N1の病理シミュレーションと流行防御への応用
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26400210
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| Research Institution | Josai University |
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Principal Investigator |
安田 英典 城西大学, 理学部, 教授 (30406368)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | インホストモデル / H5N1 / 遅延微分方程式 / 常微分方程式 / leukopenia |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新型インフルエンザH5N1のインホスト病理モデルとして開発した遅延微分方程式系は、H5N1に特徴的なARDS(acute respiratory distress syndrome) とleukopenia（白血球減少症）の同時発症を再現する。モデルを用いて、現在インフルエンザ治療に主に用いられているneuraminidase inhibitor（例えば商品名タミフルなど）とH5N1への適用が検討されているimmunoglobulin（免疫グロブリン）を用いた治療について検討を行い、シミュレーションによってleukopeniaに対してはimmunoglobulinの方が効果的であることを示した。なお、モデルはH5N1の発症のピークは季節性インフルエンザよりも遅れること、季節性インフルエンザよりもH5N1の方が肺の細胞損傷が重篤であることを再現している。肺の細胞損傷はH5N1に特徴的なのARDSと密接な関係を有している。さらに、ピークの遅れ、細胞損傷について実際の治療で報告されたケースとの比較検討を行った。
しかしながら、遅延微分方程式モデルの持っているstiffな性質のためにインホストモデルと流行伝搬モデルとの連成の試みにおいて計算上の困難が生じた。このため、病理現象との精密な対応は劣るが、数値計算上の問題を回避するために常微分方程式のインホストモデルに対してH5N1特有のleukopenia発症機構の組み込みを検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
H5N1のインホストモデルとして開発した時間遅れの項のある遅延微分方程式が、stiff性のため数値計算の際に非常に小さなタイムステップを要求するので、流行伝搬モデルとの連成に際して計算上の困難が生じた。このため、病理現象との対応において精密さは劣るが、数値的な取り扱いの容易な常微分方程式によるモデル開発に変更したためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
常微分方程式によるモデルとH5N1の病理現象との対応について治療の効果を含めた詳細な検討と行うとともに、モデルの計算量の評価を行い流行伝搬モデルとの連成を試みる。
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| Causes of Carryover |
当初、臨床医学の研究者とのミニワークショップを予定していたが、スケジュール上の問題のため延期となったためである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
応用数学者と臨床医学研究者とのミニワークショップの実施、および、インホスト、流行伝搬連成モデルを計算するための計算機環境の整備
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