構造化個体群ダイナミクスの数学的理論と感染症数理モデルへの応用

• 研究課題/領域番号: 25400194
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数学基礎・応用数学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 稲葉 寿 東京大学, 数理(科)学研究科(研究院), 教授 (80282531)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 感染症数理モデル / 基本再生産数 / 構造化個体群モデル / 閾値現象 / ウィルスダイナミクス / 後退分岐 / ＨＩＶ / 構造化個体群ダイナミクス

研究成果の概要

感染症流行の基本再生産数とその派生指標を時間変動環境で計算する方法を発展させるとともに，周期的環境におけるエンデミック閾値現象を解明した。またケルマック・マッケンドリック再感染モデルを構造化個体群モデルとして再定式化して、その数学的構造を明らかにするとともに、劣臨界分岐の存在条件を示し、無症候性感染や非臨床的感染の存在が劣臨界における流行を維持する可能性を明らかにした。体内におけるウィルス感染モデルによって、細胞間直接感染が体内のウィルス増殖に大きく寄与していることや、特定のHIVウィルスがパンデミックとなった要因としてある種のウィルスタンパク(HIV-1Vpu)の役割を定量的に明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Endemic threshold analysis for the Kermack{McKendrick (2016)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Inaba
  • 雑誌名: Josai Mathematical Monographs 巻: 9 ページ: 105-133
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cell-to-cell infection by HIV contributes over half of virus infection (2015)
  • 著者名/発表者名: Shingo Iwami, Junko S. Takeuchi, Shinji Nakaoka, Fabrizio Mammano, François Clavel, Hisashi Inaba, Tomoko Kobayashi, Naoko Misawa, Kazuyuki Aihara, Yoshio Koyanagi & Kei Sato
  • 雑誌名: eLife 巻: 4 ページ: 1-16
  • DOI: 10.7554/elife.08150
  • NAID: 120005997708
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pandemic HIV-1 Vpu overcomes intrinsic herd immunity mediated by tetherin (2015)
  • 著者名/発表者名: Shingo Iwami, Kei Sato, Satoru Morita, Hisashi Inaba, Tomoko Kobayashi, Junko S. Takeuchi, Yuichi Kimura, Naoko Misawa, Fengrong Ren, Yoh Iwasa, Kazuyuki Aihara & Yoshio Koyanagi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 12256-12256
  • DOI: 10.1038/srep12256
  • NAID: 120005774579
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Stability of epidemic models with waning immunity (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakata, Y. Enatsu, H. Inaba, T. Kuniya, Y. Muroya and Y. Takeuchi
  • 雑誌名: SUT Journal of Mathematics 巻: 50(2) ページ: 205-245
  • NAID: 120006397889
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Demographic modeling of transient amplifying cell population growth (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Nakaoka and H. Inaba
  • 雑誌名: Math. Biosci. Eng. 巻: 11(2) 号: 2 ページ: 363-384
  • DOI: 10.3934/mbe.2014.11.363
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cost-effective length and timing of school closure during an influenza pandemic depend on the severity (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Nishiura, K. Ejima, K. Mizumoto, S. Nakaoka, H. Inaba, S. Imoto, R. Yamaguchi and M. Saito
  • 雑誌名: Theor. Biol. Med. Modelling 巻: 11:5 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1186/1742-4682-11-5
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] On a Pandemic Threshold Theorem of the Early Kermack–McKendrick Model with Individual Heterogeneity (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Inaba
  • 雑誌名: Mathematical Population Studies 巻: 21 号: 2 ページ: 95-111
  • DOI: 10.1080/08898480.2014.891905
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revisiting the late Kermack-McKendrick epidemic model (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Inaba
  • 雑誌名: MI Lecture Note, 九州大学マス・フォア・インダストリ研究所 巻: 60 ページ: 50-58
• [雑誌論文] Cost-effective length and timing of school closure during an influenza pandemic depend on the severity. Theor. Biol. Med. Modelling (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishiura, Keisuke Ejima, Kenji Mizumoto, Shinji Nakaoka, Hisashi Inaba, Seiya Imoto, Rui Yamaguchi, Masaya M Saito
  • 雑誌名: Theor. Biol. Med. Modelling 巻: 11:5 ページ: 1-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endemic threshold results for an age-structured SIS epidemic model with periodic parameters (2013)
  • 著者名/発表者名: KUNIYA, Toshikazu
  • 雑誌名: Journal of Mathematical Analysis and Applications 巻: (掲載確定) 号: 2 ページ: 477-492
  • DOI: 10.1016/j.jmaa.2013.01.044
  • 査読あり
• [学会発表] Endemic Threshold Analysis for the Kermack-McKendrick Reinfection Model (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Inaba
  • 学会等名: Annual Workshop on Modeling and Simulation in Applied Mathematics
  • 発表場所: Tokyo Kioi-cho Campus, Josai University
  • 年月日: 2015-12-20
  • 招待講演
• [学会発表] Mathematical epidemiology in Japan - from personal experiences - (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Inaba
  • 学会等名: International Workshop on Policy-relevant Applications of Infectious Disease Models in Asia
  • 発表場所: Ito International Research Center, The university of Tokyo
  • 年月日: 2015-12-15
  • 招待講演
• [学会発表] Endemic Threshold Analysis for the Kermack--McKendrick Reinfection Model (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲葉寿
  • 学会等名: RIMS研究集会 第12回生物数学の理論とその応用
  • 発表場所: 京都大学数理解析研究所
  • 年月日: 2015-11-24
• [学会発表] Revisiting the Kermack--McKendrick endemic model (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Inaba
  • 学会等名: 10th Colloquium on the Qualitative Theory of Differential Equations
  • 発表場所: University of Szeged, Hungary
  • 年月日: 2015-06-01
• [学会発表] Revisiting the Kermack--McKendrick endemic model (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Inaba
  • 学会等名: Theme on Structured Delay Systems
  • 発表場所: The Fields Institute
  • 年月日: 2015-05-19
• [学会発表] Recent developments of the basic reproduction number theory (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Inaba
  • 学会等名: The 6th Conference on Mathematical Analysis in Economic Theory
  • 発表場所: Keio University, Tokyo
  • 年月日: 2015-01-26 – 2015-01-29
  • 招待講演
• [学会発表] Revisiting the late Kermack--McKendrick model (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Inaba
  • 学会等名: 九州大学マス・フォア・インダストリ研究所平成26年度研究集会（I）「感染症数理モデルの実用化と産業及び政策での活用のための新たな展開」
  • 発表場所: JR博多シティ会議場
  • 年月日: 2014-10-01 – 2014-10-03
  • 招待講演
• [学会発表] 基本再生産数と閾値現象：原則と逸脱 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲葉寿
  • 学会等名: 感染症流行の数理モデル 夏期短期（入門）コース
  • 発表場所: 統計数理研究所
  • 年月日: 2014-08-07
  • 招待講演
• [学会発表] 人口と感染症の数理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲葉寿
  • 学会等名: 第317回昭和大学学士会例会
  • 発表場所: 昭和大学歯科病院第2臨床講堂
  • 年月日: 2014-06-28
  • 招待講演
• [学会発表] On recent developments in the theory of basic reproduction number (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Inaba
  • 学会等名: he Fourth Conference on Computational and Mathematical Population Dynamics
  • 発表場所: Taiyuan, P.R. China
  • 招待講演
• [学会発表] 季節依存性を持つ感染症の流行動態モデルにおける基本再生産数R0の閾値的性質の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 國谷紀良・稲葉寿
  • 学会等名: 第23回日本数理生物学会大会
  • 発表場所: 静岡大学浜松キャンパス
• [学会発表] 基本再生産数理論の最近の進歩について (2013)
  • 著者名/発表者名: 稲葉寿
  • 学会等名: RIMS研究集会第10回生物数学の理論とその応用
  • 発表場所: 京都大学数理解析研究所
  • 招待講演
• [学会発表] 基本再生産数理論の最近の進歩
  • 著者名/発表者名: 稲葉寿
  • 学会等名: 博多駅前セミナー「生命科学に現れる新しい数理モデルの数学的基盤の構築に向けて」
  • 発表場所: 博多リファレンス駅東ビル
  • 招待講演
• [図書] 人口と感染症の数理: 年齢構造ダイナミクス入門 (2014)
  • 著者名/発表者名: ミンモ・イアネリ, 稲葉寿, 國谷紀良
  • 総ページ数: 206
  • 出版者: 東京大学出版会
• [図書] 人口と感染症の数理： 年齢構造ダイナミクス入門 (2014)
  • 著者名/発表者名: ミンモ・イアネリ, 稲葉寿, 國谷紀良
  • 総ページ数: 216
  • 出版者: 東京大学出版会