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2010 年度 実績報告書

豚を媒介者とする新型インフルエンザ感染症の数理モデル構成およびその解析

研究課題

研究課題/領域番号 10J02176
研究機関東京大学

研究代表者

國谷 紀良  東京大学, 大学院・数理科学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワード多状態感染症モデル / SIR感染症モデル / 年齢構造 / 基本再生産数 / 微分方程式 / 力学系 / 安定性 / インフルエンザ
研究概要

当該年度を通して、人口集団における感染症の流行の動態を巨視的な立場から数理モデル化した各種連立微分方程式の数学的な性質の解析に研究の焦点を当てた。対象としたモデルは多状態感染症モデルと呼ばれる、集団に属する各個人の年齢や居住地域の別といった状態の異質性をより現実に即した形で考慮出来るが、その構造の複雑さから数学的に未解決な問題が多く残されているものであった。
具体的な感染症としてはインフルエンザを想定し、大まかに分類して二種類の多状態感染症モデルの研究を行った。
一つ目は、年齢構造化SIR感染症モデルと呼ばれるもので、各個人の年齢という状態の異質性がインフルエンザ等の感染症の周期的な流行を導く要因であるのかという点が長い間議論なされてきたものであった。研究代表者は、その様な周期的な流行の機構を説明しうる周期解の存在に対する一つの否定的な結果として、感染症が蔓延する十分条件が満たされる下では、感染症が集団に定着する状況を意味するエンデミックな平衡解と呼ばれる非自明平衡解が大域的に漸近安定となり得ること、すなわち初期感染者が存在すればその数にかかわらず感染者数は最終的に一定の値に収束し、周期的な振動は起こらないという状況があり得ることを新たに証明した。
二つ目は、インフルエンザの世界規模の全地域的な流行挙動を想定した多状態SIR感染症モデルであった。研究代表者は、基本再生産数と呼ばれる疫学的指標が1を超えることが、そのモデルのエンデミックな平衡解が大域的に漸近安定となる為の必要十分条件であることを新たに証明した。この結果は、交通機関が十分に発達し、世界中の各地域の間に感染の経路が満遍なく存在している現代社会において、ある一つの地域で発現したインフルエンザは将来的に全地域に満遍なく流行し定着し得る、という疫学的解釈の与えられるものであった。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Global stability analysis with a discretization approach for an age-structured multigroup SIR epidemic model2011

    • 著者名/発表者名
      KUNIYA, Toshikazu
    • 雑誌名

      Nonlinear Analysis : Real World Applications

      巻: (掲載確定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] インフルエンザ流行に対する多状態隔離モデルの安定性解析2010

    • 著者名/発表者名
      國谷紀良
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1704 ページ: 15-21

    • 査読あり
  • [学会発表] 年齢構造化感染症モデルにおける離散化を伴う大域的安定性解析2010

    • 著者名/発表者名
      國谷紀良
    • 学会等名
      第7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
      2010-11-17
  • [学会発表] Global stability of a multigroup SIR epidemic model for the geographical spread of influenza2010

    • 著者名/発表者名
      KLTNIYA, Toshikazu
    • 学会等名
      The Third China-Japan Colloquium of Mathematical Biology
    • 発表場所
      中国・北京
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] インフルエンザの地理的流行に関する多状態感染症モデルの大域的安定性解析2010

    • 著者名/発表者名
      國谷紀良
    • 学会等名
      第20回日本数理生物学会年会
    • 発表場所
      北海道大学学際交流会館
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] 多状態感染症モデルの大域的安定性解析2010

    • 著者名/発表者名
      國谷紀良
    • 学会等名
      日本応用数理学会2010年度年会
    • 発表場所
      明治大学駿河台キャンパス
    • 年月日
      2010-09-08
  • [学会発表] A method for global stability analysis of multigroup epidemic models2010

    • 著者名/発表者名
      KUNIYA, Toshikazu
    • 学会等名
      The Third Conference on Computational and Mathematical Population Dynamics
    • 発表場所
      フランス・ボルドー
    • 年月日
      2010-05-31

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公開日: 2012-07-19  

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