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2011 年度 研究成果報告書

空間・社会ネットワーク上の伝染病流行の時空間動態と進化

研究課題

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研究課題/領域番号 21370009
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生態・環境
研究機関総合研究大学院大学

研究代表者

佐々木 顕  総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 教授 (90211937)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
キーワード空間明示的疫学モデル / 交通流動ネットワーク / インフルエンザ / ウイルス強毒株変異 / 伝染病防除政策 / 口蹄疫 / 農場ベースモデル / 分岐過程
研究概要

2001年の英国における口蹄疫の流行と疫学行政による介入の例で明らかなように、空間明示的な疫学モデルは、流行がどのような速度で、どこを拠点に拡大していくか、そしてそれを防ぐための有効な手段がなんであるかを明確にする上で、なくてはならない道具である。たとえば,日本に感染力の強い病原体が上陸したとき,人の日常的な交通流動に乗って、上陸地からどこに流行が飛び火し、どこを経由してどれだけの早さで全国的な大流行に至るかを予測することは、きわめて重要である。本研究では、伝染病の時空間構造に大都市圏の交通流動のデータを適用することにより、病原体の流行動態を宿主の日常的な交通流動ネットワークの上に載せ,新型ウイルスが上陸した場合の流行過程を時間・空間明示的に予測する理論を構成した。
本研究では宿主のネットワーク構造として、大都市圏の交通流動のデータ(国土交通省による大都市交通センサスによる通勤・通学の流動センサス)を使用して伝染病の流行動態のコンパートメントモデルを構成した。病原体の流行動態を宿主の日常的な交通流動ネットワークの上に載せることにより、新興感染症が首都圏に導入された場合の流行過程を時間・空間明示的に予測する理論を構成することができた。初期感染者居住地をさまざまに変えたモンテカルロシミュレーションの結果、流行動態は交通流の地理的トポロジー的情報よりも、居住地駅と勤務地駅の利用者数のペアの分布が、感染症の流行規模や、大域的流行確率を決める主要なファクターであるという注目すべき結果を得た。また、ある勤務地に伝染病が到達するまでの待ち時間が、その勤務地駅利用者数でほぼ決まり、利用者数の冪則で与えられることも分かった。これらの結果は、新興感染症の防除策に利用する事が可能である。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (12件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Estimating the risk of re-emergence after stopping polio vaccination2012

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, A., Haraguchi, Y., and Yoshida, H.
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology 3

      巻: 178

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Success of a suicidal defense strategy against infection in a structured habitat2012

    • 著者名/発表者名
      Fukuyo, M., Sasaki, A., and Kobayashi, I.
    • 雑誌名

      Scientific Reports 2

      巻: 238

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arms race between weevil rostrum length and camellia pericarp thickness : Geographical cline and theory2011

    • 著者名/発表者名
      Iseki, N., Sasaki, A., and Toju, H.
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 285 ページ: 1-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparing the effects of rapid evolution and phenotypic plasticity on predator-prey dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      Yamamichi, M., Yoshida, T., and Sasaki, A.
    • 雑誌名

      American Naturalist

      巻: 178 ページ: 287-304

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Howdoes the resistance threshold in spatially explicit epidemic dynamics depend on the basic reproductive ratio and spatial correlation of cropgenotypes?2011

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, S. U., and Sasaki, A.
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 276 ページ: 117-125

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oligomorphic dynamics for analyzing the quantitative genetics of adaptive speciation2011

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, A., and Dieckmann, U.
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Biology

      巻: 63 ページ: 601-635

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A mathematical model of the intracellular replication and within host evolution of hepatitis type Bvirus : Understanding the long time course of the chronic hepatitis2011

    • 著者名/発表者名
      Nakabayashi, J., and Sasaki, A
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 269 ページ: 318-329

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coexistence conditions for strains of influenza with immune cross-reaction2010

    • 著者名/発表者名
      Omori, R., Adams, B., and Sasaki, A.
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 262 ページ: 48-57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The function of temporally ordered viral gene expression in the intracellular replication of herpes simplex virus type 1(HSV-1)2009

    • 著者名/発表者名
      Nakabayashi, J., and Sasaki, A.
    • 雑誌名

      Journalof Theoretical Biology

      巻: 261 ページ: 156-164

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antigenic distance and cross-immunity, invasibility and coexistence of pathogen strains in anepidemiological model with discrete antigenic space2009

    • 著者名/発表者名
      Adams, B., and Sasaki, A.
    • 雑誌名

      Theoretical Population Biology

      巻: 76 ページ: 157-167

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolutionary maintenance of selfish homing endonuclease genes in the absence of horizontal transfer2009

    • 著者名/発表者名
      Yahara, K., Fukuyo, M., Sasaki, A., and Kobayashi, I
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 106 ページ: 18861-18866

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A mathematical model of the stoichiometric control of Smad complex formation in TGF-beta signal transduction pathway2009

    • 著者名/発表者名
      Nakabayashi, J., and Sasaki, A.
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 259 ページ: 389-403

    • 査読あり
  • [学会発表] インフルエンザウイルスの進化予測:多次元尺度法と宿主・病原体共進化モデルによる融合的アプローチ2011

    • 著者名/発表者名
      佐々木顕
    • 学会等名
      第64回日本細菌学会関西支部総会特別講演
    • 発表場所
      大阪府立大,大阪
    • 年月日
      20111100
  • [学会発表] 宿主寄生生物の共進化におけるモデルの最前線2011

    • 著者名/発表者名
      佐々木顕
    • 学会等名
      第27回個体群生態学会企画シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学,岡山
    • 年月日
      20111000
  • [学会発表] Resistance threshold inspatially explicit epidemic model : Finite size scaling applied to dynamic percolation in epidemic processes with mixed cultivar planting2011

    • 著者名/発表者名
      Sasaki A
    • 学会等名
      The 8th European Conference on Mathematical Biology(ECMTB 2011)
    • 発表場所
      Krakow, Poland
    • 年月日
      20110700
  • [学会発表] Applying theories of arms races of plants and their parasites : Camellia-weevil system and rice blast disease2011

    • 著者名/発表者名
      Sasaki A
    • 学会等名
      Mathematical Biosciences Institute Workshop 5 : Coevolution and the Ecological Structure of Plant-insect Communities
    • 発表場所
      Ohio State University, Columbus, USA
    • 年月日
      20110400
  • [学会発表] Theory of Species Packing2011

    • 著者名/発表者名
      Sasaki A
    • 学会等名
      Lectures in the Winter school on eco-evolutionary modeling of speciation
    • 発表場所
      Abisko Science Station, Sweden
    • 年月日
      20110300
  • [学会発表] A theoretical study for the phylodynamics of influenza A virus2010

    • 著者名/発表者名
      Sasaki A
    • 学会等名
      Department of Mathematics, Helsinki University
    • 発表場所
      Helsinki, Finland
    • 年月日
      20101200
  • [学会発表] 多次元尺度法と個体ベースモデルによるインフルエンザ抗原進化の予測2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木顕
    • 学会等名
      第20回日本数理生物学会年会シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館,札幌
    • 年月日
      20100900
  • [学会発表] 口蹄疫流行の空間疫学モデルによる予測2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木顕
    • 学会等名
      日本応用数理学会ミニシンポジウム
    • 発表場所
      明治大学,東京
    • 年月日
      20100900
  • [学会発表] 空間疫学モデルと毒性の進化2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木顕
    • 学会等名
      第37回日本マイコプラズマ学会学術集会基調講演
    • 発表場所
      国立感染症研究所,東京
    • 年月日
      20100600
  • [学会発表] Forecasting host-parasite arms races : models and time-series data2010

    • 著者名/発表者名
      Sasaki A
    • 学会等名
      Mathematical Models and Experimental Microbial Systems Workshop, Coevolution : Models and microbial model system
    • 発表場所
      Liverpool, UK
    • 年月日
      20100400
  • [学会発表] インフルエンザ新系統の出現時期2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木顕
    • 学会等名
      予測第3回現象数理若手シンポジウム
    • 発表場所
      明治大学,東京
    • 年月日
      20100200
  • [学会発表] Emergence probability of new flu escape variants : Be aware of early stage mutants and of spring outbreak2009

    • 著者名/発表者名
      Sasaki A
    • 学会等名
      BICS Conference Multiply Structured Populations in Biology
    • 発表場所
      University of Bath, Bath, UK
    • 年月日
      20090700
  • [図書] 伝染病の数理2012

    • 著者名/発表者名
      佐々木顕
    • 出版者
      岩波書店(印刷中)
  • [図書] ゾウムシの矛とツバキの盾の軍拡競争2012

    • 著者名/発表者名
      佐々木顕
    • 出版者
      岩波書店
  • [図書] 軍拡競争・共進化・種分化2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木顕
    • 出版者
      共立出版
  • [備考]

    • URL

      http://sites.google.com/site/sokendaisasaki/home/members/a_sasaki

  • [備考]

    • URL

      http://researchmap.jp/AkiraSasaki

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公開日: 2013-07-31  

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