时变环境下HIV病毒动力学模型的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11301453
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    王霞
  • 依托单位：
    信阳师范学院
  • 学科分类：
    A0604.生物与生命科学中的数学
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Time-varying environment plays an important role in the infection process of HIV. In this project, we will introduce the time-varying coefficient, pulse effect and other biological factors into the HIV virus dynamics model, and establish the HIV virus dynamics models in time-varying environments. The research contents mainly include: (1) In view of the influences of the body's immune response on the pathogenesis and propagation laws of AIDS, the delayed HIV virus dynamics model with the immune response will be established and studied; (2) Considering the time-varying of HIV infection and treatment, as well as the variability of drug action of anti-retroviral, the delayed HIV virus models with time-varying coefficient will be established. Using theoretical analysis and numerical simulation methods, the persistence, extinction and parameter sensitivity of the corresponding models will be studied; (3) Considering the plan of HIV antiviral treatment with impulsive drug, an HIV-1 virus dynamics model with impulsive drug will be established, and the dynamic behaviors such as the stability and the periodic solution of the model will be investigated. This project aims to reveal the development process of HIV infection under time-varying environment, predict the development trend of HIV/AIDS, and seek the optimal strategy of prevention and control of AIDS. So the purpose of this research has important theoretical significance and practical significance.
时变环境在HIV的感染过程中占据着重要地位.本项目将时变系数、脉冲效应等生物学因素引入HIV病毒动力学模型，建立时变环境下HIV病毒动力学模型.主要研究内容包括:(1)考虑机体的免疫反应对艾滋病的发病机制和传播规律的影响，建立并研究免疫反应下的HIV时滞病毒动力学模型;(2)考虑HIV感染和治疗的时变性，以及抗逆转录药物的药效的可变性，建立具有时变系数的时滞HIV病毒模型，利用理论分析与数值模拟相结合的方法，研究相应的持久性与灭绝性、参数的敏感性;(3)考虑脉冲式HIV抗病毒治疗方案，建立具有脉冲给药的HIV病毒动力学模型，研究模型的稳定性，周期解等动力学行为.本项目旨在揭示时变环境下HIV病毒感染的发展过程，预测艾滋病的发展趋势，寻求预防和控制艾滋病的最优策略. 因此本项目的研究具有重要的理论意义和现实意义.

结项摘要

时变环境在艾滋病的传播与感染过程中占据着重要地位. 本项目将时变系数、脉冲效应等生物学因素引入HIV病毒动力学模型，建立时变环境下HIV病毒动力学模型.本项目主要研究内容包括：考虑HIV感染和治疗的时变性，以及抗逆转录药物的药效的可变性，建立具有时变系数的时滞HIV病毒模型，利用理论分析与数值模拟相结合的方法，研究相应的持久性与灭绝性、参数的敏感性; 建立并研究了 HIV 多阶段感染病毒动力学模型以及两类靶细胞多阶段感染的病毒动力学模型，数值结果显示当药物药效为 100％有效时，在病毒生命周期越靠后的感染阶段使用药物会导致艾滋病病毒衰减得越快; 研究了具有多靶细胞感染模型的动力学行为，通过构造 Lyapunov 泛函，得到了系统各平衡态的全局渐近稳定性; 研究了脉冲式HIV抗病毒治疗方案，建立具有脉冲给药的HIV病毒动力学模型，研究模型的稳定性，周期解等动力学行为; 研究了带有病毒储存库的细胞-细胞间传播模式的 HIV 病毒动力学模型，比较 两种传播机制对病毒载量的贡献。因此本项目的研究具有重要的理论意义和现实意义.

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
A within-host virus model with multiple infected stages under time-varying environments
时变环境下具有多个感染阶段的宿主内病毒模型
  • DOI：
    10.1016/j.amc.2015.05.033
  • 发表时间：
    2015-09
  • 期刊：
    Applied Mathematics and Computation
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Wang Xia;Liu Shengqiang;Song Xinyu
  • 通讯作者：
    Song Xinyu
Permanence and extinction of a non-autonomous HIV-1 model with time delays
具有时间延迟的非自主 HIV-1 模型的持久性和灭绝
  • DOI：
    10.3934/dcdsb.2014.19.1783
  • 发表时间：
    2014-06
  • 期刊：
    Discrete and Continuous Dynamical Systems-Series B
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Xia Wang;Shengqiang Liu;Libin Rong
  • 通讯作者：
    Libin Rong
Mathematical analysis of an HIV latent infection model including both virus-to-cell infection and cell-to-cell transmission
HIV潜伏感染模型的数学分析，包括病毒到细胞的感染和细胞到细胞的传播
  • DOI：
    10.1080/17513758.2016.1242784
  • 发表时间：
    2017-08
  • 期刊：
    Journal of Biological Dynamics
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Xia Wang;Sanyi Tang;Xinyu Song;Libin Rong
  • 通讯作者：
    Libin Rong
A nosocomial-pathogens-infections model with impulsive antibiotics treatment on multiple bacteria
对多种细菌进行脉冲抗生素治疗的医院病原体感染模型
  • DOI：
    10.1016/j.amc.2016.10.013
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    APPLIED MATHEMATICS AND COMPUTATION
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Xia Wang;Shengqiang Liu;Hongjian Guo
  • 通讯作者：
    Hongjian Guo
Modelling and analysis of impulsive releases of sterile mosquitoes
不育蚊子脉冲释放的建模与分析
  • DOI：
    10.1080/17513758.2016.1254286
  • 发表时间：
    2017-01-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF BIOLOGICAL DYNAMICS
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Huang, Mingzhan;Song, Xinyu;Li, Jia
  • 通讯作者：
    Li, Jia

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    2016
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    李晓燕;周小琴;史晨杰;徐建军;李颖;唐沙伟;黄凯;王霞
  • 通讯作者：
    王霞

其他文献

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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