蚊虫控制策略及其对病原体传播影响的建模

白纹伊蚊（Aedes albopictus）是多种虫媒病毒传播的高效媒介，目前正在多个大陆扩散。由于杀虫剂等常规控制方法往往会导致环境问题并促使抗药性的产生，科学家们开发了替代性的蚊虫控制策略。其中，应用最广泛的策略之一是无菌昆虫技术（Sterile Insect Technique, SIT），该技术通过大规模释放经辐照绝育的雄蚊来实现控制。相较之下，有毒雄蚊技术（Toxic Male Technique, TMT）则基于释放表达毒性蛋白的转基因雄蚊，这些雄蚊在交配时能够杀死雌蚊。控制策略通常被视为根除蚊虫种群的方法，然而，一个要求较低且更具成本效益的目标，是将蚊虫种群降低到使病毒向人类传播的概率变得可以忽略不计的水平。为比较这些控制策略的有效性，我们构建了一个包含两个相互连通子系统的数学模型：一个由蚊虫种群模型与流行病学模型耦合而成的子系统，以及一个人群流行病学模型。作为概念验证，我们利用艾米利亚-罗马涅大区的气象学和昆虫学数据对该模型进行了测试。研究结果表明，TMT策略在降低传播概率方面更为有效，并为控制策略的部署提供了依据。

蚊虫伊蚊白纹伊蚊（Aedes albopictus）是多种虫媒病毒传播的有效媒介，目前正在多个大陆扩散。由于杀虫剂等传统控制方法往往会导致环境问题并促使抗药性的产生，科学家开发了替代性的蚊虫控制策略。其中，应用最广泛的方法之一是无菌昆虫技术（Sterile Insect Technique, SIT），其通过大规模释放经辐照绝育的雄蚊来实现控制。相比之下，有毒雄蚊技术（Toxic Male Technique, TMT）则基于释放表达毒性蛋白的转基因雄蚊，这些雄蚊在交配时会杀死雌蚊。

控制策略通常被视为根除蚊虫种群的方法，然而，一个目标较低且成本效益更高的任务是将其数量降低到使病毒向人类传播的概率变得可以忽略不计。为比较这些控制策略的有效性，我们构建了一个包含两个相互连通舱室的数学模型：一个是蚊虫种群与流行病学模型，另一个是与之耦合的人群流行病学模型。作为概念验证，我们利用艾米利亚-罗马涅地区的气象学和昆虫学数据对该模型进行了测试。结果表明，TMT策略在降低传播概率方面更为有效，并为控制策略的部署提供了指示。

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