2016年国家青年科学基金正文模版.doc

正文：参照以下提纲撰写，要求内容翔实、清晰，层次分明，标题突出。请勿删除或改动下述提纲标题及括号中的文字。 （一）立项依据与研究内容（4000-8000字）： 1．项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。附主要参考文献目录）； 1.1 研究的科学意义 结核病是由结核杆菌引起的慢性传染病的主要传播途径是呼吸道传播10%的结核病人有再次复发的可能，因此具有较高的复发率[2]。肺结核病人根据痰检结果的阳性和阴性又分为传染性肺结核和非传染性肺结核，阴性肺结核病人不会向外排菌，因此不具有传染性，但仍具有较高的复发率。据世界卫生组织不完全统计，肺结核的致死率仅次于艾滋病，位居第二，肺结核病是全球最严重的公共卫生问题之一[3]。 既往数据表明，我国肺结核的病例数及新发病人数比较高，形势依旧严峻。目前，我国肺结核病例数仅次于印度，居世界第二位[4]。我国每年新发结核病人数达800-1000万，每天有8000人死于结核病，每年有300万人死于结核病，结核病已成为我国重大的社会问题[5]。据2000年第四次全国结核病流行病学抽样调查（简称流调）显示，我国是全球22个结核病高负担国家之一[6]；2010年第五次流调显示，2001-2010年全国共发现和治疗肺结核患者828万例，其中传染性肺结核患者450万例，男性的患病率要高于女性，并且随着年龄增加逐步增加，75-79岁组达到高峰[7]。 调查结果表明，我国肺结核具有显著的地域特征和年龄结构。肺结核作为一种慢性传染病，其发生、发展、流行与人口密度、生活习惯、交通、社会因素、环境、气候等都有联系，并且由于其传染性和普遍性，该病的发生、发展及流行是一种空间现象。据资料显示，我国传染性肺结核集中分布在乡村、中西部地区和丘陵山区等地区，这部分地区肺结核疫情严重及疾病造成的经济负担较大。西部地区的患病率约为中部地区的1.7倍和东部地区的2.4倍，农村地区患病率约为城镇地区的1.6倍，从中可以看出，我国肺结核病具有显著的地域特征[8]。2011年卫生部报告指出，肺结核发病和死亡数始终位居甲乙类传染病之首，15岁到35岁的青少年是结核病的高发峰年龄，65岁及以上人群出现肺结核症状的比率是15-65岁人群的2.9-3.3倍，从而具有显著的年龄结构[9]。因此，对具有空间扩散与年龄结构的肺结核传播机制和发展趋势进行研究具有重要的理论和实际意义。 1.2 国内外研究现状及分析 利用数学的理论和方法对传染病进行定性、定量和模拟研究，揭示传染病的发展和传播机理，估计其发展趋势并给出防控策略是传染病动力学研究的重要课题之一。传染病动力学模型研究已有百年历史，最早可追溯到1760年D.Bernoulli 研究天花的预防接种，具有奠基性的工作是1927年由Kermack与McKendrick[11]。 首先，1999年Keeling教授研究表明[12]，空间扩散影响着传染病（如肺结核等）的传播，因此在对肺结核进行建模时需要考虑空间因素。空间均匀场假设的传染病动力学模型通常假设每个个体和其他任何个体接触的机会是一样的，系统动态是在同质空间里研究的等。对空间异质性模型，需要考虑个体或种群的空间位置和他们的空间分布，疾病在空间中的传播具有更强的局部属性。研究带空间扩散的偏微分方程模型，主要是利用反应扩散方程建模。反应扩散方程用连续变量刻画时间、空间及个体的状态，且假设个体在空间的运动是以相同的概率向各个方向随机扩散。反应是指个体变化或物种间相互作用过程，扩散是描述个体的空间运动。反应扩散模型可分析出个体在空间扩散速度等相关问题，进而很好地反映个体时空分布的形成和变化规律。 基于反应扩散方程的传染病动力学模型是很有意义的工作，不但具有更为丰富的理论内涵，而且能全面揭示疾病传播的潜在实际。Allen教授等[14]建立了基于反应扩散方程的空间传染病模型，其中假设易感者和感染者在空间中均可自由移动，且感染率和康复率在空间中不是常数，给出模型的基本再生数，研究了平衡点的稳定性。并指出只限制感染者的活动未必能遏制疾病的传播，而通过接种疫苗和治疗将环境空间化为低危区，或通过隔离局部限制易感者的移动，则疾病有可能被消除。王稳地教授等对登革热的研究发现，感染率和康复率在空间上的非均匀性对疾病动力学起着重要的作用, 通过空间平均化得到的常微分方程系统可能很大程度地低估疾病的危险[15]。但遗憾的是，据参阅文献所知，目前还没有学者利用反应扩散方程对肺结核的传播动力学行为进行研究。因此，对反应扩散的肺结核动力学进行建模并分析其动力学行为，将帮助我们更好的认识肺结核的传播机理，准确分析疾病的空间分布特征，从而有的放矢地制定预防和控