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Optimizing HPV Vaccination Strategy: An Optimal Control Problem
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DOI：10.3390/math14101634.png)
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摘要
En 中文
人乳头瘤病毒（HPV）是全球最常见的性传播感染之一，其持续性感染在导致宫颈癌中起主要作用。因此，疫苗接种是关键的预防策略。我们使用针对突尼斯案例量身定制的性别分层动态传播模型，研究了双价HPV疫苗接种的影响。所提出的模型考虑了部分交叉免疫，并捕捉了仅对女性接种疫苗的直接和间接效应。我们推导了基本再生数和相应的群体免疫阈值，全局敏感性分析表明，疫苗覆盖率、有效性和交叉保护是传播减少的强驱动因素。通过在生物学相关范围内改变这些参数，量化了它们对疾病传播的联合影响。采用庞特里亚金最大值原理构建并分析了一个最优控制问题，以在限制疫苗接种努力的同时最小化持续性感染和癌症病例。比较了三种疫苗接种情景：疫苗完全可及的理想情况，以及资源受限的两种情况，其最大覆盖率分别为100%和80%。数值模拟显示，在不受约束的条件下，最优策略可显著抑制感染、持续感染和癌症。在努力受限的情况下，最优控制仍能实现疾病负担的显著减少，免疫建立的动力和速度差异较小。我们的结果强调了仅对女性进行HPV疫苗接种在提供直接和间接保护方面的有效性，并强调了在资源受限环境下保持持续覆盖率的重要性。
Keyword:
HPV vaccination
optimal control
mathematical modeling
cervical cancer prevention
resource-limited settings
期刊
IF:
2.2
论文数:
3.1K
被引数:
3.6W
机构
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