2012年7月25日星期三

inferring epidemiological processes from genetic data

The landscape genetics of infectious disease emergence and spread

The spread of parasites is inherently a spatial process often embedded in physically complex landscapesIt is therefore not surprising thatinfectious disease researchers are increasingly taking a landscape genetics perspective to elucidate mechanisms underlying basicecological processes driving infectious disease dynamics and to understand the linkage between spatially dependent populationprocesses and the geographic distribution of genetic variation within both hosts and parasitesThe increasing availability of geneticinformation on hosts and parasites when coupled to their ecological interactions can lead to insights for predicting patterns of diseaseemergencespread and controlHerewe review research progress in this area based on four different motivations for the application oflandscape genetics approaches: (iassessing the spatial organization of genetic variation in parasites as a function of environmentalvariability, (iiusing host population genetic structure as a means to parameterize ecological dynamics that indirectly influence parasitepopulationsfor examplegene flow and movement pathways across heterogeneous landscapes and the concurrent transport of infectiousagents, (iiielucidating the temporal and spatial scales of disease processes and (ivreconstructing and understanding infectious diseaseinvasionThroughout this reviewwe emphasize that landscape genetic principles are relevant to infection dynamics across a range ofscales from within host dynamics to global geographic patterns and that they can also be applied to unconventional ‘landscapes’ such asheterogeneous contact networks underlying the spread of human and livestock diseasesWe conclude by discussing some general considerations and problems for inferring epidemiological processes from genetic data and try to identify possible future directions andapplications for this rapidly expanding field.

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