• epidemiological models
• pathogen coexistence
• coesistenza tra patogeni
• Neisseria meningitidis
• modelli epidemiologici

Il lavoro affronta alcuni problemi legati alla modellizzazione matematica della meninigite meningoccica, il tipo di meningite maggiormente responsabile di epidemie nel mondo. Il primo capitolo presenta una panoramica dei modelli fondamentali delle malattie infettive, individuandone le caratteristiche generali e studiando alcuni problemi specifici relativi all'eterogeneità delle popolazioni; nel secondo capitolo si presenta una sintesi della letteratura epidemiologica sulla meningite meningococcica; il terzo capitolo riporta alcune elaborazioni elementari sui dati di notifica italiani del periodo 1994-2006, con relativa discussione; nel quarto capitolo viene rassegnata criticamente la letteratura matematica relativa al meningococco; questa letteratura sorprendentemente non discute uno dei tratti fondamentali della meningite, ossia un'epidemiologia complessa caratterizzata dalla coesistenza di diversi ceppi patogeni cross-immunizzanti che coesistono a loro volta con ceppi non patogeni ma cross-immunizzanti rispetto ai ceppi patogeni. Pertanto nel quinto capitolo vengono a) discusse criticamente le carenze dei modelli esistenti e b) formulati e studiati alcuni modelli in grado di spiegare i meccanismi che permettono la coesistenza di diversi serogruppi; il sesto capitolo mostra una parametrizzazione realistica del modello più promettente e le relative simulazioni, che indicano come la strutturazione in età di una popolazione può giustificare la coesistenza tra diversi tipi e serogruppi di batteri Neisseria.

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Simple versus complex epidemiological models: the case of meningitis

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The present work deals with some aspects of the mathematical modeling of meningococcal meningitis, the most important form of meningitis worldwide.
The first chapter presents a review of the fundamental epidemiological models, underlines their general features and studies the problem of population diversity. In the second chapter, we summarize the scientific literature on the epidemiology of meningococcal meningitis. The third chapter shows some elementary analysis and a discussion of the italian notification data from the period 1994-2006. In the fourth chapter we summarize and critically review the mathematical literature on the meningococcus; it is surprising to find that none of the available models discusses one of the most important features of the complex meningococcal epidemiology: the coexistence among different, mutually exclusive bacterial strains, and between Neisseria meningitidis and lactamica.
For this reason, in the fifth chapter we: a) critically discuss the existing models of coexistence and b) formulate and analyze some models which are able to explain the mechanisms allowing for serogroup coexistence. The sixth chapter shows a realistic parametrization of the most promising model and the relative dynamical simulations, which show that age-structured population may justify the coexistence among different types and serogroups of the bacteria of the genus Neisseria.