2017 Fiscal Year Research-status Report
プロジェクトマネジメントの応用的研究 －重要家畜伝染病の防疫活動への適用－
| Project/Area Number |
15K12463
|
|---|
| Research Institution | University of Miyazaki |
|---|
Principal Investigator |
岡崎 直宣 宮崎大学, 工学部, 教授 (90347047)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関口 敏 宮崎大学, 農学部, 准教授 (10462780)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 口蹄疫の潜伏期間 / Keelingモデル / 推定 / 擬陽性・偽陰性 / 防疫活動のマネジメント |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
重要家畜伝染病の一つである口蹄疫は，より早い段階での防疫措置が必要であるが，感染力が有るにも関わらず感染を確認できない潜伏期間の問題がある．しかし，この問題に対処するための検出薬の開発は行われているものの，開発コストの問題があり解決は難しいのが現状である．また，発症後直ぐの殺処分と埋却は感染拡大を防ぐ上で非常に効果的であることがシミュレーション実験により確認されているが，埋却地確保のためには様々な問題を解決する必要があり，その時間がボトルネックとなり実現は非常に困難である．そこで，本研究では，Keelingモデルとして知られる口蹄疫の空間伝染モデルを用いて，未発症だが既感染の農場を推定するための数理的手法を開発した．
しかし，過去の感染事例から得られるデータは限定的であるため，その推定精度の向上には限界がある．このため，推定失敗によって生じる可能性のある損失の大きさを考慮し，これをある程度小さく抑えるような殺処分対象領域を決定するための判断基準(以降，単に“判断基準”と記す)を設定する必要がある．本研究では，この判断基準が満たすべき要件を明らかにし，その要件を満たす判断基準の所在を，偽陰性率と擬陽性率，および偽陰性による感染拡大リスクに基づき合理的に特定する方法を検討した．なお，感染拡大リスクに関しては，感染拡大による家畜そのものの損害額のみならず，それに関わる地域産業の損害額も合算される必要があることから，2010年の宮崎県での口蹄疫感染の終息直後に出された「今後5年間での損害額の試算」について調査し，より現実に則した検討を行った．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では，製造・開発プロセスではメジャーな「(プロジェクトのような)活動全般をマネジメントする」という考え方を，口蹄疫に代表される感染力の強い家畜伝染病の問題に導入することにより，防疫活動の効率化を図れないかといった問題意識で取り組んでいる．
初年度(H27年度)の感染推定手法の開発研究では，ウィルス拡散状況を数値化した「感染指数」の概念を既存の疫学モデル(Keelingモデル)に基づき定義・導入し，感染指数を「判別の閾値」とし、各農場の感染の有・無を推定するモデルを開発した．また，モデルの精度向上に寄与する要因も明らかにした．しかし，推定精度の向上には限界がある．そのため，推定失敗のリスクを考慮する必要があり，その場合，推定成功率をより高くする判断基準よりも，むしろ推定失敗による経済的損失をより小さくする判断基準を選択することの方が重要となる．そこで，次年度(H28年度)では，推定失敗による損失をより小さくする判断基準の所在を明らかにするための方法開発を行った．また，この判断基準の概念は，感染地域自治体職員の防疫上の意思決定や，それを実施する上での国や農場主との交渉を，合理的に行うためのシナリオを論理的にわかりやすく提供できる可能性を持つことを実証的に示した． H29年度は，感染の有無の判断が失敗することを前提とした防疫判断のあり方に関する検討に着手した．具体的には，偽陰性による損害額は，感染拡大による家畜そのものの損害額のみならず，それに関わる他の商業・運輸業の損害額も合算される必要があるが，関連性をどこまで辿るべきか曖昧であり，推定誤差も大きいという問題ついて調査し，この問題を踏まえた防疫判断のありかたについて様々に検討した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
以上の成果を踏まえ，H30年度は，従来の方法では困難であった防疫予算と感染拡大リスクとのトレードオフの問題を考慮した防疫判断のための手法開発，及びそのためのサポートシステム(口蹄疫の防疫戦略策定をサポートするシステム)を完成させる．
具体的には以下の通りである．適切な防疫判断をするためには，殺処分を行うか行わないかを判別するための感染指数を，推定失敗時の経済的損失を考慮しながら，感染地域の制約の範囲内で見いだす必要がある．その制約としては，人手，物資，埋却地等が考えられるが，将来発生する感染での防疫活動のボトルネックは「予算」と言われている．従って、殺処分可能な頭数は予算に比例し，感染拡大による経済的損失は防疫予算とトレードオフの関係にあるといえる．本研究では、予算の額に対する適切な感染指数の関係(Ⅰ)及び、その感染指数における偽陰性率と擬陽性率の関係(Ⅱ)を算出するプロセスを開発し，一定期間後の感染拡大状況(Ⅲ)を明らかにするためのシステムの開発を研究期間内に行う予定である．なお，本システムの動作確認実験は，国内唯一の公式データである宮崎県のデータを使用し，各農場に関する地域感染初日から当該農場の感染日までの感染指数の時系列を求め，このデータ一式と真の感染日を示すデータに基づくと行える．つまり(Ⅰ)～(Ⅲ)が得られる．
(Ⅰ)～(Ⅲ)を求める流れは以下のとおりである．まず、予算(①)に対し殺処分可能な頭数(②)が決まり，殺処分対象頭数が高々②となる感染指数(③)が求まり，これらの関係から(Ⅰ)が決まる．一方，感染指数の各値を閾値とした感染推定シミュレーションを行うと(Ⅱ)が得られ，これより感染指数③を選択した場合の偽陰性率(④)が分る．この④と，陰性推定された各農場の感染指数より偽陰性動物の所在を推定し，これを基に感染拡大をシミュレートすると⑤(つまり(Ⅲ))が得られる．
|
| Causes of Carryover |
構築したシステムにより実際のデータを用いて結果を推定する実験を行ったところ，想定していた結果と一部異なる結果が得られたため，研究の内容を一部見直し，新たな推定システムを構築した．得られた結果を分析して研究成果をまとめ，学会参加および論文投稿を行い発表するために事業期間の延長が必要である．
次年度使用額については，学会参加および論文投稿を行うために使用する計画である．
|
Research Products
(2 results)
