2021 Fiscal Year Research-status Report
Mathematical and statistical methods for expediting the assessment of human health effects of chemicals
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20K12203
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
竹下 潤一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (60574390)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 知道 東京理科大学, 理工学部経営工学科, 教授 (50251369)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 毒性予測 / インシリコ手法 / 動物実験代替法 / 貧血 / 統計的測定精度評価 / 技能試験 / 順序尺度 / 用量反応関係 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は，初年度である2020年度に整備した化学物質の毒性試験データセットを用いて，統計的アプローチによる毒性予測に関する研究及び，毒性評価・予測に資するスクリーニング試験方法の統計的測定精度評価に関する研究を行った．
毒性予測手法の研究では，機械学習の手法である決定木分析を用いて，典型的な貧血誘発物質であるアリニンの関連化合物による貧血予測モデルを構築し，アリニン関連物質の貧血誘導性を低下させるいくつかの化学物質性質を特定した．また，同様の統計解析手法を医薬品の副作用の予測研究にも応用した．
統計的測定精度評価手法の研究としては，初年度に情報収集した順序尺度に対する既存の統計的手法を，技能試験結果の解析へ応用可能であるかを考察した．具体的には(1)田口による累積法，(2)田口・広津による累積カイ二乗検定，(3)BashkanskyらによるORDANOVAの3つの既存研究を参考に試験室の能力を表す3つの指標を提案し，それぞれの指標について人工データによるシミュレーションを用いてそれらの得失を考察した．
さらに毒性評価に関連する実験では，複数の観測点での結果から用量反応関係を検討する場合も多い.そこで，複数の既存手法を取り上げ，同じ実例データを解析しその結果を比較することで，各統計的手法の得失を考察した．具体的には，Cochran-Armitageの傾向検定，累積カイ二乗検定，一般化線形モデル（ロジスティック回帰分析，補対数対数変換を用いた回帰分析），累積法を取り上げた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
毒性予測手法の研究に関しては国際誌へ2報，統計的測定精度評価手法の研究に関しては国際誌へ3報それぞれ発表でき十分に成果が得られた．
また，研究代表者の組織と研究分担者の組織の立地が近く，新型コロナの影響もなく月に1-2回程度の対面による研究ディスカッションも継続でき，本研究課題は「おおむね順調に進展している.」と判断した.
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| Strategy for Future Research Activity |
毒性予測手法に関する研究については，リードアクロス手法の研究を進める．特に，2022年度は本科研費事業で整備した化学物質の毒性試験データセットの解析を進め，既存毒性情報の特徴を把握し可能な限り定量化するとともに，リードアクロスを行うための化合物間距離の検討を行う．
統計的測定精度評価手法に関する研究については，2021年度に引き続き，計測結果が順序尺度である測定方法に対する精度評価手法と，用量反応関係を測定する測定方法に対する精度評価手法それぞれについて検討を進める．
2022年度も研究代表者と研究分担者との研究ディスカッションは，月1-2回程度対面で実施することを継続する．
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| Causes of Carryover |
（理由）少額の残が生じたため，翌年度に繰り越しをし次年度の研究費と合算して有効活用することとした.
（使用計画） 次年度の研究費も今年度に引き続き研究費の大半を，研究に必要な文献資料代，ソフトウェアのライセンス代，研究成果発表のための論文英文校閲代に使用する予定である.
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