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医薬品候補化合物の副作用発症確率を予測する数理モデルの創成

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0017
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 連携探索型数理科学
研究機関大阪大学

研究代表者

高木 達也  大阪大学, 薬学研究科, 教授 (80144517)

研究分担者 日比 孝之  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (80181113)
岡本 晃典  北陸大学, 薬学部, 講師 (70437309)
川下 理日人  大阪大学, 薬学研究科, 助教 (00423111)
田 雨時  大阪大学, 薬学研究科, 助教 (60761252)
研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード有害事象 / 機械学習 / ATCコード / Stacking / 化学記述子 / 悪性症候群 / スティーブンス・ジョンソン症候群 / マルチラベル学習 / 重篤希少有害事象 / AI / ROC曲線 / 多変量解析 / 副作用予測 / サポートベクターマシン / ランダムフォレスト / 多数決法 / 重大副作用 / JADER / Random Forest / 医薬品有害事象 / グレブナー基底
研究成果の概要

我々は、化学構造から、希少かつ重篤な有害事象を起こしやすい医薬品を予測する目的で、様々な機械学習法を適用した。化学構造記述子、物理化学記述子に加え、ATCコード記述子を導入することにより、幾つかの機械学習法(ロジスティック回帰、Support Vector Machine、Random Forest、k-nn法、ナイーブベイズ、ニューラルネットワーク法に加え、スタッキング法を用いた)で、血小板減少症、悪性症候群を起こしやすい医薬品の予測が「可能である」と言える程度の予測性を得た。この結果により、前臨床の段階での開発の中断や、市販医薬品に対する注意を行うことができる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

希少有害事象はこれまで、ともすれば、見過ごされがちであった。理由としては、極めて珍しいこと、殆どの医薬品に見られるので、これを咎めると、医薬品が市場に無くなってしまうことが考えられる。しかしながら中には命に関わる重篤なものもあり、かつ、一部の医薬品で高確率で見られ、回収に繋がったものもある事から、このまま見過ごすことはできないと考えた。今回の結果により、より高確率で希少重篤有害事象を引き起こす医薬品の化学的特徴が明らかとなり、将来的には、医薬品開発の様々な段階で援用され、服薬指導時に注意を促すための材料となり、有害事象から命を落としたり、後遺症に悩む人々の現出を予防できることが期待される。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 機械学習を用いた悪性症候群予測モデルの構築2019

    • 著者名/発表者名
      望月麻衣、福戸康平、田雨時、高木達也
    • 学会等名
      第47回構造活性相関シンポジウム(熊本)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた医薬品の有害事象の予測モデル構築の検討2018

    • 著者名/発表者名
      Ni Tao、高木達也、日比孝之、望月麻衣、森脇寛智、田雨時
    • 学会等名
      第46回構造活性相関シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Prediction of Serious Adverse Events Using Machine Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Yushi-Tian, Hirotomo Moriwaki, Hiroaki Moriuchi, Satoshi Aoki, Nobuki Takayama, Norihito Kawashita, Takayuki Hibi, Tatsuya Takagi
    • 学会等名
      19th International Conference on Medicinal Chemistry and Multi Targeted Drug Delivery
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Prediction of Serious Adverse Events Using Machine Learning2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya TAKAGI
    • 学会等名
      11th Asian Federation for Medicinal Chemistry's International Medicinal Chemistry Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constructing prediction models of adverse drug reactions using machine learning2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki MORIUCHI
    • 学会等名
      44th Symposium on Structure-Activity Relationships
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-07-14   更新日: 2022-11-04  

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