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医療ビッグデータと機械学習を活用した薬剤性腎障害の予測手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K16050
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47060:医療薬学関連
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

安部 賀央里  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (70440625)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード薬剤性腎障害 / 医療ビッグデータ / 機械学習 / 有害事象自発報告データベース / 医療情報データベース / 副作用
研究開始時の研究の概要

薬剤性腎障害では腎機能障害が進行し生命予後が不良になるケースが問題となっている。そこで、薬剤性腎障害を早期に診断し、予防・治療を適切に行い腎障害の進行を抑制することは臨床上重要である。本研究では、大規模な有害事象自発報告データベースから薬剤性腎障害を引き起こす医薬品を特定し、さらに病院情報システムの医療情報から機械学習を用いて薬剤性腎障害の有無を予測する手法を開発する。

研究成果の概要

本研究では、医療ビッグデータと機械学習を活用して薬剤性腎障害の予測モデルを開発した。有害事象自発報告データベースであるJADERとFAERSから薬剤性急性腎障害(AKI)を引き起こす可能性の高い医薬品を定義し、化学構造情報のみからAKIを判別するアンサンブルモデルを構築した(ROC-AUC:0.82)。また、名古屋市立大学病院の電子カルテ情報からバンコマイシンによるAKIを引き起こす可能性の高い患者を判別するLightGBMモデルを構築した(ROC-AUC:0.78)。本モデルは臨床現場における効率的な支援に加え、腎障害誘発作用のリスクが低い新薬開発においても有益となる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、医療ビッグデータと機械学習を活用した薬剤性腎障害の予測研究であり、医薬品の安全性評価の効率化、高度化に向けた取り組みとして重要である。機械学習を用いることで、膨大な医療関連データから複雑で多様な情報を解釈し、新たなリスク因子候補を見いだすことが可能となる。本研究で開発した予測モデルから得られる、腎障害の発症リスクの高い患者や原因薬剤の情報は新薬開発にも有益となり学術的意義が大きい。さらに、薬剤性腎障害は高齢化に伴い今後増加することが懸念され、医療現場での早期診断、原因薬剤の特定による早期対策を支援することが可能となるため社会的意義も大きい。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Comparison of Efficacy and Safety of Direct Oral Anticoagulants and Warfarin between Patients in Asian and non-Asian Regions: A Systematic Review and Meta-Regression Analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Ambe K., Akita A., Wei J., Yoshii Y., Onishi M., Tohkin M.
    • 雑誌名

      Clin Pharmacol. Ther

      巻: n/a 号: 6 ページ: 1240-1250

    • DOI

      10.1002/cpt.2881

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Skin sensitization potency prediction of ingredients in hair colorants using in silico models of machine learning.2023

    • 著者名/発表者名
      2.Ashikaga T, Narita K, Kobayashi M, Tachibana S, Murasaki W, Suzuki M, Ambe K, Tohkin M.
    • 雑誌名

      Journal of Japanese Cosmetic Science Society

      巻: 47 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of quantitative model of a local lymph node assay for evaluating skin sensitization potency applying machine learning CatBoost2021

    • 著者名/発表者名
      Ambe Kaori、Suzuki Masaharu、Ashikaga Takao、Tohkin Masahiro
    • 雑誌名

      Regulatory Toxicology and Pharmacology

      巻: 125 ページ: 105019-105019

    • DOI

      10.1016/j.yrtph.2021.105019

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Establishment of a threshold of toxicological concern concept for skin sensitization by in vitro/in silico approaches.2021

    • 著者名/発表者名
      Ashikaga Takao、 Ambe Kaori、Suzuki Masaharu、 Kurimoto Masayuki、 Yamada Takashi、Tohkin Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Japanese Cosmetic Science Society.

      巻: 45 ページ: 331-335

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Silico Approach to Predict Severe Cutaneous Adverse Reactions Using the Japanese Adverse Drug Event Report Database2021

    • 著者名/発表者名
      Ambe Kaori, Ohya Kazuyuki, Takada Waki, Suzuki Masaharu, Tohkin Masahiro
    • 雑誌名

      Clinical and Translational Science

      巻: 14 号: 2 ページ: 756-763

    • DOI

      10.1111/cts.12944

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Development of in silico model for skin sensitization evaluation using machine learning2022

    • 著者名/発表者名
      安部賀央里
    • 学会等名
      ACAAE2022, the 3rd Asian Congress for Alternatives to Animal Experiments
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒトの副作用予測に向けた機械学習アプローチ2022

    • 著者名/発表者名
      安部賀央里
    • 学会等名
      第49回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] JAPIC AERSと機械学習を活用した胆汁うっ滞型薬物性肝障害の予測モデルの開発2022

    • 著者名/発表者名
      濱上 敦史, 土井 更良, 安部 賀央里, 頭金 正博
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 化学構造情報とin vitro情報を使用した特異体質性薬物性肝障害の予測手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      片山 早紀, 安部 賀央里, 頭金 正博
    • 学会等名
      第5回医薬品毒性機序研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of drug-induced liver injury in silico using large-scale adverse event database2022

    • 著者名/発表者名
      土井 更良, 安部 賀央里, 頭金 正博
    • 学会等名
      CBI学会2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] FAERSを用いた機械学習による薬物性肝障害の予測モデルの開発2022

    • 著者名/発表者名
      土井 更良, 安部 賀央里, 頭金 正博
    • 学会等名
      第49回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習法による特異体質性副作用の予測2021

    • 著者名/発表者名
      安部賀央里
    • 学会等名
      第42回日本臨床薬理学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学物質の安全性評価におけるin silico予測モデル2021

    • 著者名/発表者名
      安部賀央里
    • 学会等名
      CBI学会2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 毒性データベースを用いた化学物質のインシリコ毒性予測2021

    • 著者名/発表者名
      安部賀央里
    • 学会等名
      第65回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医薬品副作用自発報告データベースを用いたアンサンブル機械学習モデルによる薬剤性急性腎障害の予測2021

    • 著者名/発表者名
      家田維哉、安部賀央里、頭金正博
    • 学会等名
      第42回日本臨床薬理学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 医薬品副作用自発報告データベースを用いた機械学習による薬剤性急性腎障害の予測手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      家田維哉、安部賀央里、頭金正博
    • 学会等名
      医療薬学フォーラム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習による薬物性肝障害の予測手法の開発~大規模副作用データベースを利用した予測法~2020

    • 著者名/発表者名
      高田和季、安部賀央里、頭金正博
    • 学会等名
      第6回次世代を担う若手のためのレギュラトリーサイエンスフォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] JADERを用いた機械学習法による薬剤性急性腎障害の予測手法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      家田維哉、安部賀央里、頭金正博
    • 学会等名
      第6回次世代を担う若手のためのレギュラトリーサイエンスフォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 大規模副作用データを利用した機械学習による薬物性肝障害の予測手法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      高田和季、安部賀央里、頭金正博
    • 学会等名
      第47回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋市立大学大学院薬学研究科 レギュラトリーサイエンス分野

    • URL

      http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/dse/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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