Mathematical and statistical methods for expediting the assessment of human health effects of chemicals

2022年度は，2021年度に引き続き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．また，本研究課題のベースである確率・統計理論についても研究を行った．(1)毒性予測手法の研究では，情報学分野のk-近傍法と利用する距離に関する研究成果をサーベイし，本研究課題における化学物質間距離の計算に利用する距離の候補を抽出した．サーベイの結果，0付近の小さい値では小さな数値の変化が化学物質間の類似性に大きく影響し，一方で大きな値では数値の変化が化学物質間の類似性にほとんど影響しない性質を持つ距離が適しているとの結論に至った．また，化学物質間距離の計算に用いる変数の選択方法が，毒性の類似性に与える影響を定量化した．複数のデータセットと複数の変数選択方法を用いて類似物質の毒性の一致度を比較したところ，適切な変数選択方法は用いるデータセットにかなり依存することがわかった．(2)統計的測定精度評価手法の研究としては，昨年度に引き続き用量反応関係を測定する測定方法を対象に研究を行い，試験室間分散を用量反応関係の位置の違いに寄与する部分と，傾きの違いに寄与する部分とに分解する方法論を提案した．また，順序尺度に対する既存ばらつき指標の中から，精度評価実験の解析での利用に適しているものをシミュレーションスタディを通じて提案した．具体的には，(i)BashkanskyらによるORDANOVAで利用されている指標，(ii)Kvalsethが提案したミンコフスキー距離を用いた指標を取り上げ，このうち，ミンコフスキー距離の次数2のKvaseth提案指標が最も適しているとの結論に至った．

2022年度は，2021年度に引き続き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．また，本研究課題のベースである確率・統計理論についても研究を行った．(1)毒性予測手法の研究では，情報学分野のk-近傍法と利用する距離に関する研究成果をサーベイし，本研究課題における化学物質間距離の計算に利用する距離の候補を抽出した．サーベイの結果，0付近の小さい値では小さな数値の変化が化学物質間の類似性に大きく影響し，一方で大きな値では数値の変化が化学物質間の類似性にほとんど影響しない性質を持つ距離が適しているとの結論に至った．また，化学物質間距離の計算に用いる変数の選択方法が，毒性の類似性に与える影響を定量化した．複数のデータセットと複数の変数選択方法を用いて類似物質の毒性の一致度を比較したところ，適切な変数選択方法は用いるデータセットにかなり依存することがわかった．(2)統計的測定精度評価手法の研究としては，昨年度に引き続き用量反応関係を測定する測定方法を対象に研究を行い，試験室間分散を用量反応関係の位置の違いに寄与する部分と，傾きの違いに寄与する部分とに分解する方法論を提案した．また，順序尺度に対する既存ばらつき指標の中から，精度評価実験の解析での利用に適しているものをシミュレーションスタディを通じて提案した．具体的には，(i)BashkanskyらによるORDANOVAで利用されている指標，(ii)Kvalsethが提案したミンコフスキー距離を用いた指標を取り上げ，このうち，ミンコフスキー距離の次数2のKvaseth提案指標が最も適しているとの結論に至った．