1

げっ歯類を用いた毒性試験用統計解析ツールの決定樹に組み込まれているノンパラメトリックの

Dunnett 型順位和検定の変遷

小林克己NITE

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試験責任者は低用量群を NOEL としたい

1. 本試験の前に， 2 週間程度の小規模試験を実施し用量を設定する．

2. 中には急性毒性値 (LD50) を参考に本試験を設定する場合もある．

3. 低毒性が予想できる場合は， 0, 100, 300, 1000 mg/kg が一般的である．

4. 一般的：対照群，低用量群，中用量群，高用量群 + （最高用量群）の 4 または 5 群を設定する．

5. NOEL と LOEL を設定したい．Qsar

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2

DB 構築に使用した毒性試験報告書数

出典 試験数国立衛研 265

NITE 27経産省 23

NTP 短期試験 57NTP 長期試験の予備試

験 124

学術論文 30計 526

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3

NOEL と NOAEL/ 日本トキシコロジー学会 (JTS)

NOEL生物学的なすべての影響が対照群に対して統計学的に有意な変化を示さなかった最高投与量 .

NOAEL

毒性学的なすべての有害影響が認められない最高用量 . 有害影響があるかどうかの判断は , 毒性専門家によるとされているが , 国際機関を含めて多くの機関では基質的変化を伴わない血清生化学値あるいは器官重量の増減 , または代償的な変化は有害性と見なさないとしている .

4Qsar DB 構築・福田合宿資料 /2011-11-

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化審法と OECD 毒性ガイドラインの評価

化審法 OECD

「最低用量は試験期間を通じて被験物質による毒性影響が発現しない量とする」（慢性毒性試験の「用量」の項の記載）．「 NOEL (mg/kg) 」「 NOEL の推定根拠とした変化」を記載する ( 試験結果報告書様式の欄 ).

NOAEL

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化審法の評価

1.収集した毒性試験報告書の多くは，統計学的有意差を根拠に NOEL を採用している．

2.最近の収集データは， NOEL とNOAEL の併記および NOAEL の表記の傾向にある．

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Dunnett 型ノンパラメトリック検定は，使用できない

1. 決定樹を用いている毒性試験では， 80%程度の頻度で現在も使用されている．

2. 検出力は，極めて悪い．3. 低用量群は，絶対有意差 (P=5%) が認め

られない．4. 日本のみで使用されている．5. 最近では，これに代わって検出力の高い

Steel の検定．これは，別名ノンパラダネットセパレートタイプともいう．

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8

28 日間反復投与毒性試験に使用された決定樹 / 悪い例

use rate;23/122

Bartlett’s test P<0.05P>0.05

P<0.05 P>0.05 P<0.05 P>0.05

ANOVA Kruskal-Wallis’s H test

Dunnett’s test

End

Scheffé’s test

P<0.05, 0.01

Group size

Same Diff.

Non-para type Dunnett’s test

Non-para type Scheffé’s test

Group size

Same Diff.

End

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9

バートレットの検定で不等分散・有意差アリ (P < 0.05) とは

マウスの飲水量 (g/week)

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しかし，救いはBartlett の検定によって等分散が悪くノンパラメト

リックのダネット型検定に流れる定量値は，全体の

1. N = 4, 5 程度では（化審法）， 8% 程度，2. N = 20 程度では， 16% 程度，3. N = 50 程度では， 35% 程度，である．

この決定樹の経路を示している試験機関は，安評のみである．

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定量値に対する Bartlett の等分散検定(5% 水準 ) で有意差が検出される割合

試験期間（週）

動物種 試験数 有意差検出率 (%)

12, 52 イヌ 3 164/2004 (8.0%)

13ラット 7 198/1126 (18%)

マウス 7 129/ 904 (14%)

平均 14 327/2030 (16%)

104ラット 5 1198/3278 (37%)

マウス 5 882/2626 (34%)

平均 10 2089/5904 (35%)体重，飼料摂取量，飼料効率，血液および生化学的検査値，尿検査値，器官重量およびその体重比などを示す． Bartlett の検定は， N 数 10 以上に使用と正書に述べられている．

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ノンパラメトリック Dunnett の多重比較検定の呼び方

同一検定法 使用状況 出典ノンパラダネットノンパラダネット ( ｼﾞｮﾝｲﾄ型 )

ダネットの順位和検定ダネット型順位和検定

日本のみ

佐久間 (1981),

　山崎 (1981),

吉村 (1996)

ノンパラダネット ( ｾﾊﾟﾚｰﾄ型 )

Steel の検定

日本と外国

Steel (1959)

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順位和検定による低用量群で有意差を検出できる 1 群内の最低標本数･･･最高の用量相関性を示した場合･･･

検定法 4 群設定 5 群設定Scheffé type 22 40

Dunn's test 19 30

Tukey type 18 32

Dunnett type 15 26

Williams-Wilcoxon 8 12

Steel 4 6

Mann-Whitney U 3 　（ 2 群間検定 / 参考値）

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Dunnett 型順位和検定による低用量群で有意差を検出できる１群内の最低標本数

最高の用量相関性を示した場合

• Dunnett 型順位和検定は 1982 から長期にわたり使用されている．• 化審法の 28 日間反復投与には使用できない．• 最近では，代わって Steel の検定が常用されている．化審法では？

群個体の順位

1→15 16→30 31→45 46→60

対 ●●●●●●●●●●●●●●●

低 ●●●●●●●●●●●●●●●

中 ●●●●●●●●●●●●●●●

高 ●●●●●●●●●●●●●●●

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Dunnett 型順位和検定による検出力--- 有意差が検出できない例 ---

• Dunnett 型順位和検定は 1982 から長期にわたり使用されている．• 化審法の 28 日間反復投与には使用できない．• 最近では，代わって Steel の検定が常用されている．化審法では？

群個体の順位

1→15 16→30 31→45 46→60

対 ●●●●●●●●●●●●●●●

低 ●●●●●●●●●●●●●●●

中 ●●●●●●●●●●●●●●●

高 ●●●●●●●●●●●●●●●

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Non-parametric Dunnett と Steel の検出力

( 小林ら , 2000)

群 (N) 対照(5) 低用量(5) 中用量(5) 高用量(4) 最高用量(4)

Rats尿量(mL)

2.4, 2.82.4, 2.4

2.4

43, 45,40, 41,

46

62, 4868, 52,

55

73, 104,102, 72

52, 103,97, 99

±平均 S.D. 2.7± 0.1 43± 2.5 57± 8.0 88± 18 88± 24

Bartlett P=0.0001Kruskal-

Wallis P=0.0006

Non-paraDunnett - Not sig. P<0.05 P<0.01 P<0.01

Steel - P<0.05 P<0.05 P<0.05 P<0.05

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Steel の順位和検定による低用量群で有意差を

検出できる１群内の最低標本数最高の用量相関性を示した場合

• Steel の検定は，別名セパレート型ダンネットの多重比較検定と呼ばれている．

• 最近では，一般毒性試験に Steel の検定が常用されている．

群個体の順位

1→4 5→8 9→12 13→14

対　照●●●●

低用量●●●●

中用量●●●●

高用量●●●●

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28 日間反復投与毒性試験に使用された最新の適した決定樹

use rate;20/122

Bartlett’s test

P<0.05 P>0.05

Dunnett’s test

One-sided,P<0.05, 0.01

Steel’s test

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まとめ

1. 毒性試験では，ノンパラメトリック Dunnett 型検定の使用ができない．

2. 毒性試験では，低用量群に有意差の検出差ができない．

3. 有意差が検出できる 1 群内動物数は 15 匹．4. 使用できる検定は，ノンパラメトリック

Dunnett の 型 ｾﾊﾟﾚｰﾄ = Steel の検定5. 有意差が検出できる 1 群内動物数は 4 匹．6. Steel の検定の欠点は高用量群に検出力が低い．

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