Transcript Dunnett型順位和検定の変遷

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
Qsar DB構築・福田合宿資料/201111-4&5
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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．
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DB構築に使用した毒性試験報告書数
出典
国立衛研
NITE
経産省
NTP短期試験
NTP 長期試験の予備試験
学術論文
計
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試験数
265
27
23
57
124
30
526
3
NOELとNOAEL/日本トキシコロジー学会(JTS)
生物学的なすべての影響が対照群に対し
NOEL て統計学的に有意な変化を示さなかった
最高投与量.
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,
NOAEL 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.
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化審法とOECD毒性ガイドラインの評価
化審法
「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).
OECD
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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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>0.05
Kruskal-Wallis’s H test
ANOVA
P<0.05
P>0.05
Dunnett’s test
P<0.05
End
Group size
Same
P<0.05
P>0.05
End
Group size
Diff.
Scheffé’s test
Same
Non-para type
Dunnett’s test
0.01
QsarP<0.05,
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Diff.
Non-para type
Scheffé’s test
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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%)
14
327/2030 (16%)
ラット
5
1198/3278 (37%)
マウス
5
882/2626 (34%)
10
2089/5904 (35%)
平均
104
平均
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
佐久間(1981),
ノンパラダネット(ｼﾞｮﾝｲﾄ型) 日本のみ
山崎(1981),
ダネットの順位和検定
吉村(1996)
ダネット型順位和検定
ノンパラダネット(ｾﾊﾟﾚｰﾄ型)
Steelの検定
日本と
外国
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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
Scheffé type
Dunn's test
Tukey type
Dunnett type
Williams-Wilcoxon
Steel
Mann-Whitney U
4群設定
5群設定
22
40
19
30
18
32
15
26
8
12
4
6
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
個体の順位
群
対
低
中
1→15
16→30
31→45
●●●●●●●●●●●●●●●
●●●●●●●●●●●●●●●
●●●●●●●●●●●●●●●
高
•
•
•
46→60
●●●●●●●●●●●●●●●
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？
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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--個体の順位
群
対
低
中
1→15
16→30
31→45
●●●●●●●●●●●●●●●
●●●●●●●●●●●●●●●
●●●●●●●●●●●●●●●
高
•
•
•
46→60
●●●●●●●●●●●●●●●
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？
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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)
2.4, 2.8
Rats
2.4, 2.4
尿量(mL)
2.4
43, 45,
40, 41,
46
62, 48
68, 52,
55
73, 104,
102, 72
52, 103,
97, 99
平均±S.D.
43±2.5
57±8.0
88±18
88±24
2.7±0.1
Bartlett
P=0.0001
KruskalWallis
P=0.0006
Non-para
Dunnett
-
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
個体の順位
群
対 照
低用量
中用量
1→4
5→8
9→12
13→14
●●●●
●●●●
●●●●
高用量
●●●●
• 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．
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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
Steel’s test
One-sided,
P<0.05, 0.01
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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のｾ
ﾊﾟﾚｰﾄ型 = 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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