2023/10/11

QSAR Toolboxの概要・操作説明（独）製品評価技術基盤機構
化学物質管理センター
堀田 麻子

QSAR Toolboxの概要

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ＱＳＡＲ Ｔｏｏｌｂｏｘとは？
✓ ＯＥＣＤがECHA（欧州化学品庁）と共同で開発を行っているカテゴリーアプローチを支援するためのソフトウェア。
✓ 物理化学的性状、分解性、蓄積性、生態毒性、反復投与毒性などの様々なエンドポイント*に関するデータベースと化学物質をグループ分けするために必要な機能などが備わっている。
✓ 2008年3月にver.1.0が公開され、現行の最新版であるver.4.6 が2023年5月に公開。
✓ フリーソフトウェア （ＯＥＣＤのＨＰ上にて公開。ユーザー登録が必要。）• 公開サイト： https://qsartoolbox.org/*化学物質の評価の指標とする項目
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QSAR Toolboxのユーザは？
ダウンロード数: 約50,000名

国別ランキング
1 位 米国
2 位 中国3 位 インド
4 位 日本
5 位 韓国

分野別ランキング
1 位 産業2 位 学術3 位 そのほか4 位 行政
5 位 IT

OECD Toolbox HPより（2023/8/14 確認）
https://qsartoolbox.org/download/statistics/
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ＱＳＡＲ Ｔｏｏｌｂｏｘの開発の経緯✓ 2005年頃の開発当初は、各種ＱＳＡＲモデルを集めたライブラリの構築を計画。
✓ 開発メンバー間における議論において、ＱＳＡＲモデルの予測結果のみでは行政利用における判断根拠としては不十分であるとの認識が高まる。
✓ 最終的には、カテゴリー作成を支援する機能及びカテゴリーアプローチによるデータギャップ補完を支援する機能と共に、カテゴリー化の根拠を第三者に明確に示す機能が主体のシステムとして公開。

“for Grouping chemicals into categories”
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ＱＳＡＲ Ｔｏｏｌｂｏｘの機能概要✓ グルーピングを行うための、毒性発現の原因となる部分構造を認識する機能（プロファイラー）と、各国から提供された各種エンドポイントの実測試験データベースが実装されている。

✓ プロファイラーにより、毒性発現の原因となる共通の部分構造を有する、カテゴリーの候補物質群を効率よく探すことができる。また、実測試験データベースから、これら物質群の実測試験データを収集できる。
✓ 収集した実測試験データを基に毒性発現の傾向を解析することにより、カテゴリーを構築し、未試験物質のデータを予測（データギャップ補完）することができる。
未試験物質
化学構造

類似

毒性推定値

データギャップ
補完

試験済物質
化学構造

毒性試験
データ
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ＱＳＡＲ Ｔｏｏｌｂｏｘでできること
実測試験データベース
・物理化学的性状、環境中運命と移送、生態毒性情報、人健康有害性分野における62データベースに、10万物質、300万件の実測データを収載
・日本からは化審法データ（分解性、蓄積性、生態毒性、人健康有害性）、光感作性データを提供
プロファイラー・ 70 プロファイラー・日本からはHESSカテゴリーを提供

QSAR
・254 QSARモデル
・日本からはKATEを提供

その他
・11インベントリー(約318,000物質)
・代謝DBとシミュレーター

実測試験データの検索

類似物質の検索とカテゴリ構築

代謝産物の探索やシミュ
レート

類 似 物 質 デ ー タ か らデ ータ
ギャップ補完QSAR予測の実行

データマトリックス・レポートの作成

https://qsartoolbox.org/resources/databases/

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QSAR Toolbox 4.6の操作説明

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立ち上げ（１）←①ダブルクリック②表示される→9立ち上げ（２）①緑色になったことを確認←②ダブルクリック③表示される→（数分待つ）

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立ち上げ（３）クリック

11リードアクロスの操作例

評価対象物質対象エンドポイント

皮膚感作性
CAS RN: ５８５６－７７－９

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QSAR Toolboxのワークフロー
Input➀評価対象物質の入力

Profiling➁カテゴリー属性等の抽出

DataCategory Definition
Data Gap Filling

Report③DBから実測試験データの抽出④類似物質データの抽出⑤データギャップ補完⑥レポートの作成
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QSAR Toolboxの基本画面構成
Input

ワークフローに対応した６つのモジュール
Data Gap
Data Category
Profiling
Definition Filling

評価対象構造エンドポイントツリー

Report類似物質

データマトリクス
F1 ボタンでヘルプ画面を見ることができます。
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QSAR Toolboxの基本画面構成
Input

ワークフローに対応した６つのモジュール
Profiling Data Category Definition Data Gap Filling Report

評価対象構造類似物質

データマトリクス

エンドポイントツリー

F1 ボタンでヘルプ画面を見ることができます。

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Inputモジュール 画面構成
Input: 評価対象物質の入力

単一物質の入力

物質リストの入力 部分構造・
条件検索

エンドポイントの定義

16評価対象物質の入力

操作説明①Inputモジュールクリック②クリック（CAS番号による入力を選択）
④クリック

⑤クリック

③入力
５８５６－７７－９17評価対象物質の入力（結果）操作説明①クリック（入力した物質の構造情報の確認）

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Profilingモジュール 画面構成
Profiling: カテゴリー属性等の抽出
プロファイラー

評価対象構造プロファイリング結果の詳細説明画面
カテゴリーリスト

各カテゴリーの説明タブ

構造条件

毒性発現のメカニズムに関する情報

代謝シミュレータ

評価対象物質プロファイラーに対する属性（該当するカテゴリー）
19プロファイラーによる該当するカテゴリーの特定皮膚感作性のための蛋白結合アラートプロファイラー
評価対象物質プロファイラプロファイリング結果

皮膚感作性のための蛋白質結合アラート>> (Thio)Acyl and (thio)carbamoyl
halides and cyanides

毒性発現の原因となる部分構造を特定
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プロファイリング

操作説明①Profilingモジュールクリック②クリック（人健康関連エンドポイントのツリーを開く）
プロファイラ

③ セル選択（評価対象エンドポイントに関連のあるプロファイラ/代謝シミュレータの確認→関連のあるものが強調表示される）④ “Endpoint Specific”の“Protein binding alerts for skinsensitization by OASIS”にチェックを入れ、他のチェックを外す（使用するプロファイラの選択）⑤ 全てチェックを外す（代謝シミュレータは使用しない）

代謝情報・シミュレータ

緑■：評価対象エンドポイントのためのデータや知見により開発されたプロファイラ
オレンジ■：評価対象エンドポイントに、何らかの形で関係性があるデータや知見により開発されたプロファイラ
強調なし□：評価対象エンドポイントと開発に用いられたデータや知見の間に関連性があるというエビデンスが21
ないプロファイラプロファイリング

操作説明① クリック（選択したプロファイラによるプロファイリングの実行）② 選択したプロファイラによるプロファイリングの結果

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プロファイリング結果の詳細の確認② クリック

操作説明④ Literatureタブ選択③ クリック① ダブルクリック⑤ アシルハライド基が蛋白結合を誘発するグループに属することを確認
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Dataモジュール 画面構成
Data: DBから実測試験データの抽出

データベース

選択したデータベースから実測試験データを抽出

データ詳細確認画面
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試験データの取得

操作説明① Dataモジュールクリック

データベース

緑■：評価対象エンドポイントのデータが掲載されているDB
強調なし□：評価対象エンドポイントのデータが掲載されていないDB② セル選択 （評価対象エンドポイントに関連のあるデータベースの確認→関連のあるものが強調表示される）③ “Human Health Hazards”の”Skin Sensitization“、”SkinSensitization ECETOC“、 ”Skin Sensitization OASIS(normalized)“にチェックを入れ、他のチェックを全て外す（使用するデータベースの選択）
インベントリ（試験データはなし）④ チェックを全て外す（類似物質検索（次のモジュール）にインベントリは使用しない）

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試験データの取得

操作説明① クリック（選択したデータベースから評価対象物質の試験データを取得する）② クリック （全エンドポイントのデータを抽出）③ クリック（選択したデータベースにはデータがなかった）→ よって、類似物質を用いたデータギャップ補完の検討に進む

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Category Definitionモジュール 画面構成
Category Definition: 類似物質データの抽出（類似物質：選択したプロファイラーにより、同じカテゴリーに属する物質）

類似物質

プロファイラ
選択したプロファイラーに対し、評価対象物質と同じカテゴリーに属する類似物質データが抽出される。

M : 実測R : Read-across
T : Trend analysis
Q : QSAR

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抽出される類似物質
皮膚感作性のための蛋白結合アラートプロファイラー
評価対象物質プロファイラプロファイリング結果

皮膚感作性のための蛋白質結合アラート>> (Thio)Acyl and (thio)carbamoyl
halides and cyanides

同じカテゴリの類似物質が抽出される
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カテゴリー定義

操作説明① Category Definitionクリック② “Endpoint Specific”の“Protein binding alerts
for skin sensitization by OASIS”をクリック （カテゴリーによるグループ化に利用するプロファイラーを選択）③ クリック（選択したプロファイラーにより、評価対象物質と同じカテゴリーに属する物質の試験データを前のモジュールで選択したデータベースから取得する）
グルーピング方法（プロファイラ）

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カテゴリー定義

操作説明① 評価対象物質が属するグループの確認（アシル化に関するカテゴリーの階層が表示されている 大：ドメイン、中：メカニズム、小：物質群）② クリック（類似物質の試験データの取得の実行）③ クリック（グループの複数階層をANDで結んで選択しているので、最も詳細な階層のみを選択した結果と同じになるがよいか？）
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カテゴリー定義

操作説明① クリック（抽出物質数の確認）② クリック（全てのエンドポイントの試験データを抽出）③ クリック（試験データ数の確認）
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類似物質の試験データの確認

操作説明

データマトリックス① クリック（ツリーを展開）

このエンドポイントは、11物質に対し16の試験データがある

試験データ（M：は実測の意味）

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類似物質の試験データの確認

操作説明② ダブルクリック（データの詳細の確認）③ データの詳細が表示される

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Data Gap Fillingモジュール 画面構成
Data Gap Filling: データギャップ補完

評価対象物質の値を類似物質の試験データから予測

類似物質の試験データ（毒性影響が類似していない）
毒性影響が類似する
ようにサブカテゴリ化

類似物質の試験データ確認（毒性影響が類似していない場合には、サブカテゴリー化による類似物質の検討が必要）

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データギャップ補完
皮膚感作性のための蛋白結合アラートプロファイラー
類似構造(Common functional group)

評価対象物質No
Positivedata(Read-across)(in vivo)

Positive(in vivo)

Positive(in vivo)

Positive(in vivo)

類似する毒性影響

35データギャップ補完

操作説明① Data Gap Fillingクリック② セル選択（データギャップ補完を行うエンドポイントの指定：LLNA EC3）

③ クリック（データギャップ補完の方法の指定：Read-across）④ クリック（陽性/陰性の分類方法の選択） 36

データギャップ補完

操作説明

グラフで特性の類似性/規則性を確認する

予測がNegativeのデータが一つ含まれるのでサブカテゴリ化を行う。

① Select/filter
dataをクリック② Subcategorizeをクリック●：評価対象物質（予測）●：類似物質（実測；Read-acrossに使用）●：類似物質（実測；Read-acrossに未使用）●：選択されているプロット
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データギャップ補完

操作説明① Optionをクリック② Color byでTargetendpointを選択し、Legendをクリック③ クリック38

データギャップ補完

操作説明① Optionをクリック② Group byでTargetendpointを選択し、Legendをクリック

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データギャップ補完

操作説明

グルーピングの対象から外れる候補

グルーピングに適したプロファイラの候補が表示される① Protein binding byOASISをクリック●：評価対象物質（予測）●：類似物質（実測；Read-acrossに使用）●：異なる作用機序を示すと予想された類似物質●：削除対象とされた物質

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データギャップ補完

操作説明

グルーピングの対象から外れる候補① Organic functional groupsをクリック② AnaloguesのうちArylをクリック③ Remove selectedをクリック

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データギャップ補完

操作説明

グラフで特性の類似性/規則性を再確認する●：評価対象物質（予測）●：類似物質（実測；Read-acrossに使用）●：類似物質（実測；Read-acrossに未使用）●：選択されているプロット① Accept predictionクリック（予測結果の承認）② クリック（承認の確認）
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データギャップ補完（結果）

操作説明

予測データ
（R：はRead acrossの意味）① クリック

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Reportモジュール 出力イメージ
評価結果をPDFのレポートやデータマトリックス形式で出力可

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レポート作成

操作説明① Reportクリック② クリック（レポートを作成する予測結果を選択）③クリック（レポートの形式を選択：Data Matrix）
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レポート作成① クリック（レポート作成の実行）

操作説明作成されるレポート
ファイルのリスト② 保存したいファイルを選択③ クリック （作成されたレポートを開く）

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レポート作成（結果）

操作説明

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参考情報

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QSAR Toolbox Website
https://www.oecd.org/chemicalsafety/risk-assessment/oecd-qsartoolbox.htm• QSAR Toolboxのダウンロード• Guidance Documents andTraining Materials• Webinar• Help Desk
• Public Discussion Forumetc.

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ユーザーマニュアル（和訳）
当機構HPにおいてユーザマニュアル・インストールマニュアル等の和訳を公開（https://www.nite.go.jp/chem/qsar/toolbox.html）

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QSAR Toolbox のHelp Desk
次のようなトラブルについては、下記URLのヘルプデスクに照会して下さい。
– ユーザー登録– ソフトウェアのダウンロード及びインストール– ソフトウェアの基本的な使い方– バグなどの情報

OECDのHP:
http://www.oecd.org/chemicalsafety/riskassessment/oecd-qsar-toolbox.htm#Helpdesk
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動画講習/学習教材サイト
リードアクロス講習の動画等の学習教材を公開しています。
1. リードアクロス講習
2. リードアクロス関連ガイダンスとサイトのご案内

NITEのHP:
https://www.nite.go.jp/chem/qsar/ReadAcrossTraini
ng.html52

ご清聴ありがとうございました

お問い合わせ先 hess@nite.go.jp
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