日本統計学会誌
第22巻 ,第 3号 (増 刊号),1993年
465頁 〜473頁

式験 の 統 計 学 的 側 面

前 臨

吉

村

功

*

Statistical Aspects of Pre-clinical Experiments
Isao Yoshilnura*This paper surveys statistical issues appeared in pre‐ clinical experilnents.

Frommethodological point of view, strategies for multiplicities, estilnation of effective dose,analysis of sequential data, and utilization of historical controls are discussed.

Fromtoxicological point of view, problems related to carcinogenicity, mutagenicity, ter‐atogenicity, and behavioral toxicity are discussed.

The authOr anticipates that muchprogress will be achieved if the impOrtance of close collaboration between toxicologists
and statisticians are realized.

本稿 は,動 物 や細胞 を使 って毒性 や薬効 を調 べ る試験 について,現 在焦点 となっている統計学的な課題 のサーベ イを試 みて い る。統計学 の方法論的な分 け方か らは,多 重性 へ の処理 ,パーセ ン ト影響量 の推定 ,経 時 デー タの解析 ,背 景対照 の利用 を取 り上 げ,毒 性試験 の分 け方からは,発 癌性 ,変 異原性 ,生 殖毒性 ,行 動毒性 を取 り上 げて い る。新 たに特別 な理論 や手法 を
用意 しな くて も,毒 性学 の学者・ 研究者 と統計家 の間 で充分 な知 識 の交換 と共同作業 が行われ
れ ば,生 じて い る多 くの問題 は解決す る と予想 して い る。

1.

:ま じめ に本稿 で は,前 臨床試験 の統計学的側面で問題 にな って い ることを,統 計家 に応用分野での問題 を示す とい うや り方で概観 す る.

われわれの まわ りには,薬 品の ように毒性 を押 さえつつ薬効 を利用する物質 と,環 境汚染物
質 のよ うに好 まざる存在 として毒性 を持 つ物質 とが ある.こ れ らの物質 について薬効 や毒性 を
調 べ るには,動 物 や細菌 を使 った実験 で,薬 効 と毒性 の発現 の統計学的あるい は生物学的有意性 を吟味す るのが普通 で ある.

薬品等 の場合 には,こ れ らの実験 は,ヒ トでの実験すなわち臨床試験 の前 に行われ る.そ れゆえこれ らはしば しば前臨床試験 と総称 され る.環 境汚染物質等 の場合 には,こ れ らの実験 は疑われ てい る毒性 を確かめるために行 われ,ヒ トを用 い る ことはないか ら,前 臨床試験 と呼 ば,れ ることはない。単 に毒性試験 と呼 ばれ るのが普通 である.し か し実験 のや り方やデー タの解析法 には両者 に共通点 が多 いので,こ こでは両者 をあわせて議論 の対象 にす る (自 須 ら [38]).
前臨床試験 の統計学的側面 を概観す るには,二 つ のまとめ方が ある.一 つ は統計的方法 に応じて問題 を整理す るもので あ り,他 の一つは試験法 の 目的 に応 じてそれ を整理するもので ある.

統計学者 が 中心 になってい る関連雑誌 ,た とえば Biometricsや Statistics in Medicine,で の論文や統計学者が編集した書物,た とえば吉村[52],で は前者の形態が多 く,毒 科学者や薬学者 が 中心 にな って い る雑誌 ,た とえば MutatiOn Research,Joura1 0f National Cancer lnsti̲
論文受付 :1993年 5月 改訂受付 :1993年 6月 受理 :1993年 6月
中東京理科大学工 学部 ,〒 162 東京都新宿 区神楽坂 1‑3

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tute,Risk Analysis,で の論文 や毒科学者 が編集 した書物 ,た とえば Krewskiら [22],で は
後者 の形態 が多 い.こ こで は吉村 0大 橋 [53],Peace[32],Hothorn[17]な どにな らって,両者 を併用 して説明 を行 う.な お以上 に挙 げた著書 は,い ずれ も本稿 で対象 としてい る話題 についての総括的 な文献 である
前臨床試験 の 目的 は,問 題 の薬物 に 目指 す薬効 となん らかの毒性 があるかないかを確認す る.

ことと, もし毒性 が あるな らその毒性 が どの程度 で あるか,そ の毒性 の発現 の機序が どうで あるかを評 価・ 確認す る ことで ある.薬 品 の場合 には,毒 性 が大 きければ,そ の段階 で開発 が 中止 され る.そ れゆえ前臨床試験 の うちの毒性 を確認する部分 は,し ばしば安全性試験 と呼 ばれる.

多 くの場合薬効 は,そ の存在 が過去の知見 か らある程度予想 されて い て,注 目す べ き特性(endpoint)も どち らか とい う と狭 い範囲 に限定 されてい る. これに対 して毒性 は,予 想 もしな
かった ところに異常現象 として現 れ得 るので,前 臨床試験 での毒性吟味 で は,被 験動物 をあ らゆる側面 か ら予 断 を持 たずに調 べ なければな らない.し たがってそ こでの統計解析 で は,毒 性についての課題 が,薬 効 の確認 についての もの より多 くなる.当 然 ,統 計学的 に議論すべ きところも多 い.

薬品 につ いて は,多 くの国 で生産・ 使用 に制約 が つ けられ,規 制 が行 われてい る.規 制 において は,各 国 ごとに,行 うべ き実験 や調 べ るべ き項 目が規定 されてい る.し か し,実 験 の計画
やデー タ解析 の手法等 の細部 は,薬 品 の製造 あるい は輸入 の申請者 にまか されてい るので,実際 にどのような計画 で実験 を行 い,得 られたデー タをどの ような手法で解析す るのが合理的 かは,そ れぞれで独 自に研究すべ き課題 となる.ま た,実 験 の計画 と解析 の標準 の国際的 な調和
も課題 の一 つ になる.人 種 や生活 習慣 が関係 す るので,こ の課題 は解決 が容易 でない.

規定 されて い る試験 は,大 き く分 ける と,一 般毒性試験 と特殊毒性試験 になる.前 者 は成長抑制 や臓器 へ の障害等,古 くか ら認識 されて い る毒性 を調 べ るものであ り,後 者 は癌 を誘発す
る発癌性 ,生 殖機能 を傷害す る生殖毒性 ,遺 伝子 へ の変異 をもた らす変異原性 ,ア ンル ギー反応 に関係す る抗原性 ,麻 薬 な どのように習慣的使 用 を呼 ぶ依存性 ,局 所 に特別 な影響 をもた らす局所刺激性等,特 に注 目を浴 びた事件 を通 じて認 識 された毒性 を調 べ るものである
前者 における統計学的課題 として は,多 重性 による第 1種 の過誤 の上昇 や反復測定 によるデ.

ー タの相互相関性 へ の対処 とい った,臨 床試験 な どと共通 で,か つ従来 か ら一般的 にさまざまに論 じられて いて未解決 な ものが多 いののに対 し,後 者 で は特別 な状況下 での,独 特 な問題 への対処法 の吟味 0検 討 が問題 になる (渡 邊 ら [46]).

2.多 重性 への対処
ここで多重性 として問題 にして い る ことは,一 連 の実験 に対 して複数 の仮説 を考 えて統計的検定 を行 う ことで,第 1種 の過誤 が公称 の (nominal)有 意水準 を大 きく上回って しまう現象 のことで ある
薬効 で は,多 重性 を適切 に考慮 しない と,第 1種 の過誤 による薬効 の過大評価 が起 こる こと.

か ら,臨 床試験 のデータ解析 では,一 時期 ,多 重比較法の利用 が強 く求 められた.こ の数年,

多重比較法 の論文 ,著 書,報 告 が多 く出て い るの はその影響であろう.こ うして登場 した多重比較手法 を概括的 に調 べ るには,Hochbergら [10],統 計数理研究所研究 リポー ト18[43],
同 22[44],吉 田道弘 [54]力 滞U用 で きる.こ の中で,Hochbergら の著書 は教科書的構成 で最も詳 しい議論 を展 開 してい るが,発 行 が 1987年 で あるため,そ の後発表 された議論 は載 っていない.

やや古 い書物 の多重比較法 の説明 には,多 群 の実験 での任意 の群間差 の検定 では,群 の大 き

前臨床試験の統計学的側面

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さ (群 内 の動物数 )が 等 しい ときは Tukeyの 方法,等 し くない ときに は Schefeの 方法 を使 う
べ きである, とい う記述がある. これ に もとづいて手順 を定 めてい る企業 が ある.し か しそれは適切 でない.群 の大 きさが等 し くない ときは,Tukeyの 方法 を修 正 した Tukey‐ Kramerの 方法 を使 えばよい.こ れ を示 したのが Hayter[09]で ある.

古典的な多重比較法の欠点 は,第 1種 の過誤 を重視 して検出力 を軽視 した ことで ある.多 重
比較法が多用 され るようになって,検 出力 の軽視 に対す る反省 が生 まれ,よ り高 い検 出力 を得るための手法 が工 夫 された.主 たる工夫 は,多 段階手順 を用 い る こ ととp値 の順序統計量 を用
い ることで ある.手 順 は複雑 になるが確 か に検 出力 は大 きくなる.こ れ らを議論 しているのが,Holland[14],Hochberg[11],Hommel[15],Falk[03],Hothorn[16],松る.Tukey[45]も 総括的な コメン ト述 べ てい る

田 ら [28]で あ.

毒性試験 で は,処 理群 が,用 量 を変 えた同一薬物 の投与 で構成 され る こ とが多 い。 この ときの群間上ヒ較 は,単 純 な多重比較 で はな く,用 量 と共 に反応 が増加する ことを前提 にした多重比較 で行 う方が合理的 で ある.毒 性 が無視 で きる程度 か どうかの判定 をしたい ときは特 にそ うである.こ のための手法 として は,Williamsや Shirleyが 提案 を行 っているが,栗 木 [23],Mud‐holkar[31]も 独 自の議論 をしてい る.し か し実際 に どの よ うなや り方をするのが合理的 か については,ま だ議論 の余地 が残 ってい る.

多重比較法 は一般 に,第 1種 の過誤 の確率 の最大値 ,す なわち FWE(FamilyWise Error

Rate)を 有意水準以下 にす る こ とを焦点 にして作 られている.そ こで は検 出力 の確保 が軽視 されて い る.と ころが毒性試験 の場合 には,測 定項 目が非常 に多 い上,一 つ の実験での群 の数 も臨床試験 よ り多 い.こ れ らについての多重性 を,単 純 な多重比較法の採用で対処 しよ うとすると,検 定 の検 出力 が非常 に低 くな り,結 果 として毒性 の隠ぺい につなが ることにな る.そ こで
毒性 デー タの場合 には,検 出力 を落 とさない よ うな多重性 へ の対処 が必要 になる.方 針 としては評価のための指標 を少数 に総合化す ることが提案 されてお り,い ろい ろな試 みがなされている.た とえば p― 値 の利用 (Selwyn[36],Wright[49]),主 成分分析等 による特性値 の総合 (森田 [29]),デ ー タ総合 にお ける信頼 区間方式 の利用 (Lehmacher[26])な どで ある.し か しまだ,一 般的 に有効 な手法 が具体的定型 的な もの として整理 された とは言 えない状況 で ある.

3.パ ーセン ト影響量の推定
薬物 の毒性がどの程度強いか を示す指標 として,か っては LD 50(半 数致死量,50%Lethal
Dose)を 用いるのが常識 であった.し かし近年では,① LD 50は ,種,性,齢 ,薬 物 の摂取条
件 によって値が大 きく変化する,② 致死率 の用量反応関係 は薬物 によって勾配が異なるので
単一パ ラメータで致死的な毒性 を評価するのには無理がある,③ 近年の現実の使用条件では,,

LD 50で とらえられる致死的毒性 の発現が生 じるのは例外的な場合だけである,④ LD50を 求める実験 は残虐性が強 く動物愛護の視点から避けたい (Zbinden[55],Tattersall[41],Moor[30]),と い う理 由で,毒 性が強い毒物以外では,LD 50を 高い精度で求める必要はない とい う
考えが認められるようになった (渡 邊 ら[46]).あ る程度 の用量で実験をしたら,LD 50の 区間
推定 を行 えば十分 で,そ の 区間 を狭 くす るため に実験 をや り直 す必 要 はな い とい うわ けで あ る(Williams[48]).
しか し死 亡 に限定 せ ず もっ と一 般 に毒性 発 現 の 強 さを考 え る と き,被 験 群 の 毒 性 発 現率が100p%増 加 す る用量 を求 め る こ とは,相 変 わ らず重 要 で あ る.た とえば あ る種 の腫瘍 につ い ては,発 が ん性 の強 さが LD 10に 近 い ので これ を指標 にで きる とい う報 告 が あ る し,ド レイズ
試験 の代替 法 として は各種細胞 へ の 50%影 響量 (50%Erect市 e concentrartion,EC 50)が よ
い とい う報告 (小 島 ら [19])も あ る.発 癌性 の強 さにつ い て は,一 生 に対応 す る期 間 にお い て468

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腫瘍 を 50%増 カロさせ る用量(50%Tumor Dose,TD 50)で 把握す るとい う議論 も見 られ る
(Sawyerら [35])。 したが って,100p%影 響量 を推定するための手法 はまだ研究 の余地 が ある
これ につ いては,Hoekstra[12]が 総合報告 をして い る
.

.

4。

経時デー タの解析

毒性 の発現 は薬物 の摂取後徐 々 に強 まり,頂 点 に達 した後 また弱 まってやがて停 止する.そこで反応 が体重 や血液成分 の ように非破壊的 に測定 で きるものである場 合 には,デ ー タが経時的,時 系列的な ものになる ことが多 い.こ の ようなデータを反復測定値 (repeated measures),あるい は経時 データ (sequential data)と い う
経時 デー タの解析 が難 しい のは,個 体 の反応 に個体固有 の偏 りと生物体 の特徴 としての生理.

的変動 の連続性 とがあって, これ らが誤差的変動 に相関 を生 じさせ,し か もその変動 の相関構
造 自体 が,個 体 によって異 なる可能性 が ある ことで あ る.こ のように個体 ごとにさえ異 な り得る相関 の構造 を,少 数 の観測 デー タか ら推定評価す る ことは一般 に極 めてむずか しいcこ れが経時 データの解析 が統計学的 な課題 となる理 由で ある.こ れについて は,Crowderら [02]が近年の研究成果 をまとめてい るが,内 容 は必ず しも十分 でない.手 法 だけについて言 えば,吉村 ら [53]の 方が よい紹介 をして い る.1993年 7月 に行 なわれ る日本統計学会 チ ュー トリアル
セ ッシ ョンの報告 も,や がて公干Jさ れ る予定 で ある。

5.背 景対照 デー タの利用前臨床試験 として行われ る実験 で は,原 則 として対照群 が用意 され る.実 験 には一般 にブ ロ
ック効 果 が存在す るので,デ ー タ解析 で は,原 則 として当該実験内 の対照群 ,す なわち現対照(current cOntrol)の デー タを使 って処理群 の効果 を見 る.と ころが近 年 で は,非 常 に多量 の動物実験 が行われ てお り,そ の実験 での対照群 のデータが蓄積 されてい る.こ のデータを背景対
照 (historical control)デ ー タ とい う.

さければ現対照のデータよ り情報が多い
背景対照データは量が多いから,ブ ロック効果がガヽこそ で次のような条件がある とき,背 景対照の利用が実験者から強 く求められる.① イヌやサルなど大動物 の実験で,群 の大 きさが 2〜 4程 度 に小さいために検定 の検出力が低 い とき,背景対照を利用 して検出力 を大 きくしようとする.② たとえばアザラシ症 のように,現 対照では
極 めて稀 にしか出現 しない反応が処理群に出現 したとき,背 景対照を利用 して処理群での出現が統計的 に有意 であることを示そうとする.③ 背景対照が非常 に安定でブロック効果が無視 で.

きるとき,現 対照に背景対照を加えて検定の検出力 を上げようとする.④ 多重性の悪影響で第1種 の過誤 としての有意差が出現したと思われるとき,背 景対照を参照 して統計的な有意性を否定 しようとする
この よ うな要求 に応 じて Tarone[40],Hoelら [13]は ,背 景対 照 の利 用手 法 を提 案 して い.

る.一 方 Margolinら [27]は ,利 用 の理 論 を提 示 しなが ら,背景対 照 を利 用 す るの に最低 限必要 な実験 上 の条件 を示 し,背 景対 照 の乱 用 を戒 めて い る.ま た Tamuraら [39]や Krewskiら[20]は 背景対 照 の利 用 が ,あ る条件 の下 で第 1種 の過誤 の大 きな上 昇 を もた らる こ とを,シ ミュレー シ ョンで 示 し,背 景対 照 の利 用 を注 意 す る よ う指 摘 して い る.そ れ で も Yanagawaら[50]は ,② のような場合には背景対照を利用することに意義があると主張し,保 守的な (第 1

種の過誤を十分低 く抑制する)利 用ならばよいと報告している.Hayashiら [08]は ③の場合に背景対照の利用が検出力を増加させることを示している.Yoshimuraら [51]は ④の場合での背景対 照 の利 用 は危 険 で あ る こ とを注意 して い るこ背景対 照 の利 用 は現 実 に はよ くな され てい るが ,そ の利 用法 はまだ研 究 の余地 を残 して い る.

前臨床試験 の統計学的側 面

6.発 癌性 における問題
発癌実験 のや り方 は,げ っ歯類 を 2年 程度飼育 して癌 (悪 性腫瘍 ,悪 性新生物 )の 発生頻 度
を調 べ るものである.非 常 に大 きな労力 0費 用 がかか るので,群 の大 きさは 1群 50匹 程度 に限
定 せ ざるをえない.統 計的 な検 出力 を考 えて群 の大 きさを定 める ことはむずか しく,動 物 が長期 の実験 に耐 え得 る範囲 でなるべ く大 きい用量 (Maximum TOlerated Dose:MTD)で 実験を行 う ことで検出力 を高 めようとす る.そ こで統計学的 な問題 は,MTDの 適切 な推定法 とデータの解析法 にしぼ られ る.前 者 については今 の ところ,説 得性 のある統計的 な議論 はな く,論文 として報告 されてい るのは後者 につ いての ものが主 で ある
特定 の型 の癌 (悪 性腫瘍 ,悪 性新生物 )に 注 目 してい るとき,問 題 は生存時間解析 (surv市 al.

data analysis),寿 命 データ解析 (life time analysis)と 同 じで,癌 の発生 までの時間分布 が処理 によって どう変わ るかである (Lee[25]).し か し,単 純 な生存時間解析 と状況 が異 なるのは,単 に癌 を生 じさせたか どうかだけでな く,そ れが生命 を脅 かす レベル の ものか どうかが問
題 な ことである (Petoら [33]).
た とえば飼育期間中 に死亡 した個体 が,解 剖 によって癌細胞 が発見 されて しか も他 の病状 も発現 していた とき,こ の個体 の寿命 が癌 によって縮 められた もの としてよいか どうかである。
これ に関連 した解析法 につ いての議論 は非常 に沢山あ るが,ま だ決着 がつ いて いない
特定 の型 の癌 に限定 せ ず,発 癌性 一般 を考 えると,問 題 はさらに複雑 になる.た とえば食品
添加物 の発癌性 のデータでは,自 血球 /リ ンパ球 に限定す ると有意 に腫瘍 を増加 させ るが,あ る.

型の肝臓腫瘍の発生率 を調 べ る と,む しろ有意 に減少す る とい う (Haseman[06],Weinberg
ら [47]).こ の ような とき,何 を集約評価値 にす るか,有 意水準 をどう調整す るか は大 きな問
題 で ある (Haseman[o7],Salsburg[34],Finkelsteinら [04],Bicksら [01]).こ れ は催奇形性 において生 じて い る問題 と同種 の問題 で,ま だ これについての明快 な解答 は存在 しない.

7.変 異原性 と遺伝毒性における問題
動物 は遺伝 子 を とお して種 として生 存 して い る.遺 伝 を支配 す る遺伝子 を根本 的 に変 え る性
質 は毒性 の一 つ で あ る。この毒性 は,変 異原性 (mutagenicity)あ るい は遺伝 毒性 (genOto対 city)として認識 され て い る.
前臨床 試験 で は,変 異 原性 を短 期 試験 で調 べ る.試 験 法 は非 常 に多 くあ って,(1)染 色体 異常試験 ,(2)小 核 試験 ,(3)突 然変 異復 帰 試験 ,(4)不 定 期 DNA合 成試験 ,等 に大別 されて い る.
どの試験 法 で も,評 価 のた めの反応値 (endpoint)は 試験 法 ご とに定 まって い て,デ ー タの型
はた い て い計 数値 で あ る.実 験 はお お むね ,陰 性対 照群 ,複 数 の用量群 ,陽 性対 照群 の 3〜 7
群 で行 われ ,定 め られ た数 の プ レー トの 中 の コロニ ー数 ,定 め られ た数 の観測細胞 や 赤 血球 の
中 で の異常数 ,異 常 の頻 度 が デ ー タ とな る.短 期 試験 で あ るか ら,実 験 の反復 は上ヒ較 的容 易 で
あ り,実 験 の管理 も長 期 試験 に比 べ て容 易 で あ る.こ のた め十分 注意 すれ ば,陰 性対 照 と陽性
対 照 のデー タで ,実 験 ご との ば らつ きを小 さ くで きる.陰性対 照 に は,モ デ ル として 2項 分布や ポア ソン分布 が 想 定 で きる こ とが 多 く,陽 性対 照 に は,負 の 2項 分布 が 想定 で きる こ とが 多い.
変 異原性 試験 のデ ー タ解 析 につ い て は,英 国 の変 異原学会 が デ ー タ解析 の問題 点 を整 理 してい る (Kirkland[18]).
一 般 に薬物 の毒性 は,用 量 を増 す と反応値 が 大 き くな る こ とで存在 が 認識 され る。 ところが変異原性 の場合 に は,他 の側 面 で の毒性 が ,一 つ の試験 法 で の変 異原性 の発現 を妨 害 す る こ と470

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が ある.そ の典型 が エームズ試験 で,突 然変異 で生 じるコロニ ーが,毒 性 の存在 で抹殺 され用量 とともに増加 す るはず の コロニ ー数 が頭打 ち (downturn)に なる ことが知 られてい る.変,

異原性試験 のデー タ解析 で は,こ の種 の現象 が存在す る ことを常 に考慮 しなけれ ばな らな い

(Simpsonら[37]).

統計学的側面では,① 各群で,何 匹の動物,何 個のプレー トを用意し,観 察細胞等を何個に′するのが標準的な試験法 とヒて適切か,② 実験の用量としては,最 大許容量(Ma対 mum TOler‐
ated Dose)を どのような視点で定めるのがよいか,③ 背景対照群 (過 去の実験での対照群のデータ)を どのように利用するのがよいか,④ 個々の試験法での変異原性陽性および陰性の判断としてどのような規準がよいか,⑤ 変異原性の総合判断に,ど の試験法をどのように組合わせ
どの種 と性 で試験 を行 うのが よい か ,等 が 問題 にな る.Tennantら [42]は ア メ リカの 国家 毒性 調査試験 (National Toxicology Program:NTP)の デ ー タ に基 づ い て,予 測 が極 めて難,しい こ とを報 告 して い る.

8.生 殖性 と催 奇 形性 におけ る問題
妊 娠初期 の睡 眠薬 が 出生児 に異常 を もた らしたサ リ ドマ イ ド事 件 は,薬 品 にた い して,生 殖に関 す る毒性 の吟味 が 必 要 とい う認識 を もた らした.こ の毒性 は,注 目す る側 面 に応 じて,発′生 毒′性 (deve10pmental toxicity), 生 殖毒 ′性 (reprOductive toxicity), 催 奇形 性 (terat01ogic
toxicity)な ど と呼 ばれ るが ,試 験 として は,生 殖期 にあ る雄 また は雌 の母獣 に薬物 を投 与 し,胎 児 あ る い は出生 児 の状 態 を観 察 す る もので あ る.医 薬 品毒 性 試験 法 ガ イ ドラ イ ン (渡 邊 ら[07])で は,妊 娠 前及 び妊娠初期 投与 試験 (Segment l),胎 仔 の器 官形成投与 試験 (Segment

II),周 産 期 及 び授 乳期 投与試験 (Segment Ⅲ )に 分 けて い る.

デ ー タ として は,妊 娠黄体 数 ,着 床 数 ,生 存胎 児数 ,形 態 異常 が 認 め られ た胎 児数 ,出 生児の体 重 ,な どが観 察 され る (白 須 ら [38]).そ の 中 で ,① 胎 児 の成長 に関 す る偶 然 的変動 に は,親 が 同 じか どうか に よる影響 す なわ ち 同腹効 果 (litter effect)が あ るが ,そ れ を どの よ うに評

価す るか (Kupperら [24],Krewskiら [21]),② 多 くの観測項 目をまとめての特性量 として何 を用 い るか,の 二つが認識上及 びデータ解析上で大 きな問題 となる.後 者 の問題 で は癌原性の場合 と同様 な対処法 が模索 されている.

9。

行動毒性 における問題

毒性学 の進歩 によって,最 近で は,致 死性 あるい は臓器 の明瞭 な損傷 で はない毒性 が注 目され るようになっている.た とえば,記憶 ,注 意力 ,学 習能力,知 覚機能 ,適 応能力な どへ の影
響 で ある.一 般 にこの種 の機能損傷 を生 じさせ る性質 を行動毒性 (behavioral toxicity)と いう.

行動毒性 の測定 には,計 量心理学 でのい ろい ろな手段 が利用 で きる.し か し前臨床試験 で は対象が動物 で あるか ら,そ の手段 が ある程度限 られ ると同時 に結果 の解釈 に難 しい ところが少な くない.た とえば餌 と苦痛 (た とえば電気刺激 )を 通 しての学習行動 が,薬 物 の摂取 によっ,て変化 したか どうか は,統 計的 に把握 で きる.し か しその変化 が,記 憶 についての ものか適応能力 につ いての ものか は,生 物学・ 心理学 な ど他 の分野 の理論 や知見 で しか理解 で きない.統計学的 には,変 化 の大 きさの検 出法 だけしか問題 にで きない試験法 を決 めて しまえば,行 動毒性 のデータは一般 にそれほ ど複雑 でない.デ ー タは,対 照
群 とい くつか の用量 の薬物投与群 において行動 を反復観測 した ものである.試 験法 は一般 にそ.

れほ ど単純 でな く,測 定 を完全 に 自動化す るのは難 しいので,群 の大 きさは 5匹 あるい は 10匹
とい う程度 の値 で ある.

471

前臨床試験 の統計学的側面

統計学的に問題 になるのは,① 反復観測 (repeated measures)の 時間的非独立性を,ど のように解析 に取 り入れるか,② 用量 と共に分散が大 きくなりがちという不等分散性を,解 析手法の選択にどのように考慮するか,③ 何を拠 りどころにしてパラメ トリック手法,ノ ンパラメト
リック手法,変 数変換の使い分けをするかである
.

10.

おわ りに

前臨床試験 には,実 験 の計画 とデータ解析 にお いて,統 計家 の関与 が求 め られ る問題 が い ろ
い ろ存在す る.そ の多 くは,新 たに新規 な理論や手法 を用意す る ことでで はな く,直 面 している問題 を適切 に定式化す る ことで解決 で きるもの と感 じられ る.し か し実際 にそれ を解決す るには,実 験 の専門家 と統計学者 との間 で,充 分 な知識 の交換 と共同作業 が必要 である.本 稿 では,統 計家 が統計学 の雑誌 に前臨床試験 に関連 して どんな統計手法 を提案 し,成 果 を上 げてい
るか とい う視点 で はな く,現 実 の試験 e実 験 のデータ解析 で どうい う統計学的問題 があるか とい う視点で説明 を行 った.こ れ は,そ の方が成果 をあげる共同作業 の きっか けになる と考 えたか らである.

現在筆者のところには,① 確率的に群分けしたにもかかわらず結果 として個体の群間差が存在してしまったときにデータをどう解析すればよいか,② 事前値を事後値の解析にどう利用すればよいか,③ 毒性が無視できるとして次のステップに進むために判断基準をどう設定すればよいか,④ 変異原性等の特定の毒性を調べるときに用量をどのような基準で設定するのが合理的か,⑤ 代替法の十分性はどのようにして判断すべきか,⑥ 創薬設計ではどのような方法論を用 い る べ きか ,等 多 くの 問 題 が 寄 せ られ て い る .こ の よ う な 問 題 に つ い て 寄 与 を行 う統 計 家 がよ り多 く出 現 す る こ と を望 み た い .
参

考

文

献

[1]Bicks,M.&Krewski,D。 (1989).Statistical issues in the analysis of the long‐
bioassay in small rodends,動 π滋 物.4ク

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キス トで一 般 の入手 は困難 であるが,そ の 内容 の多 くは吉 田道弘・永 田靖共著 で 1994年 に発行予定 の書

物 に含 め られ るもの と思われ る).

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