WO2013011919A1 - Nashの評価方法、nash評価装置、nash評価方法、nash評価プログラム、nash評価システム、情報通信端末装置、およびnashの予防・改善物質の探索方法 - Google Patents
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- G01N2800/085—Liver diseases, e.g. portal hypertension, fibrosis, cirrhosis, bilirubin
Definitions
- the present invention relates to a NASH evaluation method, NASH evaluation device, NASH evaluation method, NASH evaluation program, NASH evaluation system, information communication terminal device, and non-communication device using amino acid concentrations in blood (including plasma, serum, etc.)
- This invention relates to a method for searching for a substance for preventing or improving NASH, which searches for a substance that prevents liver fibrosis in non-alcoholic steatohepatitis (NASH) or improves the condition of liver fibrosis in non-alcoholic steatohepatitis. is there.
- NASH non-alcoholic steatohepatitis
- liver fibrosis is a biological reaction that occurs in response to hepatocyte necrosis or damage, and is caused by an imbalance between the production and degradation of extracellular matrix. Shows a state in which accumulation of connective tissue occurs. Liver fibrosis further proceeds as existing fibers break down and accumulate.
- NASH is an unexplained liver disorder for which viral hepatitis, autoimmune liver disease, and drinking history have been denied.
- the liver of NASH is characterized by inflammation, degeneration, necrosis, and fibrosis of the liver parenchyma in addition to highly fatty liver, and the histology of the liver is similar to that of alcoholic liver injury.
- insulin resistance and obesity are assumed (see Non-Patent Document 1).
- the population of obese and lifestyle-related diseases is increasing in developed countries. As a result, the number of NASH patients is estimated at 5.6 million in the United States.
- Non-Patent Document 2 In half of NASH patients, a clear progress was observed in liver lesions over the course of about 10 years, and in 20% of the cases, transition to cirrhosis occurred (see Non-Patent Document 2), so early diagnosis of NASH and NASH Patient treatment is important.
- liver biopsy is indispensable for definitive diagnosis of NASH and understanding of pathological changes of NASH.
- alcohol intake is 20 g / day or less
- GOT / GPT is abnormally changed for 6 months or more
- hepatitis virus is negative
- NASH Non Alcoholic Fatty Liver Disease
- liver biopsy is performed to perform histological evaluation of NASH.
- scoring system by grade and staging created by Brunt et al.
- stage 0 is a state in which no fibrosis of the liver is observed
- stage 1 is a blood vessel centering on the third lobule region (zone 3) of the liver.
- stage 2 is a condition in which portal vein fibrosis is partially or extensively recognized
- stage 4 is a condition in which liver fibrosis is partially or extensively recognized.
- S4) is defined as a state of cirrhosis.
- liver biopsy is a highly invasive test, and it is not practical to perform liver biopsy on all people with fatty liver found in 20-30% of Japanese. Furthermore, such an invasive diagnosis has a burden on the patient such as being accompanied by pain, and there may be a risk of bleeding due to a test.
- NAFLD cases that are likely to shift to cirrhosis are selected by a less invasive technique
- NASH is diagnosed from the selected cases by liver biopsy
- cases diagnosed as NASH are subject to multidisciplinary treatment. It is desirable from the viewpoint of physical burden on the patient and cost effectiveness.
- S3 populations that are concerned about the transition to cirrhosis and the development of liver cancer, and which require regular follow-up and active diet / exercise / pharmacotherapy, are identified early. Therefore, it is necessary to actively treat, and the creation of a less invasive technique that can reliably distinguish this population is desired.
- GOT GPT
- leptin see non-patent document 5
- adiponectin see non-patent document 6
- thioredoxin non-patent document
- Fischer's proposed Fischer ratio “(Leu + Val + Ile) / (Phe + Tyr)” or BTR ratio “(Leu + Val + Ile) with simplified Fischer ratio as an index using amino acid concentration in blood for clinical diagnosis of liver disease. ) / Tyr ′′ (see Non-Patent Document 11).
- Patent Literature 1 discloses a method for diagnosing hepatitis using amino acids in blood and an index for the purpose of discriminating non-hepatitis from hepatitis C and hepatitis.
- Patent Document 4 relating to an apparatus for evaluating the progression of a disease state of liver disease using an index formula consisting of a fractional expression with the amino acid concentration as a variable is disclosed.
- Non-Patent Literature 4 Non-Patent Literature 5
- Non-Patent Literature 6 Non-Patent Literature 7
- S3 cases that require active treatment can be distinguished from S2 cases.
- diagnostic methods using fibrosis markers such as Non-Patent Document 8, Non-Patent Document 9, and Non-Patent Document 10
- hyaluronic acid is in the normal range in the younger generation ("Oribe” (See Yuya et al., Liver, Vol. 45, suppl. (2) A312, P-318, 2004)), which is susceptible to blood sampling conditions, and Type IV collagen has a low value even in the highly fibrotic group. Therefore, the conventional techniques have a problem that the discrimination performance / diagnosis performance regarding the state of liver fibrosis in NASH is not always sufficient.
- the diagnosis / evaluation target is hepatic in cirrhosis. It is a pathological progression of encephalopathy, hepatitis C, and liver disease. Furthermore, there have been no reports on NASH stage classification and amino acid metabolism pattern of peripheral blood, and no application of amino acid metabolism pattern to NASH diagnostic methods. Therefore, there is a problem that even if this diagnostic method is used, it is difficult to accurately diagnose the state of liver fibrosis in NASH that is completely different in origin from these diagnostic targets.
- the present invention has been made in view of the above-described problems.
- a NASH evaluation method, a NASH evaluation apparatus, and a NASH evaluation method that can accurately evaluate the state of liver fibrosis in NASH using the concentration of amino acids in blood.
- An object of the present invention is to provide a method for searching for a substance for preventing / ameliorating NASH that can be searched with high accuracy.
- Amino acid metabolism is mainly carried out in the liver, and is thought to be strongly linked to sugar metabolism, lipid metabolism, inflammatory reaction, and redox regulation mechanisms important in the pathogenesis process of NASH. Therefore, if an amino acid that specifically varies in response to changes in the histological image of the liver is found in peripheral blood of NASH patients, and if an index formula using the concentration of the varying amino acid as a parameter can be created, the background of NASH It is widely applicable as a simple and sensitive test method that reflects a certain metabolic change.
- the present inventors have determined two groups of liver fibrosis stages in NASH (specifically, groups including stage 0, stage 1, and stage 2).
- the NASH evaluation method includes an acquisition step of acquiring amino acid concentration data relating to a concentration value of amino acids in blood collected from an evaluation target; And a concentration value reference evaluation step for evaluating the state of liver fibrosis in non-alcoholic steatohepatitis for the evaluation object based on the amino acid concentration data of the evaluation object acquired in the acquisition step.
- the NASH evaluation method is the NASH evaluation method, wherein the concentration value reference evaluation step includes Met, Phe, Tyr, Orn, Cit included in the amino acid concentration data acquired in the acquisition step. , Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys, based on the concentration value, the liver fibrosis in the non-alcoholic steatohepatitis for the evaluation subject
- the method further comprises a concentration value criterion determining step for determining whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the above state is greater than or less than stage 3.
- the NASH evaluation method is the NASH evaluation method, wherein the concentration value reference evaluation step includes Gly, Tyr, Gln, Val, and Ala included in the amino acid concentration data acquired in the acquisition step. , Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn, the liver fibrosis stage representing the state of the liver fibrosis in the non-alcoholic steatohepatitis for the evaluation object based on the concentration value of at least one of The method further includes a density value reference determining step for determining whether or not the value is equal to or higher than the stage 2 or less.
- the NASH evaluation method is the NASH evaluation method, wherein the concentration value reference evaluation step includes the amino acid concentration data acquired in the acquisition step and the amino acid concentration as variables.
- a discriminant value calculating step for calculating a discriminant value that is a value of the multivariate discriminant, and based on the discriminant value calculated in the discriminant value calculating step,
- a discriminant value criterion evaluation step for evaluating the state of the liver fibrosis in nonalcoholic steatohepatitis.
- the NASH evaluation method according to the present invention is the NASH evaluation method, wherein the multivariate discriminant is a logistic regression equation, a fractional equation, a linear discriminant, a multiple regression equation, or an expression created by a support vector machine. And an expression created by the Mahalanobis distance method, an expression created by the canonical discriminant analysis, and an expression created by the decision tree.
- the NASH evaluation method is the NASH evaluation method, wherein the discriminant value calculating step includes Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, included in the amino acid concentration data acquired in the acquisition step.
- the discriminant value criterion evaluation step includes calculating the discriminant value Based on the discriminant value calculated in step, the non-alcoholic fat per evaluation object Further comprising a discriminant value criterion discriminating step that the value of liver fibrosis stage representing the state of the liver fibrosis in hepatitis determines whether less than or stage 3 or more, and the.
- the NASH evaluation method according to the present invention is the NASH evaluation method, wherein the multivariate discriminant is Formula 1 or the logistic regression equation including Orn, Glu, Ala, and Cys as the variables. It is characterized by. (Orn / Gln) + ⁇ Phe / (Val + Leu) ⁇ + (Met / Ala)
- the NASH evaluation method is the NASH evaluation method, wherein the discriminant value calculation step includes Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, and the like included in the amino acid concentration data acquired in the acquisition step.
- the discriminant value is calculated based on the multivariate discriminant including one as the variable, and the discriminant value criterion evaluation step is based on the discriminant value calculated in the discriminant value calculation step,
- the value of the liver fibrosis stage representing the state of the liver fibrosis in the non-alcoholic steatohepatitis is Further comprising a discriminant value criterion discriminating step of discriminating whether or not the stage 2 or more or less, and wherein.
- the NASH evaluation method according to the present invention is characterized in that, in the NASH evaluation method, the multivariate discriminant is Formula 2 or the logistic regression equation including Gly and Ala as the variables. To do. ⁇ Gly / (Gln + Glu) ⁇ + (Tyr / Val) + (Pro / Ala) (2)
- the NASH evaluation apparatus comprises a control means and a storage means, and is an NASH evaluation apparatus that evaluates the status of liver fibrosis in non-alcoholic steatohepatitis for an evaluation target, the control means comprising: A discriminant value that is a value of the multivariate discriminant based on the previously obtained amino acid concentration data of the evaluation object relating to the amino acid concentration value and the multivariate discriminant stored in the storage means including the amino acid concentration as a variable And a discriminant value criterion evaluation for evaluating the state of the liver fibrosis in the non-alcoholic steatohepatitis for the evaluation object based on the discriminant value calculated by the discriminant value calculator. And means.
- the NASH evaluation apparatus is the NASH evaluation apparatus, wherein the control means includes the amino acid concentration data and a liver fibrosis state relating to the index representing the state of the liver fibrosis in the non-alcoholic steatohepatitis.
- Multivariate discriminant creation means for creating the multivariate discriminant stored in the storage means based on the liver fibrosis state information stored in the storage means including index data
- the multivariate discriminant creation Means for creating a candidate multivariate discriminant that is a candidate for the multivariate discriminant based on a predetermined formula creation method from the liver fibrosis state information; and the candidate multivariate discriminant
- a candidate multivariate discriminant verification unit that verifies the candidate multivariate discriminant created by the formula creation unit based on a predetermined verification method; and the candidate multivariate discriminant verification unit
- a variable selection means for selecting a combination of the amino acid concentration data included in the liver fibrosis state information used when creating the candidate multivariate discriminant, Based on the verification results accumulated by repeatedly executing the candidate multivariate discriminant creation
- the NASH evaluation method is a NASH evaluation method for evaluating the state of liver fibrosis in nonalcoholic steatohepatitis for an evaluation object, which is executed in an information processing apparatus including a control unit and a storage unit. And based on the multi-variate discriminant stored in the storage means, which is executed in the control means, the amino acid concentration data of the evaluation target acquired in advance concerning the amino acid concentration value and the amino acid concentration as a variable, A discriminant value calculating step for calculating a discriminant value that is a value of the multivariate discriminant, and the liver fiber in the non-alcoholic steatohepatitis for the evaluation object based on the discriminant value calculated in the discriminant value calculating step And a discriminant value criterion evaluation step for evaluating the state of conversion.
- the NASH evaluation program is a NASH evaluation program for evaluating the state of liver fibrosis in non-alcoholic steatohepatitis for an evaluation target to be executed by an information processing apparatus including a control unit and a storage unit.
- an information processing apparatus including a control unit and a storage unit.
- the multivariate discriminant stored in the storage means including the amino acid concentration as a variable
- a discriminant value calculating step for calculating a discriminant value that is a value of the multivariate discriminant, and based on the discriminant value calculated in the discriminant value calculating step, for the evaluation object, the non-alcoholic steatohepatitis in the non-alcoholic steatohepatitis
- a discriminant value criterion evaluation step for evaluating the state of liver fibrosis.
- a recording medium according to the present invention is a computer-readable recording medium and records the NASH evaluation program.
- the NASH evaluation system includes a control unit and a storage unit, and includes an NASH evaluation apparatus that evaluates the state of liver fibrosis in nonalcoholic steatohepatitis for each evaluation target, a control unit, and an amino acid
- An NASH evaluation system configured to connect an information communication terminal device that provides the evaluation target amino acid concentration data related to a concentration value via a network, the control means of the information communication terminal device comprising: Amino acid concentration data transmitting means for transmitting the amino acid concentration data to be evaluated to the NASH evaluation device, and the evaluation relating to the evaluation of the status of the liver fibrosis in the non-alcoholic steatohepatitis transmitted from the NASH evaluation device Evaluation result receiving means for receiving the evaluation result of the object, and the NASH evaluation apparatus
- the control means includes amino acid concentration data receiving means for receiving the amino acid concentration data transmitted from the information communication terminal device, the amino acid concentration data received by the amino acid concentration data receiving means, and the amino acid concentration as variables.
- a discriminant value calculating unit that calculates a discriminant value that is a value of the multivariate discriminant, and based on the discriminant value calculated by the discriminant value calculating unit, Discrimination value criterion evaluation means for evaluating the state of the liver fibrosis in the non-alcoholic steatohepatitis, and the evaluation result of the evaluation object in the discrimination value criterion evaluation means to the information communication terminal device And an evaluation result transmitting means for transmitting.
- the information communication terminal device includes a control unit that is communicably connected to a NASH evaluation device that evaluates the state of liver fibrosis in nonalcoholic steatohepatitis for the evaluation target via a network, An information communication terminal device for providing amino acid concentration data of the evaluation object relating to the amino acid concentration value, wherein the control means includes amino acid concentration data transmitting means for transmitting the amino acid concentration data of the evaluation object to the NASH evaluation device; And an evaluation result receiving means for receiving the evaluation result of the evaluation object related to the evaluation of the status of the liver fibrosis in the non-alcoholic steatohepatitis transmitted from the NASH evaluation device, wherein the evaluation result is the NASH evaluation
- a device receives and receives the amino acid concentration data transmitted from the information communication terminal device Based on the amino acid concentration data and the multivariate discriminant stored in the NASH evaluation apparatus including the amino acid concentration as a variable, a discriminant value that is the value of the multivariate discriminant is calculated, and the calculated discriminant value On the
- the NASH evaluation apparatus includes a control unit and a storage unit that are communicably connected via an information communication terminal device that provides amino acid concentration data to be evaluated regarding the amino acid concentration value and a network, A NASH evaluation device for evaluating the state of liver fibrosis in nonalcoholic steatohepatitis for the evaluation object, wherein the control means receives amino acid concentration data transmitted from the information communication terminal device.
- the value of the multivariate discriminant based on the amino acid concentration data received by the receiving means, the amino acid concentration data receiving means, and the multivariate discriminant stored in the storage means including the amino acid concentration as a variable.
- a discriminant value criterion-evaluating unit that evaluates the state of the liver fibrosis in the non-alcoholic steatohepatitis, and an evaluation result of the evaluation object in the discriminant value criterion-evaluating unit is transmitted to the information communication terminal device. And an evaluation result transmitting means.
- the NASH preventive / ameliorating substance search method also provides amino acid concentration data relating to amino acid concentration values in blood collected from an evaluation subject to which a desired substance group consisting of one or more substances is administered.
- the desired substance group prevents the liver fibrosis in the non-alcoholic steatohepatitis or improves the state of the liver fibrosis in the non-alcoholic steatohepatitis
- a determination step of determining whether or not it is a thing is a thing.
- amino acid concentration data relating to the concentration value of amino acids in blood collected from an evaluation object is acquired, and the status of liver fibrosis in NASH is determined for each evaluation object based on the acquired amino acid concentration data of the evaluation object. evaluate.
- two groups of liver fibrosis stages in NASH among amino acid concentrations in blood specifically, a group including stage 0, stage 1, and stage 2 and a group including stage 3 and stage 4)
- the amino acid concentration useful for 2 group discrimination is utilized, and this 2 group discrimination can be performed with high accuracy.
- evaluation is performed based on at least one concentration value among Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn included in the acquired amino acid concentration data.
- it is determined whether or not the value of the stage of liver fibrosis representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2.
- two groups of liver fibrosis stages in NASH among amino acid concentrations in blood specifically, a group including stage 0 and stage 1 and a group including stage 2, stage 3, and stage 4
- the amino acid concentration useful for 2 group discrimination is utilized, and this 2 group discrimination can be performed with high accuracy.
- a discriminant value that is the value of the multivariate discriminant is calculated, and the calculated discriminant value Based on the above, the state of liver fibrosis in NASH is evaluated for each evaluation object. Accordingly, the discriminant value obtained by the multivariate discriminant including the amino acid concentration as a variable can be used to accurately evaluate the state of liver fibrosis in NASH.
- the multivariate discriminant is a logistic regression equation, a fractional equation, a linear discriminant equation, a multiple regression equation, an equation created by a support vector machine, an equation created by the Mahalanobis distance method, a canonical discriminant.
- concentration value and multivariate discriminant including at least one of Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys as a variable
- the discriminant value is calculated, and based on the calculated discriminant value, it is determined whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is equal to or higher than stage 3 for the evaluation target.
- the multivariate discriminant is a logistic regression equation including Equation 1 or Orn, Glu, Ala, and Cys as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0, stage 1, and stage 2 and the group including stage 3 and stage 4
- the discriminant value obtained by a useful multivariate discriminant the effect of making the two-group discrimination more accurate can be achieved.
- At least one concentration value of Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn included in the amino acid concentration data, and Gly, Tyr Based on a multivariate discriminant that includes at least one of Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn as a variable, and based on the calculated discriminant value, For the evaluation target, it is determined whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2.
- the multivariate discriminant is a logistic regression equation including Equation 2 or Gly and Ala as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4
- the discriminant value obtained by a useful multivariate discriminant the effect of making the two-group discrimination more accurate can be achieved.
- the storage means stores the data.
- a multivariate discriminant may be created. Specifically, (1) Candidate multivariate discriminant is created from liver fibrosis state information based on a predetermined formula creation method, and (2) The created candidate multivariate discriminant is verified based on a predetermined verification method. (3) By selecting a variable of the candidate multivariate discriminant from the verification result based on a predetermined variable selection method (however, the candidate multivariate is determined based on the predetermined variable selection method without considering the verification result).
- Variable of discriminant discriminant may be selected.
- a combination of amino acid concentration data included in liver fibrosis state information used when creating a candidate multivariate discriminant is selected, and (4) (1), ( Multivariate discriminant by selecting a candidate multivariate discriminant to be adopted as a multivariate discriminant from a plurality of candidate multivariate discriminants based on the verification results accumulated by repeatedly executing 2) and (3) An expression may be created. Thereby, there is an effect that a multivariate discriminant optimum for evaluating the state of liver fibrosis in NASH can be created.
- the computer since the NAS evaluation program recorded in the recording medium is read and executed by the computer, the computer can execute the NASH evaluation program, so that the same effects as described above can be obtained. There is an effect.
- amino acid concentration data relating to amino acid concentration values collected from an evaluation subject to which a desired substance group consisting of one or a plurality of substances is administered is obtained, and the obtained amino acid concentration data is obtained.
- the state of liver fibrosis in nonalcoholic steatohepatitis is evaluated, and based on the evaluation result, the desired substance group prevents liver fibrosis in nonalcoholic steatohepatitis or nonalcoholic Since it is determined whether or not the condition of hepatic fibrosis in steatohepatitis is improved, evaluation of NASH that can accurately evaluate the condition of liver fibrosis in NASH using the concentration of amino acids in blood The method is used to accurately search for substances that prevent liver fibrosis in NASH or improve the state of liver fibrosis in NASH. There is an effect that it is.
- Thiazolinedion drugs (“Promrat K., Hepatology, 39, 188-196, 2004”, “Neuschwander-Teteri BA., Hepatolo. y, 38,1008-1017,2003 "reference) have been administered, the effect is limited, what will not effect a large controlled trial was found. Furthermore, side effects are a concern for some drugs.
- liver cirrhosis was transferred (“Mattoni CA., Gastroenterology, 116, 1413-1419, 1999”). ), And the development of new drugs is urgent.
- NASH preventive / ameliorating substance search method using information on typical amino acid concentration fluctuation patterns in NASH and multivariate discriminants corresponding to changes in NASH liver tissue pathology, It becomes possible to select an effective drug at an early stage in an existing animal model or clinic that partially reflects the pathology of NASH.
- liver fibrosis in NASH when evaluating the state of liver fibrosis in NASH, in addition to the concentration of amino acids, other biological information (for example, biological metabolites such as sugars, lipids, proteins, peptides, minerals, hormones, Blood pressure value, sex, age, liver disease index, dietary habits, drinking habits, exercise habits, obesity, disease history, and other biological indicators) may be further used.
- other biological information for example, sugars, lipids, proteins, peptides, minerals, hormones, etc.
- other biological metabolites such as blood glucose level, blood pressure level, gender, age, liver disease index, eating habits, drinking habits, exercise habits, obesity level, disease history, etc.
- FIG. 1 is a principle configuration diagram showing the basic principle of the present invention.
- FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of the NASH evaluation method according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a principle configuration diagram showing the basic principle of the present invention.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of the present system.
- FIG. 5 is a diagram showing another example of the overall configuration of the present system.
- FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the NASH evaluation apparatus 100 of this system.
- FIG. 7 is a diagram illustrating an example of information stored in the user information file 106a.
- FIG. 8 is a diagram showing an example of information stored in the amino acid concentration data file 106b.
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of information stored in the liver fibrosis state information file 106c.
- FIG. 10 is a diagram illustrating an example of information stored in the designated liver fibrosis state information file 106d.
- FIG. 11 is a diagram illustrating an example of information stored in the candidate multivariate discriminant file 106e1.
- FIG. 12 is a diagram illustrating an example of information stored in the verification result file 106e2.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of information stored in the selected liver fibrosis state information file 106e3.
- FIG. 14 is a diagram illustrating an example of information stored in the multivariate discriminant file 106e4.
- FIG. 15 is a diagram illustrating an example of information stored in the discrimination value file 106f.
- FIG. 16 is a diagram illustrating an example of information stored in the evaluation result file 106g.
- FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of the multivariate discriminant-preparing part 102h.
- FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of the discriminant value criterion-evaluating unit 102j.
- FIG. 19 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the client apparatus 200 of the present system.
- FIG. 20 is a block diagram showing an example of the configuration of the database apparatus 400 of this system.
- FIG. 21 is a flowchart showing an example of the NASH evaluation service process performed in this system.
- FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of multivariate discriminant creation processing performed by the NASH evaluation apparatus 100 of the present system.
- FIG. 23 is a principle configuration diagram showing the basic principle of the present invention.
- FIG. 24 is a flowchart showing an example of a NASH improving substance search method according to the third embodiment.
- FIG. 25 is a box and whisker plot showing the distribution of amino acid variables for each liver fibrosis stage.
- FIG. 26 is a diagram showing an ROC curve for evaluating the discrimination performance of the liver fibrosis stage according to Equation 1.
- FIG. 27 shows sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and correct diagnosis rate corresponding to each cut-off value when the two-group discrimination between S12 group and S34 group is performed using Formula 1.
- FIG. FIG. 28 is a diagram showing a list of fractional expressions having discrimination performance equivalent to that of Expression 1.
- FIG. 29 is a diagram illustrating a list of fractional expressions having a discrimination performance equivalent to that of Expression 1.
- FIG. 30 is a diagram showing an ROC curve for evaluating the discrimination performance of the liver fibrosis stage according to Equation 2.
- FIG. 31 shows sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and correct diagnosis rate corresponding to each cut-off value when performing 2-group discrimination between S1 group and S234 group using Formula 2.
- FIG. FIG. 32 is a diagram showing a list of fractional expressions having a discrimination performance equivalent to that of Expression 2.
- FIG. 33 is a diagram illustrating a list of fractional expressions having a discrimination performance equivalent to that of Expression 2.
- FIG. 34 is a diagram showing an ROC curve for evaluating the discrimination performance of the liver fibrosis stage based on the logistic regression equation composed of Orn, Glu, Ala, and Cys.
- FIG. 35 is a diagram showing a list of logistic regression equations having discriminative ability equivalent to the logistic regression equation composed of Orn, Glu, Ala, and Cys.
- FIG. 36 is a diagram showing a list of logistic regression equations having discriminative ability equivalent to the logistic regression equation composed of Orn, Glu, Ala, and Cys.
- FIG. 37 is a diagram showing an ROC curve for evaluating the discrimination performance of the liver fibrosis stage based on the logistic regression equation composed of Gly and Ala.
- FIG. 38 is a diagram showing a list of logistic regression equations having discrimination performance equivalent to that of the logistic regression equation composed of Gly and Ala.
- FIG. 39 is a diagram showing a list of logistic regression equations having a discrimination performance equivalent to that of the logistic regression equation composed of Gly and Ala.
- Embodiments of NASH Evaluation Method According to the Present Invention First Embodiment
- NASH Evaluation Device NASH Evaluation Method
- NASH Evaluation Method NASH Evaluation Program
- Recording Medium NASH Evaluation System
- Information Communication Terminal Device According to the Present Invention Embodiment (2nd Embodiment) and Embodiment (3rd Embodiment) of the search method of the prevention and improvement substance of NASH concerning this invention are described in detail based on drawing.
- this invention is not limited by this Embodiment.
- FIG. 1 is a principle configuration diagram showing the basic principle of the present invention.
- amino acid concentration data relating to the concentration value of amino acids in blood (eg, including plasma, serum, etc.) collected from an evaluation target is acquired (step S11).
- amino acid concentration data measured by a company or the like that performs amino acid concentration measurement may be acquired.
- the following (A) or (B) may be obtained from blood collected from an evaluation target.
- Amino acid concentration data may be obtained by measuring amino acid concentration data by a measurement method.
- the unit of amino acid concentration may be obtained by, for example, molar concentration, weight concentration, or by adding / subtracting / subtracting an arbitrary constant to / from these concentrations.
- LC-MS liquid chromatography mass spectrometry The amino acid concentration was analyzed by a total (LC-MS) (see International Publication No. 2003/069328 and International Publication No. 2005/116629).
- amino acid concentration When measuring the amino acid concentration, sulfosalicylic acid was added to remove the protein, and then the amino acid concentration was analyzed by an amino acid analyzer based on the post-column derivatization method using a ninhydrin reagent.
- step S12 based on the amino acid concentration data acquired in step S11, the state of liver fibrosis in NASH is evaluated for the evaluation target (step S12).
- amino acid concentration data relating to the concentration value of amino acids in blood collected from an evaluation object is obtained, and based on the obtained amino acid concentration data of the evaluation object, hepatic fibrosis in NASH Assess the condition. Thereby, the state of liver fibrosis in NASH can be accurately evaluated using the concentration of amino acids in blood.
- step S12 data such as missing values and outliers may be removed from the amino acid concentration data acquired in step S11. Thereby, the state of liver fibrosis in NASH can be evaluated more accurately.
- step S12 Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, and Lys included in the amino acid concentration data acquired in step S11. Based on at least one concentration value, it may be determined whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 3.
- two groups of liver fibrosis stages in NASH among amino acid concentrations in blood specifically, a group including stage 0, stage 1, and stage 2 and a group including stage 3 and stage 4) This two-group discrimination can be performed with high accuracy using the amino acid concentration useful for the two-group discrimination.
- step S12 based on the concentration value of at least one of Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn included in the amino acid concentration data acquired in step S11.
- the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2.
- two groups of liver fibrosis stages in NASH among amino acid concentrations in blood specifically, a group including stage 0 and stage 1 and a group including stage 2, stage 3, and stage 4
- This two-group discrimination can be performed with high accuracy using the amino acid concentration useful for the two-group discrimination.
- step S12 based on the amino acid concentration data acquired in step S11 and the preset multivariate discriminant including the amino acid concentration as a variable, a discriminant value that is the value of the multivariate discriminant is calculated. Based on the discriminated value, the state of liver fibrosis in NASH may be evaluated for each evaluation target. Thereby, the state of liver fibrosis in NASH can be accurately evaluated using the discriminant value obtained by the multivariate discriminant including the amino acid concentration as a variable.
- Multivariate discriminants are logistic regression formula, fractional formula, linear discriminant formula, multiple regression formula, formula created by support vector machine, formula created by Mahalanobis distance method, formula created by canonical discriminant analysis. Any one of the expressions created by the decision tree may be used. Thereby, the state of liver fibrosis in NASH can be more accurately evaluated using the discriminant value obtained by the multivariate discriminant including the amino acid concentration as a variable.
- step S12 Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, and Lys included in the amino acid concentration data acquired in step S11.
- Multivariate discrimination including at least one concentration value and at least one of Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys as a variable
- the discriminant value is calculated, and based on the calculated discriminant value, whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 3 for the evaluation target It may be determined.
- the multivariate discriminant may be Equation 1 or a logistic regression equation including Orn, Glu, Ala, and Cys as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH (specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0, stage 1, and stage 2 and the group including stage 3 and stage 4)
- the discriminant value obtained by a useful multivariate discriminant the two-group discrimination can be performed with higher accuracy.
- step S12 at least one concentration value of Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn included in the amino acid concentration data acquired in step S11, and Gly , Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn are calculated based on a multivariate discriminant including at least one as a variable, and the calculated discriminant value is calculated. Based on the evaluation target, it may be determined whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2.
- the multivariate discriminant may be a logistic regression equation including Equation 2 or Gly and Ala as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH (specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4)
- the discriminant value obtained by a useful multivariate discriminant the two-group discrimination can be performed with higher accuracy.
- each multivariate discriminant described above is described in the method described in International Publication No. 2004/052191 which is an international application by the present applicant or International Publication No. 2006/098192 which is an international application by the present applicant. You may produce by the method (The multivariate discriminant creation process as described in 2nd Embodiment mentioned later). If the multivariate discriminant obtained by these methods is used, the multivariate discriminant is suitable for evaluating the state of liver fibrosis in NASH regardless of the unit of amino acid concentration in the amino acid concentration data as input data. Can be used.
- the multivariate discriminant generally means the format of formulas used in multivariate analysis. For example, fractional formulas, multiple regression formulas, multiple logistic regression formulas, linear discriminant functions, Mahalanobis distances, canonical discriminant functions, support vectors Includes machines, decision trees, etc. Also included are expressions as indicated by the sum of different forms of multivariate discriminants.
- a coefficient and a constant term are added to each variable. In this case, the coefficient and the constant term are preferably real numbers, more preferably data.
- each coefficient and its confidence interval may be obtained by multiplying it by a real number
- the value of the constant term and its confidence interval may be obtained by adding / subtracting / multiplying / dividing an arbitrary real constant thereto.
- the fractional expression means that the numerator of the fractional expression is represented by the sum of amino acids A, B, C,... And / or the denominator of the fractional expression is the sum of amino acids a, b, c,. It is represented by
- the fractional expression includes a sum of fractional expressions ⁇ , ⁇ , ⁇ ,.
- the fractional expression also includes a divided fractional expression.
- An appropriate coefficient may be added to each amino acid used in the numerator and denominator.
- amino acids used in the numerator and denominator may overlap.
- an appropriate coefficient may be attached to each fractional expression.
- the value of the coefficient of each variable and the value of the constant term may be real numbers.
- the combination of the numerator variable and the denominator variable is generally reversed in the sign of the correlation with the target variable, but since the correlation is maintained, it can be considered equivalent in discriminability. Combinations of swapping numerator and denominator variables are also included.
- liver fibrosis in NASH in addition to the concentration of amino acids, other biological information (for example, biological metabolites such as sugars, lipids, proteins, peptides, minerals, hormones, Blood pressure value, sex, age, liver disease index, dietary habits, drinking habits, exercise habits, obesity, disease history, and other biological indicators) may be further used.
- other biological information for example, sugars, lipids, proteins, peptides, minerals, hormones, etc.
- other biological metabolites such as blood glucose level, blood pressure level, gender, age, liver disease index, eating habits, drinking habits, exercise habits, obesity level, disease history, etc.
- FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of the NASH evaluation method according to the first embodiment.
- amino acid concentration data relating to the concentration value of amino acids in blood collected from individuals such as animals and humans is acquired (step SA11).
- step SA11 amino acid concentration data measured by a company or the like that performs amino acid concentration measurement may be acquired, and measurement such as (A) or (B) described above is performed from blood collected from an evaluation target.
- Amino acid concentration data may be obtained by measuring amino acid concentration data by a method.
- step SA12 data such as missing values and outliers are removed from the amino acid concentration data of the individual obtained in step SA11 (step SA12).
- step SA13 based on the amino acid concentration data of individuals from which data such as missing values and outliers have been removed in step SA12, the following is shown for each individual: Or 12. Is discriminated (step SA13).
- the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is more than or less than stage 2 Or (ii) at least one concentration value of Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn included in the amino acid concentration data , And Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn Based on a multivariate discriminant including at least one as a variable, a discriminant value is calculated, and the calculated discriminant value is compared with a preset threshold value (cut-off value), so that the liver in NASH is obtained for each individual. It is determined whether the value of the liver fibrosis stage representing
- amino acid concentration data in blood collected from an individual is acquired, and amino acid concentration data of the acquired individual (Iii) data on missing individuals and outliers is removed from (iii) the amino acid concentration data of individuals from which data such as missing values and outliers have been removed. Or 12. Perform the determination.
- two-group discrimination of liver fibrosis stage in NASH (specifically, two-group discrimination between a group including stage 0, stage 1, and stage 2 and a group including stage 3 and stage 4, or stage
- This two-group discrimination is performed using the discriminant value obtained by the multivariate discriminant useful for the two-group discrimination between the group including 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4. It can be performed with high accuracy.
- the multivariate discriminant used in step SA13 is a logistic regression equation, a fractional equation, a linear discriminant equation, a multiple regression equation, an equation created by a support vector machine, an equation created by the Mahalanobis distance method, and a canonical discriminant. Any one of an expression created by analysis and an expression created by a decision tree may be used.
- 2-group discrimination of liver fibrosis stage in NASH specifically, 2-group discrimination between a group including stage 0, stage 1, and stage 2 and a group including stage 3 and stage 4, or This two-group discrimination is performed by using the discriminant value obtained by the multivariate discriminant useful for the group including stage 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4). Can be performed with higher accuracy.
- the multivariate discriminant used in the discriminant may be a mathematical equation 1 or a logistic regression equation including Orn, Glu, Ala, and Cys as variables.
- the multivariate discriminant used in discriminating (1) may be Equation 2 or a logistic regression equation including Gly and Ala as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH (specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4)
- the discriminant value obtained by a useful multivariate discriminant the two-group discrimination can be performed with higher accuracy.
- Each multivariate discriminant described above is a method described in International Publication No. 2004/052191 which is an international application by the present applicant or a method described in International Publication No. 2006/098192 which is an international application by the present applicant. It may be created by (multivariate discriminant creation processing described in the second embodiment to be described later). If the multivariate discriminant obtained by these methods is used, the multivariate discriminant is suitable for evaluating the state of liver fibrosis in NASH regardless of the unit of amino acid concentration in the amino acid concentration data as input data. Can be used.
- FIG. 3 is a principle configuration diagram showing the basic principle of the present invention.
- control unit obtains the amino acid concentration data of the evaluation target (for example, an individual such as an animal or a human) previously obtained with respect to the amino acid concentration value, and the multivariate discriminant stored in the storage unit for varying the amino acid concentration. Based on, a discriminant value that is the value of the multivariate discriminant is calculated (step S21).
- the evaluation target for example, an individual such as an animal or a human
- control unit evaluates the state of liver fibrosis in NASH for the evaluation target based on the discriminant value calculated in step S21 (step S22).
- the discriminant value that is the value of the multivariate discriminant is calculated, and the calculated discriminant value Based on the above, the state of liver fibrosis in NASH is evaluated for each evaluation object. Thereby, the state of liver fibrosis in NASH can be accurately evaluated using the discriminant value obtained by the multivariate discriminant including the amino acid concentration as a variable.
- Multivariate discriminants are logistic regression formula, fractional formula, linear discriminant formula, multiple regression formula, formula created by support vector machine, formula created by Mahalanobis distance method, formula created by canonical discriminant analysis. Any one of the expressions created by the decision tree may be used. Thereby, the state of liver fibrosis in NASH can be more accurately evaluated using the discriminant value obtained by the multivariate discriminant including the amino acid concentration as a variable.
- step S21 at least one concentration value among Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys included in the amino acid concentration data. And a multivariate discriminant including at least one of Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys as a variable, A discriminant value is calculated.
- step S22 whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 3 based on the discriminant value calculated in step S21. It may be determined.
- the multivariate discriminant may be Equation 1 or a logistic regression equation including Orn, Glu, Ala, and Cys as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH (specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0, stage 1, and stage 2 and the group including stage 3 and stage 4)
- the discriminant value obtained by a useful multivariate discriminant the two-group discrimination can be performed with higher accuracy.
- step S21 at least one concentration value of Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn included in the amino acid concentration data, and Gly, Tyr, Gln,
- a discriminant value is calculated based on a multivariate discriminant including at least one of Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn as a variable.
- step S22 the discriminant calculated in step S21 Based on the value, it may be determined whether the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2 for the evaluation target.
- the multivariate discriminant may be a logistic regression equation including Equation 2 or Gly and Ala as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH (specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4)
- the discriminant value obtained by a useful multivariate discriminant the two-group discrimination can be performed with higher accuracy.
- each multivariate discriminant described above is described in the method described in International Publication No. 2004/052191 which is an international application by the present applicant or International Publication No. 2006/098192 which is an international application by the present applicant. It may be created by a method (multivariate discriminant creation process described later). If the multivariate discriminant obtained by these methods is used, the multivariate discriminant is suitable for evaluating the state of liver fibrosis in NASH regardless of the unit of amino acid concentration in the amino acid concentration data as input data. Can be used.
- the multivariate discriminant generally means the format of formulas used in multivariate analysis. For example, fractional formulas, multiple regression formulas, multiple logistic regression formulas, linear discriminant functions, Mahalanobis distances, canonical discriminant functions, support vectors Includes machines, decision trees, etc. Also included are expressions as indicated by the sum of different forms of multivariate discriminants.
- a coefficient and a constant term are added to each variable. In this case, the coefficient and the constant term are preferably real numbers, more preferably data.
- each coefficient and its confidence interval may be obtained by multiplying it by a real number
- the value of the constant term and its confidence interval may be obtained by adding / subtracting / multiplying / dividing an arbitrary real constant thereto.
- the fractional expression means that the numerator of the fractional expression is represented by the sum of amino acids A, B, C,... And / or the denominator of the fractional expression is the sum of amino acids a, b, c,. It is represented by
- the fractional expression includes a sum of fractional expressions ⁇ , ⁇ , ⁇ ,.
- the fractional expression also includes a divided fractional expression.
- An appropriate coefficient may be added to each amino acid used in the numerator and denominator.
- amino acids used in the numerator and denominator may overlap.
- an appropriate coefficient may be attached to each fractional expression.
- the value of the coefficient of each variable and the value of the constant term may be real numbers.
- the combination of the numerator variable and the denominator variable is generally reversed in the sign of the correlation with the target variable, but since the correlation is maintained, it can be considered equivalent in discriminability. Combinations of swapping numerator and denominator variables are also included.
- liver fibrosis in NASH in addition to the concentration of amino acids, other biological information (for example, biological metabolites such as sugars, lipids, proteins, peptides, minerals, hormones, Blood pressure value, sex, age, liver disease index, dietary habits, drinking habits, exercise habits, obesity, disease history, and other biological indicators) may be further used.
- other biological information for example, sugars, lipids, proteins, peptides, minerals, hormones, etc.
- other biological metabolites such as blood glucose level, blood pressure level, gender, age, liver disease index, eating habits, drinking habits, exercise habits, obesity level, disease history, etc.
- step 1 to step 4 the outline of the multivariate discriminant creation process (step 1 to step 4) will be described in detail. Note that the processing described here is merely an example, and the method of creating the multivariate discriminant is not limited to this.
- the control unit stores liver fibrosis stored in a storage unit including amino acid concentration data and liver fibrosis state index data relating to an index (for example, a liver fibrosis stage) indicating a state of liver fibrosis in NASH.
- a storage unit including amino acid concentration data and liver fibrosis state index data relating to an index (for example, a liver fibrosis stage) indicating a state of liver fibrosis in NASH.
- Step 1 a plurality of different formula creation methods (principal component analysis, discriminant analysis, support vector machine, multiple regression analysis, logistic regression analysis, k-means method, cluster analysis, decision tree, etc. are obtained from liver fibrosis status information.
- a plurality of candidate multivariate discriminants may be created in combination.
- liver fibrosis status information which is multivariate data composed of amino acid concentration data and liver fibrosis status index data obtained by analyzing blood obtained from many normal groups and NASH patient groups
- a plurality of groups of candidate multivariate discriminants may be created concurrently using a plurality of different algorithms.
- two different candidate multivariate discriminants may be created by performing discriminant analysis and logistic regression analysis simultaneously using different algorithms.
- the candidate multivariate discriminant created by performing principal component analysis is converted to liver fibrosis state information, and the discriminant analysis is performed on the converted liver fibrosis state information to obtain the candidate multivariate discriminant. You may create it. Thereby, finally, an appropriate multivariate discriminant suitable for the diagnostic condition can be created.
- the candidate multivariate discriminant created using principal component analysis is a linear expression composed of amino acid variables that maximizes the variance of all amino acid concentration data.
- the candidate multivariate discriminant created using discriminant analysis is a higher-order formula (index or Including logarithm).
- the candidate multivariate discriminant created using the support vector machine is a higher-order formula (including a kernel function) made up of amino acid variables that maximizes the boundary between groups.
- the candidate multivariate discriminant created using multiple regression analysis is a higher-order expression composed of amino acid variables that minimizes the sum of distances from all amino acid concentration data.
- a candidate multivariate discriminant created using logistic regression analysis is a fractional expression having a natural logarithm as a term, which is a linear expression composed of amino acid variables that maximize the likelihood.
- the k-means method searches k neighborhoods of each amino acid concentration data, defines the largest group among the groups to which the neighboring points belong as the group to which the data belongs, This is a method of selecting an amino acid variable that best matches the group to which the group belongs.
- Cluster analysis is a method of clustering (grouping) points that are closest to each other in all amino acid concentration data.
- the decision tree is a technique for predicting a group of amino acid concentration data based on patterns that can be taken by amino acid variables having higher ranks by adding ranks to amino acid variables.
- the present invention verifies (mutually verifies) the candidate multivariate discriminant created in step 1 based on a predetermined verification method in the control unit (step 2).
- the candidate multivariate discriminant is verified for each candidate multivariate discriminant created in step 1.
- step 2 the discrimination rate, sensitivity, specificity, information criterion of the candidate multivariate discriminant based on at least one of the bootstrap method, holdout method, N-fold method, leave one out method, etc.
- the verification may be performed on at least one of ROC_AUC (area under the curve of the receiver characteristic curve) and the like. This makes it possible to create a candidate multivariate discriminant with high predictability or robustness in consideration of liver fibrosis state information and diagnosis conditions.
- the discrimination rate is a ratio of the correct state of liver fibrosis in NASH evaluated in the present invention among all input data.
- Sensitivity is the correct ratio of the state of liver fibrosis in NASH evaluated in the present invention in the state of liver fibrosis in NASH described in the input data.
- the specificity is a ratio in which the state of liver fibrosis in NASH evaluated in the present invention is correct among those in which the state of liver fibrosis in NASH described in the input data is normal.
- the information criterion is the number of amino acid variables in the candidate multivariate discriminant prepared in Step 1, the status of liver fibrosis in NASH evaluated in the present invention, and the status of liver fibrosis in NASH described in the input data.
- ROC_AUC area under the curve of the receiver characteristic curve
- ROC receiver characteristic curve
- the value of ROC_AUC is 1 in complete discrimination, and the closer this value is to 1, the higher the discriminability.
- the predictability is an average of the discrimination rate, sensitivity, and specificity obtained by repeating the verification of the candidate multivariate discriminant.
- Robustness is the variance of discrimination rate, sensitivity, and specificity obtained by repeating verification of candidate multivariate discriminants.
- the present invention allows the control unit to select a candidate multivariate discriminant variable from the verification result in step 2 based on a predetermined variable selection method (however, the process (2) A candidate multivariate discriminant variable may be selected based on a predetermined variable selection method without considering the verification result in 2.), liver fibrosis state information used when creating a candidate multivariate discriminant A combination of amino acid concentration data contained in is selected (step 3). Amino acid variables are selected for each candidate multivariate discriminant created in step 1. Thereby, the amino acid variable of a candidate multivariate discriminant can be selected appropriately. Then, Step 1 is executed again using the liver fibrosis state information including the amino acid concentration data selected in Step 3.
- step 3 the amino acid variable of the candidate multivariate discriminant may be selected from the verification result in step 2 based on at least one of stepwise method, best path method, neighborhood search method, and genetic algorithm. .
- the best path method is a method of selecting amino acid variables by sequentially reducing amino acid variables included in the candidate multivariate discriminant one by one and optimizing the evaluation index given by the candidate multivariate discriminant. is there.
- the present invention repeatedly executes the above-described step 1, step 2 and step 3 in the control unit, and a plurality of candidate multivariate discriminants based on the verification results accumulated thereby.
- a multivariate discriminant is created by selecting a candidate multivariate discriminant to be adopted as a multivariate discriminant from the equations (step 4).
- candidate multivariate discriminants for example, selecting the optimal one from among candidate multivariate discriminants created by the same formula creation method, and selecting the optimum from all candidate multivariate discriminants Sometimes there is a choice.
- the multivariate discriminant creation process based on the liver fibrosis state information, candidate multivariate discriminant creation, candidate multivariate discriminant verification, and candidate multivariate discriminant variable selection are related.
- the amino acid concentration is used for multivariate statistical analysis, and the variable selection method and cross-validation are combined to select the optimal and robust variable set. Extract the variable discriminant.
- logistic regression, linear discrimination, support vector machine, Mahalanobis distance method, multiple regression analysis, cluster analysis, and the like can be used.
- FIG. 4 is a diagram showing an example of the overall configuration of the present system.
- FIG. 5 is a diagram showing another example of the overall configuration of the present system.
- the system includes a NASH evaluation device 100 that evaluates the state of liver fibrosis in NASH for an evaluation target, and a client device 200 that provides amino acid concentration data of the evaluation target regarding the amino acid concentration value (this The information communication terminal device of the present invention is connected to be communicable via a network 300.
- the present system uses the fibrosis status information used when creating a multivariate discriminant with the NASH evaluation device 100, and the liver in NASH.
- the database apparatus 400 storing a multivariate discriminant used for performing the fibrosis state evaluation may be configured to be communicably connected via the network 300.
- information on the state of liver fibrosis in NASH is provided from the NASH evaluation device 100 to the client device 200 or the database device 400, or from the client device 200 or the database device 400 to the NASH evaluation device 100 via the network 300. Is done.
- the information relating to the state of liver fibrosis in NASH is information relating to values measured for specific items relating to the state of liver fibrosis in NASH of organisms including humans.
- information regarding the state of liver fibrosis in NASH is generated by the NASH evaluation apparatus 100, the client apparatus 200, and other apparatuses (for example, various measuring apparatuses) and is mainly stored in the database apparatus 400.
- FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the NAS evaluation apparatus 100 of this system, and conceptually shows only the portion related to the present invention in the configuration.
- the NASH evaluation apparatus 100 connects the NASH evaluation apparatus to the network 300 via a control unit 102 such as a CPU that comprehensively controls the NASH evaluation apparatus, a communication apparatus such as a router, and a wired or wireless communication line such as a dedicated line.
- a communication interface unit 104 connected to be communicable with each other, a storage unit 106 for storing various databases, tables, files and the like, and an input / output interface unit 108 connected to the input device 112 and the output device 114. These units are communicably connected via an arbitrary communication path.
- the NASH evaluation apparatus 100 may be configured in the same housing as various analysis apparatuses (for example, an amino acid analyzer or the like).
- the specific form of distribution / integration of the NASH evaluation apparatus 100 is not limited to the illustrated one, and all or a part thereof may be functional or arbitrary in any unit depending on various additions or functional loads. It can be physically distributed and integrated.
- the embodiments of this specification may be implemented in any combination, and the embodiments may be selectively implemented.
- a part of the processing may be realized using CGI (Common Gateway Interface).
- the storage unit 106 is a storage means, and for example, a memory device such as a RAM / ROM, a fixed disk device such as a hard disk, a flexible disk, an optical disk, or the like can be used.
- the storage unit 106 stores a computer program for giving instructions to the CPU and performing various processes in cooperation with an OS (Operating System).
- the storage unit 106 includes a user information file 106a, an amino acid concentration data file 106b, a liver fibrosis state information file 106c, a designated liver fibrosis state information file 106d, and a multivariate discriminant-related information database 106e.
- the discriminant value file 106f and the evaluation result file 106g are stored.
- the user information file 106a stores user information related to users.
- FIG. 7 is a diagram illustrating an example of information stored in the user information file 106a.
- the information stored in the user information file 106a includes a user ID for uniquely identifying a user and authentication for whether or not the user is a valid person.
- the amino acid concentration data file 106b stores amino acid concentration data relating to amino acid concentration values.
- FIG. 8 is a diagram showing an example of information stored in the amino acid concentration data file 106b.
- the information stored in the amino acid concentration data file 106b is configured by associating an individual number for uniquely identifying an individual (sample) to be evaluated with amino acid concentration data. Yes.
- the amino acid concentration data is treated as a numerical value, that is, a continuous scale, but the amino acid concentration data may be a nominal scale or an order scale. In the case of a nominal scale or an order scale, analysis may be performed by giving an arbitrary numerical value to each state.
- amino acid concentration data includes other biological information (for example, biological metabolites such as sugars, lipids, proteins, peptides, minerals, hormones, etc. You may combine biomarkers such as habits, exercise habits, obesity levels, and disease histories.
- the liver fibrosis state information file 106c stores liver fibrosis state information used when creating a multivariate discriminant.
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of information stored in the liver fibrosis state information file 106c.
- the information stored in the liver fibrosis state information file 106c includes an individual number and an index (index T 1 , index T 2 , index T 3 ...) Indicating the status of liver fibrosis in NASH. )
- Liver fibrosis state index data (T) and amino acid concentration data are associated with each other.
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of information stored in the liver fibrosis state information file 106c.
- the information stored in the liver fibrosis state information file 106c includes an individual number and an index (index T 1 , index T 2 , index T 3 ...) Indicating the status of liver fibrosis in NASH. )
- Liver fibrosis state index data (T) and amino acid concentration data are associated with
- liver fibrosis state index data and amino acid concentration data are treated as numerical values (that is, a continuous scale), but the liver fibrosis state index data and amino acid concentration data may be nominal scales or order scales. In the case of a nominal scale or an order scale, analysis may be performed by giving an arbitrary numerical value to each state. Further, the liver fibrosis state index data is a known single state index serving as a marker of the liver fibrosis state in NASH, and numerical data may be used.
- the designated liver fibrosis state information file 106d stores the liver fibrosis state information designated by the liver fibrosis state information designation unit 102g described later.
- FIG. 10 is a diagram illustrating an example of information stored in the designated liver fibrosis state information file 106d. As shown in FIG. 10, the information stored in the designated liver fibrosis state information file 106d is configured by associating an individual number, designated liver fibrosis state index data, and designated amino acid concentration data with each other. Yes.
- the multivariate discriminant-related information database 106e includes a candidate multivariate discriminant file 106e1 for storing the candidate multivariate discriminant created by the candidate multivariate discriminant-preparing part 102h1, which will be described later, and a candidate multivariate discriminant described later.
- a selected liver fibrosis state information file 106e3 that stores liver fibrosis state information including a combination of a verification result file 106e2 that stores a verification result in the discriminant verification unit 102h2 and an amino acid concentration data selected by a variable selection unit 102h3 described later.
- a multivariate discriminant file 106e4 for storing the multivariate discriminant created by the multivariate discriminant creation unit 102h described later.
- the candidate multivariate discriminant file 106e1 stores the candidate multivariate discriminant created by the candidate multivariate discriminant creation unit 102h1 described later.
- FIG. 11 is a diagram illustrating an example of information stored in the candidate multivariate discriminant file 106e1.
- information stored in the candidate multivariate discriminant file 106e1 includes a rank, a candidate multivariate discriminant (in FIG. 11, F 1 (Gly, Leu, Phe,%)) And F 2. (Gly, Leu, Phe,%), F 3 (Gly, Leu, Phe,...)) Are associated with each other.
- FIG. 12 is a diagram illustrating an example of information stored in the verification result file 106e2.
- the information stored in the verification result file 106e2 includes rank, candidate multivariate discriminant (in FIG. 12, F k (Gly, Leu, Phe,%) And F m (Gly, Le, Phe,%), Fl (Gly, Leu, Phe, etc) And the verification results of each candidate multivariate discriminant (for example, the evaluation value of each candidate multivariate discriminant). They are related to each other.
- the selected liver fibrosis state information file 106e3 stores liver fibrosis state information including a combination of amino acid concentration data corresponding to variables selected by the variable selection unit 102h3 described later.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of information stored in the selected liver fibrosis state information file 106e3. As shown in FIG. 13, the information stored in the selected liver fibrosis state information file 106e3 includes an individual number, liver fibrosis state index data specified by the liver fibrosis state information specifying unit 102g described later, and variables described later. The amino acid concentration data selected by the selection unit 102h3 is associated with each other.
- the multivariate discriminant file 106e4 stores the multivariate discriminant created by the multivariate discriminant-preparing part 102h described later.
- FIG. 14 is a diagram illustrating an example of information stored in the multivariate discriminant file 106e4.
- the information stored in the multivariate discriminant file 106e4 includes the rank, the multivariate discriminant (in FIG. 14, F p (Phe,%) And F p (Gly, Leu, Phe). ), F k (Gly, Leu, Phe,...)), A threshold corresponding to each formula creation method, a verification result of each multivariate discriminant (for example, an evaluation value of each multivariate discriminant), Are related to each other.
- the discriminant value file 106f stores the discriminant value calculated by the discriminant value calculator 102i described later.
- FIG. 15 is a diagram illustrating an example of information stored in the discrimination value file 106f. As shown in FIG. 15, information stored in the discriminant value file 106f includes an individual number for uniquely identifying an individual (sample) to be evaluated and a rank (for uniquely identifying a multivariate discriminant). Number) and the discriminant value are associated with each other.
- the evaluation result file 106g stores an evaluation result in a discriminant value criterion-evaluating unit 102j described later (specifically, a discrimination result in a discriminant value criterion-discriminating unit 102j1 described later).
- FIG. 16 is a diagram illustrating an example of information stored in the evaluation result file 106g.
- Information stored in the evaluation result file 106g includes an individual number for uniquely identifying an individual (sample) to be evaluated, amino acid concentration data of the evaluation target acquired in advance, and a discriminant value calculated by a multivariate discriminant. And the evaluation result regarding the evaluation of the state of liver fibrosis in NASH are associated with each other.
- the storage unit 106 stores various types of Web data for providing the Web site to the client device 200, CGI programs, and the like as other information in addition to the information described above.
- the Web data includes data for displaying various Web pages to be described later, and these data are formed as text files described in HTML or XML, for example.
- a part file, a work file, and other temporary files for creating Web data are also stored in the storage unit 106.
- the storage unit 106 stores audio for transmission to the client device 200 as an audio file such as WAVE format or AIFF format, and stores still images or moving images as image files such as JPEG format or MPEG2 format as necessary. Can be stored.
- the communication interface unit 104 mediates communication between the NASH evaluation device 100 and the network 300 (or a communication device such as a router). That is, the communication interface unit 104 has a function of communicating data with other terminals via a communication line.
- the input / output interface unit 108 is connected to the input device 112 and the output device 114.
- a monitor including a home television
- a speaker or a printer can be used as the output device 114 (hereinafter, the output device 114 may be described as the monitor 114).
- the input device 112 a monitor that realizes a pointing device function in cooperation with a mouse can be used in addition to a keyboard, a mouse, and a microphone.
- the control unit 102 has an internal memory for storing a control program such as an OS (Operating System), a program defining various processing procedures, and necessary data, and performs various information processing based on these programs. Execute. As shown in the figure, the control unit 102 is roughly divided into a request interpretation unit 102a, a browsing processing unit 102b, an authentication processing unit 102c, an email generation unit 102d, a Web page generation unit 102e, a reception unit 102f, and a liver fibrosis state information designation unit.
- OS Operating System
- the control unit 102 removes data with missing values, removes data with many outliers, and missing values with respect to liver fibrosis state information transmitted from the database device 400 and amino acid concentration data transmitted from the client device 200. Data processing such as removal of variables with a lot of data is also performed.
- the request interpretation unit 102a interprets the request content from the client device 200 or the database device 400, and passes the processing to each unit of the control unit 102 according to the interpretation result.
- the browsing processing unit 102b Upon receiving browsing requests for various screens from the client device 200, the browsing processing unit 102b generates and transmits Web data for these screens.
- the authentication processing unit 102c makes an authentication determination.
- the e-mail generation unit 102d generates an e-mail including various types of information.
- the web page generation unit 102e generates a web page that the user browses on the client device 200.
- the receiving unit 102f receives information (specifically, amino acid concentration data, liver fibrosis state information, multivariate discriminant, etc.) transmitted from the client device 200 or the database device 400 via the network 300.
- the liver fibrosis state information designation unit 102g designates target liver fibrosis state index data and amino acid concentration data when creating a multivariate discriminant.
- the multivariate discriminant creating unit 102h creates a multivariate discriminant based on the liver fibrosis state information received by the receiving unit 102f and the liver fibrosis state information specified by the liver fibrosis state information specifying unit 102g. Specifically, the multivariate discriminant-preparing part 102h accumulates the hepatic fibrosis state information by repeatedly executing the candidate multivariate discriminant-preparing part 102h1, the candidate multivariate discriminant-verifying part 102h2, and the variable selecting part 102h3. A multivariate discriminant is created by selecting a candidate multivariate discriminant to be adopted as a multivariate discriminant from among a plurality of candidate multivariate discriminants based on the verified results.
- the multivariate discriminant-preparing unit 102h selects a desired multivariate discriminant from the storage unit 106, A multivariate discriminant may be created.
- the multivariate discriminant creation unit 102h creates a multivariate discriminant by selecting and downloading a desired multivariate discriminant from another computer device (for example, the database device 400) that stores the multivariate discriminant in advance. May be.
- FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the multivariate discriminant-preparing part 102h, and conceptually shows only the part related to the present invention.
- the multivariate discriminant creation unit 102h further includes a candidate multivariate discriminant creation unit 102h1, a candidate multivariate discriminant verification unit 102h2, and a variable selection unit 102h3.
- the candidate multivariate discriminant creation unit 102h1 creates a candidate multivariate discriminant that is a candidate for the multivariate discriminant based on a predetermined formula creation method from the liver fibrosis state information.
- the candidate multivariate discriminant-preparing part 102h1 may create a plurality of candidate multivariate discriminants from the liver fibrosis state information by using a plurality of different formula creation methods.
- the candidate multivariate discriminant verification unit 102h2 verifies the candidate multivariate discriminant created by the candidate multivariate discriminant creation unit 102h1 based on a predetermined verification method.
- the candidate multivariate discriminant verification unit 102h2 determines the discriminant rate, sensitivity, and specificity of the candidate multivariate discriminant based on at least one of the bootstrap method, holdout method, N-fold method, and leave one out method.
- Information criterion, ROC_AUC area under the receiver characteristic curve
- variable selection unit 102h3 creates a candidate multivariate discriminant by selecting a variable of the candidate multivariate discriminant based on a predetermined variable selection method from the verification result in the candidate multivariate discriminant verification unit 102h2.
- a combination of amino acid concentration data included in the liver fibrosis state information to be used is selected.
- the variable selection unit 102h3 may select a variable of the candidate multivariate discriminant from the verification result based on at least one of the stepwise method, the best path method, the neighborhood search method, and the genetic algorithm.
- the discriminant value calculation unit 102 i determines the multivariate discriminant based on the multivariate discriminant created by the multivariate discriminant creation unit 102 h and the evaluation target amino acid concentration data received by the receiver 102 f.
- the discriminant value which is a value is calculated.
- Multivariate discriminants are logistic regression formula, fractional formula, linear discriminant formula, multiple regression formula, formula created by support vector machine, formula created by Mahalanobis distance method, formula created by canonical discriminant analysis. Any one of the expressions created by the decision tree may be used.
- the discriminant value calculating unit 102i Is a concentration value of at least one of Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys included in the amino acid concentration data, and Met, Discriminant value is calculated based on a multivariate discriminant including at least one of Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, and Lys as a variable.
- the discriminant value criterion discriminating unit 102j1 discriminates whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 3
- a logistic regression equation including Orn, Glu, Ala, and Cys as variables may be used. (Orn / Gln) + ⁇ Phe / (Val + Leu) ⁇ + (Met / Ala)
- the discriminant value criterion discriminating unit 102j1 described later determines whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2, the discriminant value calculation The part 102i includes at least one concentration value of Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn included in the amino acid concentration data, and Gly, Tyr, Gln, Val, The discriminant value may be calculated based on a multivariate discriminant including at least one of Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, and Orn as a variable.
- the discriminant value criterion discriminating unit 102j1 discriminates whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2
- the multivariate discriminant is expressed by Equation 2 or A logistic regression equation including Gly and Ala as variables may be used. ⁇ Gly / (Gln + Glu) ⁇ + (Tyr / Val) + (Pro / Ala) (2)
- the discriminant value criterion-evaluating unit 102j evaluates the state of liver fibrosis in NASH for each evaluation object based on the discriminant value calculated by the discriminant value calculator 102i.
- the discrimination value criterion evaluation unit 102j further includes a discrimination value criterion discrimination unit 102j1.
- FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of the discriminant value criterion-evaluating unit 102j, and conceptually shows only the portion related to the present invention.
- the discriminant value criterion discriminating unit 102j1 discriminates whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 3, or in NASH based on the discriminant value. It is determined whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis is greater than or less than stage 2. Specifically, the discriminant value criterion discriminating unit 102j1 executes any one of the discriminations for the evaluation target by comparing the discriminant value with a preset threshold value (cut-off value).
- the result output unit 102k displays the processing results in the respective processing units of the control unit 102 (evaluation results in the discrimination value criterion evaluation unit 102j (specifically, discrimination results in the discrimination value criterion discrimination unit 102j1)). Output) to the output device 114.
- the transmission unit 102m transmits the evaluation result to the client device 200 that is the transmission source of the amino acid concentration data to be evaluated, or the multivariate discriminant or the evaluation result created by the NASH evaluation device 100 to the database device 400. Or send.
- FIG. 19 is a block diagram showing an example of the configuration of the client apparatus 200 of the present system, and conceptually shows only the portion related to the present invention in the configuration.
- the client device 200 includes a control unit 210, a ROM 220, an HD 230, a RAM 240, an input device 250, an output device 260, an input / output IF 270, and a communication IF 280. These units are communicably connected via an arbitrary communication path. Has been.
- the control unit 210 includes a web browser 211, an electronic mailer 212, a reception unit 213, and a transmission unit 214.
- the web browser 211 performs browse processing for interpreting the web data and displaying the interpreted web data on a monitor 261 described later.
- the Web browser 211 may be plugged in with various software such as a stream player having a function of receiving, displaying, and feeding back a stream video.
- the electronic mailer 212 transmits and receives electronic mail according to a predetermined communication protocol (for example, SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP3 (Post Office Protocol version 3), etc.).
- the receiving unit 213 receives various information such as an evaluation result transmitted from the NASH evaluation device 100 via the communication IF 280.
- the transmission unit 214 transmits various information such as evaluation target amino acid concentration data to the NASH evaluation apparatus 100 via the communication IF 280.
- the input device 250 is a keyboard, a mouse, a microphone, or the like.
- a monitor 261 which will be described later, also realizes a pointing device function in cooperation with the mouse.
- the output device 260 is an output unit that outputs information received via the communication IF 280, and includes a monitor (including a home television) 261 and a printer 262. In addition, the output device 260 may be provided with a speaker or the like.
- the input / output IF 270 is connected to the input device 250 and the output device 260.
- the communication IF 280 connects the client device 200 and the network 300 (or a communication device such as a router) so that they can communicate with each other.
- the client device 200 is connected to the network 300 via a communication device such as a modem, TA, or router and a telephone line, or via a dedicated line.
- the client device 200 can access the NAS evaluation device 100 in accordance with a predetermined communication protocol.
- an information processing device for example, a known personal computer, workstation, home game device, Internet TV, PHS terminal, portable terminal, mobile object
- peripheral devices such as a printer, a monitor, and an image scanner as necessary.
- the client device 200 may be realized by installing software (including programs, data, and the like) that realizes a Web data browsing function and an e-mail function in a communication terminal / information processing terminal such as a PDA).
- control unit 210 of the client device 200 may be realized by a CPU and a program that is interpreted and executed by the CPU and all or any part of the processing performed by the control unit 210.
- the ROM 220 or the HD 230 stores computer programs for giving instructions to the CPU and performing various processes in cooperation with an OS (Operating System).
- the computer program is executed by being loaded into the RAM 240, and constitutes the control unit 210 in cooperation with the CPU.
- the computer program may be recorded in an application program server connected to the client apparatus 200 via an arbitrary network, and the client apparatus 200 may download all or a part thereof as necessary. .
- all or any part of the processing performed by the control unit 210 may be realized by hardware such as wired logic.
- the network 300 has a function of connecting the NASH evaluation apparatus 100, the client apparatus 200, and the database apparatus 400 so that they can communicate with each other, such as the Internet, an intranet, or a LAN (including both wired and wireless).
- the network 300 includes a VAN, a personal computer communication network, a public telephone network (including both analog / digital), a dedicated line network (including both analog / digital), a CATV network, and a mobile line switching network.
- mobile packet switching network including IMT2000 system, GSM (registered trademark) system or PDC / PDC-P system
- wireless paging network including local wireless network such as Bluetooth (registered trademark)
- PHS network including CS, BS or ISDB
- satellite A communication network including CS, BS or ISDB
- FIG. 20 is a block diagram showing an example of the configuration of the database apparatus 400 of this system, and conceptually shows only the portion related to the present invention in the configuration.
- the database device 400 uses the NASH evaluation device 100 or the liver fibrosis state information used when the multivariate discriminant is created by the database device, the multivariate discriminant created by the NASH evaluation device 100, and the evaluation by the NASH evaluation device 100. It has a function for storing results and the like. As shown in FIG. 20, the database device 400 includes a control unit 402 such as a CPU that comprehensively controls the database device, a communication device such as a router, and a wired or wireless communication circuit such as a dedicated line.
- a control unit 402 such as a CPU that comprehensively controls the database device
- a communication device such as a router
- a wired or wireless communication circuit such as a dedicated line.
- a communication interface unit 404 that connects the apparatus to the network 300 to be communicable, a storage unit 406 that stores various databases, tables, and files (for example, files for Web pages), and an input unit that connects to the input unit 412 and the output unit 414. And an output interface unit 408. These units are communicably connected via an arbitrary communication path.
- the storage unit 406 is a storage means, and for example, a memory device such as a RAM / ROM, a fixed disk device such as a hard disk, a flexible disk, an optical disk, or the like can be used.
- the storage unit 406 stores various programs used for various processes.
- the communication interface unit 404 mediates communication between the database device 400 and the network 300 (or a communication device such as a router). That is, the communication interface unit 404 has a function of communicating data with other terminals via a communication line.
- the input / output interface unit 408 is connected to the input device 412 and the output device 414.
- the output device 414 in addition to a monitor (including a home TV), a speaker or a printer can be used as the output device 414 (hereinafter, the output device 414 may be described as the monitor 414).
- the input device 412 can be a monitor that realizes a pointing device function in cooperation with the mouse.
- the control unit 402 has an internal memory for storing a control program such as an OS (Operating System), a program that defines various processing procedures, and necessary data, and performs various information processing based on these programs. Execute. As shown in the figure, the control unit 402 is roughly divided into a request interpreting unit 402a, a browsing processing unit 402b, an authentication processing unit 402c, an e-mail generating unit 402d, a Web page generating unit 402e, and a transmitting unit 402f.
- a control program such as an OS (Operating System)
- OS Operating System
- the request interpreting unit 402a interprets the request content from the NASH evaluation apparatus 100 and passes the processing to each unit of the control unit 402 according to the interpretation result.
- the browsing processing unit 402b Upon receiving browsing requests for various screens from the NASH evaluation device 100, the browsing processing unit 402b generates and transmits Web data for these screens.
- the authentication processing unit 402c receives an authentication request from the NASH evaluation apparatus 100 and makes an authentication determination.
- the e-mail generation unit 402d generates an e-mail including various types of information.
- the web page generation unit 402e generates a web page that the user browses on the client device 200.
- the transmission unit 402f transmits various types of information such as liver fibrosis state information and multivariate discriminants to the NASH evaluation apparatus 100.
- FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of the NASH evaluation service process.
- the amino acid concentration data used in the present processing is analyzed by a specialist in the blood (including plasma, serum, etc.) collected in advance from an individual by a measuring method such as the following (A) or (B) or independently. It is related with the concentration value of the amino acid obtained as described above.
- the unit of amino acid concentration may be obtained by, for example, molar concentration, weight concentration, or by adding / subtracting / subtracting an arbitrary constant to / from these concentrations.
- Plasma was separated from blood by centrifuging the collected blood sample. All plasma samples were stored frozen at ⁇ 80 ° C. until the measurement of amino acid concentration.
- acetonitrile was added to remove protein, followed by precolumn derivatization using a labeling reagent (3-aminopyridyl-N-hydroxysuccinimidyl carbamate), and liquid chromatography mass spectrometry The amino acid concentration was analyzed by a total (LC-MS) (see International Publication No. 2003/069328 and International Publication No. 2005/116629).
- LC-MS liquid chromatography mass spectrometry
- amino acid concentration When measuring the amino acid concentration, sulfosalicylic acid was added to remove the protein, and then the amino acid concentration was analyzed by an amino acid analyzer based on the post-column derivatization method using a ninhydrin reagent.
- the client device 200 accesses the NAS evaluation device 100. .
- the Web browser 211 transmits the address of the Web site provided by the NASH evaluation apparatus 100 to the NASH evaluation apparatus 100 using a predetermined communication protocol. By doing so, a transmission request for a Web page corresponding to the amino acid concentration data transmission screen is made to the NASH evaluation apparatus 100 by routing based on the address.
- the NASH evaluation device 100 receives the transmission from the client device 200 by the request interpretation unit 102a, analyzes the content of the transmission, and moves the processing to each unit of the control unit 102 according to the analysis result. Specifically, when the content of the transmission is a web page transmission request corresponding to the amino acid concentration data transmission screen, the NASH evaluation device 100 stores the data in a predetermined storage area of the storage unit 106 mainly by the browsing processing unit 102b. Web data for displaying the Web page that has been displayed is acquired, and the acquired Web data is transmitted to the client device 200. More specifically, when there is a web page transmission request corresponding to the amino acid concentration data transmission screen from the user, the NASH evaluation device 100 first inputs a user ID and a user password in the control unit 102.
- the NASH evaluation device 100 causes the authentication processing unit 102c to input the input user ID and password and the user ID and user stored in the user information file 106a. Make an authentication decision with the password. Then, the NASH evaluation device 100 transmits Web data for displaying a Web page corresponding to the amino acid concentration data transmission screen to the client device 200 by the browsing processing unit 102b only when authentication is possible.
- the client device 200 is identified by the IP address transmitted from the client device 200 together with the transmission request.
- the client device 200 receives the Web data (for displaying a Web page corresponding to the amino acid concentration data transmission screen) transmitted from the NASH evaluation device 100 by the receiving unit 213, and the received Web data is Web The data is interpreted by the browser 211 and the amino acid concentration data transmission screen is displayed on the monitor 261.
- step SA21 when the user inputs / selects individual amino acid concentration data or the like via the input device 250 on the amino acid concentration data transmission screen displayed on the monitor 261, the client device 200 uses the transmission unit 214 to input information and By transmitting an identifier for specifying the selection item to the NASH evaluation apparatus 100, the amino acid concentration data of the individual to be evaluated is transmitted to the NASH evaluation apparatus 100 (step SA21).
- the transmission of amino acid concentration data in step SA21 may be realized by an existing file transfer technique such as FTP.
- the NASH evaluation device 100 interprets the request content of the client device 200 by interpreting the identifier transmitted from the client device 200 by the request interpreter 102a, and multivariate for evaluating the status of liver fibrosis in NASH.
- Discriminant specifically, a multivariate discriminant for discriminating whether or not the value of the stage of liver fibrosis representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 3, or liver fibrosis in NASH
- a request for transmission of a multivariate discriminant for determining whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state is greater than or less than stage 2 is made to the database apparatus 400.
- the request interpreter 402a interprets the transmission request from the NASH evaluation apparatus 100 and stores the multivariate discriminant (for example, the latest updated one) stored in a predetermined storage area of the storage unit 406. Is transmitted to the NASH evaluation apparatus 100 (step SA22). For example, when it is determined in step SA26 whether the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 3, in step SA22, Met, Phe, Tyr, Orn, Cit , Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, and Lys, a multivariate discriminant including at least one as a variable is transmitted to the NASH evaluation apparatus 100.
- the multivariate discriminant for example, the latest updated one
- a multivariate discriminant including at least one as a variable is transmitted to the NASH evaluation apparatus 100.
- the NASH evaluation device 100 receives the individual amino acid concentration data transmitted from the client device 200 and the multivariate discriminant transmitted from the database device 400 by the receiving unit 102f, and the received amino acid concentration data is converted into the amino acid concentration.
- the data is stored in a predetermined storage area of the data file 106b, and the received multivariate discriminant is stored in a predetermined storage area of the multivariate discriminant file 106e4 (step SA23).
- the controller 102 removes data such as missing values and outliers from the amino acid concentration data of the individual received in step SA23 (step SA24).
- the NASH evaluation apparatus 100 uses the discriminant value calculation unit 102i based on the individual amino acid concentration data from which data such as missing values and outliers have been removed in step SA24, and the multivariate discriminant received in step SA23.
- the discrimination value is calculated (step SA25).
- the NASH evaluation apparatus 100 includes a discrimination value calculation unit. 102i, at least one concentration value of Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys included in the amino acid concentration data, and Met , Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys based on a multivariate discriminant including at least one variable calculate.
- the NASH evaluation apparatus 100 uses the discrimination value calculation unit 102i. At least one concentration value of Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn included in the amino acid concentration data, and Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, A discriminant value is calculated based on a multivariate discriminant including at least one of His, Phe, Cys, Ile, Leu, and Orn as a variable.
- the NASH evaluation apparatus 100 compares the discriminant value calculated in step SA25 with a preset threshold value (cut-off value) by the discriminant value criterion discriminating unit 102j1, so that liver fibrosis in NASH is obtained for each individual. Whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of the liver is greater than or less than stage 3, or whether the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2 This determination is executed, and the determination result is stored in a predetermined storage area of the evaluation result file 106g (step SA26).
- the NASH evaluation apparatus 100 transmits the determination result obtained in step SA26 to the client apparatus 200 and the database apparatus 400 that are the transmission source of amino acid concentration data by the transmission unit 102m (step SA27). Specifically, first, the NASH evaluation device 100 creates a web page for displaying the discrimination result in the web page generation unit 102e, and stores web data corresponding to the created web page in a predetermined storage in the storage unit 106. Store in the area. Next, after the user inputs a predetermined URL to the Web browser 211 of the client device 200 via the input device 250 and undergoes the above-described authentication, the client device 200 transmits a browsing request for the Web page to the NAS evaluation device 100. To do.
- the NASH evaluation device 100 interprets the browsing request transmitted from the client device 200 by the browsing processing unit 102b, and stores Web data corresponding to the Web page for displaying the determination result in a predetermined storage area of the storage unit 106. Read from. Then, the NASH evaluation device 100 transmits the read Web data to the client device 200 and transmits the Web data or the determination result to the database device 400 by the transmission unit 102m.
- the NASH evaluation apparatus 100 may notify the user client apparatus 200 of the determination result by e-mail at the control unit 102. Specifically, first, the NASH evaluation device 100 refers to the user information stored in the user information file 106a based on the user ID or the like according to the transmission timing in the e-mail generation unit 102d, and Get the email address of. Next, the NASH evaluation apparatus 100 uses the e-mail generation unit 102d to generate data related to the e-mail including the user name and the determination result with the acquired e-mail address as the destination. Next, the NASH evaluation apparatus 100 transmits the generated data to the user client apparatus 200 by the transmission unit 102m.
- step SA27 the NASH evaluation apparatus 100 may transmit the determination result to the user client apparatus 200 using an existing file transfer technology such as FTP.
- FTP file transfer technology
- control unit 402 receives the determination result or Web data transmitted from the NASH evaluation device 100, and stores the received determination result or Web data in a predetermined storage area of the storage unit 406. Are stored (accumulated) (step SA28).
- the client device 200 receives the Web data transmitted from the NASH evaluation device 100 by the receiving unit 213, interprets the received Web data by the Web browser 211, and displays the Web page screen on which the individual determination result is recorded. Is displayed on the monitor 261 (step SA29).
- the client apparatus 200 receives the e-mail transmitted from the NASE evaluation apparatus 100 at an arbitrary timing by a known function of the e-mailer 212. The received e-mail is displayed on the monitor 261.
- the user can browse the Web page displayed on the monitor 261 to determine whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 3. "Or” discriminating whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2 "can be confirmed. Note that the user may print the display content of the Web page displayed on the monitor 261 with the printer 262.
- the user views the e-mail displayed on the monitor 261, so that “the liver fiber representing the state of liver fibrosis in NASH” is displayed. "Determining whether or not the value of the stage of fibrosis is greater than or less than stage 3" or “Determination of whether or not the value of the stage of liver fibrosis representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2" Individual discrimination results can be confirmed.
- the user may print the content of the e-mail displayed on the monitor 261 with the printer 262.
- the client device 200 transmits the individual amino acid concentration data to the NASH evaluation device 100, and the database device 400 receives the request from the NASH evaluation device 100, A multivariate discriminant for discriminating whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the liver fibrosis state in stage 3 is greater than or less than stage 3, or the value of the liver fibrosis stage representing the liver fibrosis state in NASH A multivariate discriminant for discriminating whether or not the stage is 2 or more or less is transmitted to the NASH evaluation apparatus 100.
- the NASH evaluation device 100 (1) receives amino acid concentration data from the client device 200 and also receives a multivariate discriminant from the database device 400, and (2) based on the received amino acid concentration data and the multivariate discriminant. By calculating the discriminant value, and (3) comparing the calculated discriminant value with a preset threshold value, the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 3 "Determining whether or not there is” or "Determining whether or not the value of the liver fibrosis stage indicating the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2" (4) The data is transmitted to the device 200 and the database device 400.
- the client device 200 receives and displays the determination result transmitted from the NASH evaluation device 100, and the database device 400 receives and stores the determination result transmitted from the NASH evaluation device 100.
- 2-group discrimination of liver fibrosis stage in NASH specifically, 2-group discrimination between a group including stage 0, stage 1, and stage 2 and a group including stage 3 and stage 4, or This two-group discrimination is performed by using the discriminant value obtained by the multivariate discriminant useful for the group including stage 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4). Can be performed with high accuracy.
- the multivariate discriminant used in step SA25 is created by a logistic regression equation, a fractional equation, a linear discriminant equation, a multiple regression equation, an equation created by a support vector machine, or a Mahalanobis distance method. Any one of a formula created by a canonical discriminant analysis and a formula created by a decision tree may be used.
- 2-group discrimination of liver fibrosis stage in NASH specifically, 2-group discrimination between a group including stage 0, stage 1, and stage 2 and a group including stage 3 and stage 4, or This two-group discrimination is performed by using the discriminant value obtained by the multivariate discriminant useful for the group including stage 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4). Can be performed with higher accuracy.
- the multivariate discriminant used in step SA25 is , Equation 1, or a logistic regression equation including Orn, Glu, Ala, and Cys as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH (specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0, stage 1, and stage 2 and the group including stage 3 and stage 4)
- the discriminant value obtained by a useful multivariate discriminant the two-group discrimination can be performed with higher accuracy.
- step SA26 When it is determined in step SA26 whether the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2, the multivariate discriminant used in step SA25 is expressed as Or a logistic regression equation including Gly and Ala as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH (specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4)
- the two-group discrimination can be performed with higher accuracy.
- Each multivariate discriminant described above is a method described in International Publication No. 2004/052191 which is an international application by the present applicant or a method described in International Publication No. 2006/098192 which is an international application by the present applicant. It may be created by (multivariate discriminant creation processing described later). If the multivariate discriminant obtained by these methods is used, the multivariate discriminant is suitable for evaluating the state of liver fibrosis in NASH regardless of the unit of amino acid concentration in the amino acid concentration data as input data. Can be used.
- the NASH evaluation device, NASH evaluation method, NASH evaluation program, recording medium, NASH evaluation system, and information communication terminal device are not limited to the second embodiment described above. It may be implemented in various different embodiments within the scope of the technical idea. For example, among the processes described in the second embodiment, all or part of the processes described as being automatically performed can be manually performed, or the processes described as being performed manually All or a part of the above can be automatically performed by a known method. In addition, the processing procedures, control procedures, specific names, information including parameters such as various registration data and search conditions, screen examples, and database configurations shown in the above documents and drawings, unless otherwise specified. It can be changed arbitrarily.
- each illustrated component is functionally conceptual and does not necessarily need to be physically configured as illustrated.
- the processing functions (particularly processing functions performed by the control unit 102) included in each unit or each unit of the NASH evaluation apparatus 100 are determined by a CPU (Central Processing Unit) and a program interpreted and executed by the CPU. All or any part thereof may be realized, or hardware based on wired logic may be realized.
- the NASH evaluation apparatus 100 may be configured as an information processing apparatus such as a known personal computer or workstation, or may be configured by connecting an arbitrary peripheral device to the information processing apparatus.
- the NASH evaluation apparatus 100 may be realized by installing software (including programs, data, and the like) that causes the information processing apparatus to realize the method of the present invention.
- program is a data processing method described in an arbitrary language or description method, and may be in any form such as source code or binary code.
- the “program” is not necessarily limited to a single configuration, but is distributed in the form of a plurality of modules and libraries, or in cooperation with a separate program typified by an OS (Operating System). Includes those that achieve that function.
- the program is recorded on a recording medium and is mechanically read by the NASH evaluation apparatus 100 as necessary. That is, in the storage unit 106 such as a ROM or an HDD (Hard Disk Drive), a computer program for giving instructions to the CPU in cooperation with an OS (Operating System) and performing various processes is recorded.
- This computer program is executed by being loaded into the RAM, and constitutes a control unit in cooperation with the CPU. Further, this computer program may be stored in an application program server connected to the NAS evaluation apparatus 100 via the network 300, and may be downloaded in whole or in part as necessary. Is possible. As a specific configuration for reading the program recorded on the recording medium by each device, a reading procedure, an installation procedure after reading, and the like, a well-known configuration and procedure can be used.
- “recording medium” includes any “portable physical medium”.
- the “portable physical medium” is a memory card, USB memory, SD card, flexible disk, magneto-optical disk, ROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM, MO, DVD, Blu-ray Disc, or the like.
- the program according to the present invention may be stored in a computer-readable recording medium, or may be configured as a program product.
- FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of multivariate discriminant creation processing.
- the multivariate discriminant creation process may be performed by the database apparatus 400 that manages liver fibrosis state information.
- the NASH evaluation device 100 stores liver fibrosis state information acquired in advance from the database device 400 in a predetermined storage area of the liver fibrosis state information file 106c. Further, the NASH evaluation apparatus 100 obtains liver fibrosis state information including liver fibrosis state index data and amino acid concentration data designated in advance by the liver fibrosis state information designating unit 102g in a predetermined liver fibrosis state information file 106d. Are stored in the storage area.
- the multivariate discriminant-preparing part 102h is a candidate multivariate discriminant-preparing part 102h1, which creates a predetermined formula from the liver fibrosis state information stored in a predetermined storage area of the designated liver fibrosis state information file 106d.
- the candidate multivariate discriminant is created based on the above, and the created candidate multivariate discriminant is stored in a predetermined storage area of the candidate multivariate discriminant file 106e1 (step SB21).
- the multivariate discriminant-preparing part 102h is a candidate multivariate discriminant-preparing part 102h1, and a plurality of different formula creation methods (principal component analysis, discriminant analysis, support vector machine, multiple regression analysis, logistic regression) Analysis, k-means method, cluster analysis, decision tree, etc. related to multivariate analysis.) Select a desired one from among them, and create candidate multivariate discrimination based on the selected formula creation method Determine the form of the expression (form of the expression).
- the multivariate discriminant-preparing part 102 h is a candidate multivariate discriminant-preparing part 102 h 1 that performs various calculations (for example, average and variance) corresponding to the selected formula selection method based on the liver fibrosis state information.
- the multivariate discriminant-preparing part 102h determines the calculation result and parameters of the determined candidate multivariate discriminant-expression in the candidate multivariate discriminant-preparing part 102h1. Thereby, a candidate multivariate discriminant is created based on the selected formula creation method.
- the above-described processing may be executed in parallel for each selected formula creation method.
- a candidate multivariate discriminant when creating a candidate multivariate discriminant serially using a combination of different formula creation methods, for example, using the candidate multivariate discriminant created by performing principal component analysis, hepatic fibrosis state information And a candidate multivariate discriminant may be created by performing discriminant analysis on the converted liver fibrosis state information.
- the multivariate discriminant-preparing part 102h verifies (mutually verifies) the candidate multivariate discriminant created in step SB21 with the candidate multivariate discriminant-verifying part 102h2, and verifies the verification result.
- the result is stored in a predetermined storage area of the verification result file 106e2 (step SB22).
- the multivariate discriminant-preparing part 102h is a candidate multivariate discriminant-verifying part 102h2, based on the liver fibrosis state information stored in a predetermined storage area of the designated liver fibrosis state information file 106d.
- the verification data used when verifying the candidate multivariate discriminant is created, and the candidate multivariate discriminant is verified based on the created verification data.
- the multivariate discriminant creation unit 102h creates each formula in the candidate multivariate discriminant verification unit 102h2.
- Each candidate multivariate discriminant corresponding to the method is verified based on a predetermined verification method.
- the discrimination rate, sensitivity, specificity, information criterion of the candidate multivariate discriminant based on at least one of the bootstrap method, holdout method, N-fold method, leave one out method, etc. , ROC_AUC (area under the curve of the receiver characteristic curve) or the like.
- the multivariate discriminant-preparing part 102h selects the variable of the candidate multivariate discriminant based on a predetermined variable selection method from the verification result in step SB22 by the variable selection part 102h3 (however, the step The variable of the candidate multivariate discriminant may be selected based on a predetermined variable selection method without considering the verification result in SB22.)
- the liver fibrosis state used in creating the candidate multivariate discriminant A combination of amino acid concentration data included in the information is selected, and liver fibrosis state information including the selected combination of amino acid concentration data is stored in a predetermined storage area of the selected liver fibrosis state information file 106e3 (step SB23).
- step SB21 a plurality of candidate multivariate discriminants are created in combination with a plurality of different formula creation methods, and in step SB22, each candidate multivariate discriminant corresponding to each formula creation method is verified based on a predetermined verification method
- the multivariate discriminant-preparing part 102h is predetermined for each candidate multivariate discriminant (for example, the candidate multivariate discriminant corresponding to the verification result in step SB22) by the variable selector 102h3.
- the variable of the candidate multivariate discriminant may be selected based on the variable selection method.
- the variable of the candidate multivariate discriminant may be selected based on at least one of the stepwise method, the best path method, the neighborhood search method, and the genetic algorithm from the verification result.
- the best path method is a method of selecting variables by sequentially reducing the variables included in the candidate multivariate discriminant one by one and optimizing the evaluation index given by the candidate multivariate discriminant.
- the multivariate discriminant-preparing part 102h uses the variable selection part 102h3 to determine amino acid concentration data based on the liver fibrosis state information stored in a predetermined storage area of the designated liver fibrosis state information file 106d. You may select the combination.
- the multivariate discriminant-preparing part 102h determines whether or not all combinations of amino acid concentration data included in the liver fibrosis state information stored in the predetermined storage area of the designated liver fibrosis state information file 106d have been completed.
- the determination result is “end” (step SB24: Yes)
- the process proceeds to the next step (step SB25), and when the determination result is not “end” (step SB24: No).
- the multivariate discriminant-preparing part 102h determines whether or not the preset number of times has ended, and if the determination result is “end” (step SB24: Yes), the next step (step SB25). If the determination result is not “end” (step SB24: No), the process may return to step SB21.
- the multivariate discriminant-preparing part 102h uses the amino acid concentration data selected in step SB23 as the amino acid concentration included in the liver fibrosis state information stored in the predetermined storage area of the designated liver fibrosis state information file 106d. It is determined whether the combination of the concentration data or the combination of the amino acid concentration data selected in the previous step SB23 is the same. If the determination result is “same” (step SB24: Yes), the next step ( The process proceeds to step SB25), and if the determination result is not “same” (step SB24: No), the process may return to step SB21.
- the multivariate discriminant creation unit 102h compares the evaluation value with a predetermined threshold corresponding to each formula creation method. Based on the result, it may be determined whether to proceed to step SB25 or to return to step SB21.
- the multivariate discriminant-preparing part 102h selects a multivariate discriminant by selecting a candidate multivariate discriminant to be adopted as a multivariate discriminant from a plurality of candidate multivariate discriminants based on the verification result.
- the determined multivariate discriminant (selected candidate multivariate discriminant) is stored in a predetermined storage area of the multivariate discriminant file 106e4 (step SB25).
- step SB25 for example, when the optimum one is selected from candidate multivariate discriminants created by the same formula creation method, and when the optimum one is selected from all candidate multivariate discriminants There is.
- FIG. 23 is a principle configuration diagram showing the basic principle of the present invention.
- a desired substance group composed of one or a plurality of substances is administered to a NASH evaluation target (for example, an individual such as an animal or a human) (step S31).
- a NASH evaluation target for example, an individual such as an animal or a human
- existing drugs that can be administered to humans depending on the medical condition specifically, ursodeoxycoric acid, betaine, glitazone, metformin, anti-obesity drugs that are effective for NASH treatment
- amino acids for example, foods
- the administration method, dose, and dosage form may be appropriately combined depending on the disease state.
- the dosage form may be determined based on a known technique.
- the dose is not particularly defined, but may be given, for example, in a form containing 1 ug to
- step S32 blood is collected from the evaluation target to which the substance group has been administered in step S31 (step S32).
- amino acid concentration data relating to the concentration value of amino acids in blood collected in step S32 is acquired (step S33).
- step S11 amino acid concentration data measured by a company or the like that performs amino acid concentration measurement may be acquired.
- the following Amino acid concentration data may be obtained by measuring amino acid concentration data by a measurement method such as (A) or (B).
- the unit of amino acid concentration may be obtained by, for example, molar concentration, weight concentration, or by adding / subtracting / subtracting an arbitrary constant to / from these concentrations.
- Plasma was separated from blood by centrifuging the collected blood sample. All plasma samples were stored frozen at ⁇ 80 ° C.
- amino acid concentration When measuring the amino acid concentration, sulfosalicylic acid was added to remove the protein, and then the amino acid concentration was analyzed by an amino acid analyzer based on the post-column derivatization method using a ninhydrin reagent.
- step S34 the state of liver fibrosis in NASH is evaluated for each evaluation object based on the amino acid concentration data of the evaluation object acquired in step S33 (step S34).
- Step S35 it is determined whether the substance group administered in step S31 prevents liver fibrosis in NASH or improves the state of liver fibrosis in NASH.
- step S35 When the determination result in step S35 is “prevent or improve”, the substance group administered in step S31 prevents liver fibrosis in NASH or improves the state of liver fibrosis in NASH To be searched for.
- a desired substance group is administered to an evaluation object, blood is collected from the evaluation object to which the substance group is administered, and amino acid concentration data relating to the concentration value of amino acids in the collected blood is obtained. Based on the obtained amino acid concentration data, the state of liver fibrosis in NASH is evaluated for the evaluation target, and based on the evaluation result, the desired substance group prevents liver fibrosis in NASH or liver in NASH. It is determined whether or not the condition improves fibrosis. This makes it possible to prevent liver fibrosis in NASH or liver fibrosis in NASH using a NASH evaluation method that can accurately evaluate the state of liver fibrosis in NASH using the concentration of amino acids in blood. It is possible to accurately search for a substance that improves the state of.
- step S34 data such as missing values and outliers may be removed from the amino acid concentration data. Thereby, the state of liver fibrosis in NASH can be evaluated more accurately.
- step S34 Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys included in the amino acid concentration data acquired in step S33.
- two groups of liver fibrosis stages in NASH among amino acid concentrations in blood specifically, a group including stage 0, stage 1, and stage 2 and a group including stage 3 and stage 4) This two-group discrimination can be performed with high accuracy using the amino acid concentration useful for the two-group discrimination.
- step S34 based on the concentration value of at least one of Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn included in the amino acid concentration data acquired in step S33.
- the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2.
- two groups of liver fibrosis stages in NASH among amino acid concentrations in blood specifically, a group including stage 0 and stage 1 and a group including stage 2, stage 3, and stage 4
- This two-group discrimination can be performed with high accuracy using the amino acid concentration useful for the two-group discrimination.
- step S34 based on the amino acid concentration data acquired in step S33 and the preset multivariate discriminant including the amino acid concentration as a variable, a discriminant value that is the value of the multivariate discriminant is calculated and calculated. Based on the discriminated value, the state of liver fibrosis in NASH may be evaluated for each evaluation target. Thereby, the state of liver fibrosis in NASH can be accurately evaluated using the discriminant value obtained by the multivariate discriminant including the amino acid concentration as a variable.
- Multivariate discriminants are logistic regression formula, fractional formula, linear discriminant formula, multiple regression formula, formula created by support vector machine, formula created by Mahalanobis distance method, formula created by canonical discriminant analysis. Any one of the expressions created by the decision tree may be used. Thereby, the state of liver fibrosis in NASH can be more accurately evaluated using the discriminant value obtained by the multivariate discriminant including the amino acid concentration as a variable.
- step S34 Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys included in the amino acid concentration data acquired in step S33.
- Multivariate discrimination including at least one concentration value and at least one of Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys as a variable
- the discriminant value is calculated, and based on the calculated discriminant value, whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 3 for the evaluation target It may be determined.
- the multivariate discriminant may be Equation 1 or a logistic regression equation including Orn, Glu, Ala, and Cys as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH (specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0, stage 1, and stage 2 and the group including stage 3 and stage 4)
- the discriminant value obtained by a useful multivariate discriminant the two-group discrimination can be performed with higher accuracy.
- step S34 at least one concentration value of Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn included in the amino acid concentration data acquired in step S33, and Gly , Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn are calculated based on a multivariate discriminant including at least one as a variable, and the calculated discriminant value is calculated. Based on the evaluation target, it may be determined whether or not the value of the liver fibrosis stage representing the state of liver fibrosis in NASH is greater than or less than stage 2.
- the multivariate discriminant may be a logistic regression equation including Equation 2 or Gly and Ala as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH (specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4)
- the discriminant value obtained by a useful multivariate discriminant the two-group discrimination can be performed with higher accuracy.
- each multivariate discriminant described above is described in the method described in International Publication No. 2004/052191 which is an international application by the present applicant or International Publication No. 2006/098192 which is an international application by the present applicant. It may be created by a method (multivariate discriminant creation process described in the second embodiment described above). If the multivariate discriminant obtained by these methods is used, the multivariate discriminant is suitable for evaluating the state of liver fibrosis in NASH regardless of the unit of amino acid concentration in the amino acid concentration data as input data. Can be used.
- the multivariate discriminant generally means the format of formulas used in multivariate analysis. For example, fractional formulas, multiple regression formulas, multiple logistic regression formulas, linear discriminant functions, Mahalanobis distances, canonical discriminant functions, support vectors Includes machines, decision trees, etc. Also included are expressions as indicated by the sum of different forms of multivariate discriminants.
- a coefficient and a constant term are added to each variable. In this case, the coefficient and the constant term are preferably real numbers, more preferably data.
- each coefficient and its confidence interval may be obtained by multiplying it by a real number
- the value of the constant term and its confidence interval may be obtained by adding / subtracting / multiplying / dividing an arbitrary real constant thereto.
- the fractional expression means that the numerator of the fractional expression is represented by the sum of amino acids A, B, C,... And / or the denominator of the fractional expression is the sum of amino acids a, b, c,. It is represented by
- the fractional expression includes a sum of fractional expressions ⁇ , ⁇ , ⁇ ,.
- the fractional expression also includes a divided fractional expression.
- An appropriate coefficient may be added to each amino acid used in the numerator and denominator.
- amino acids used in the numerator and denominator may overlap.
- an appropriate coefficient may be attached to each fractional expression.
- the value of the coefficient of each variable and the value of the constant term may be real numbers.
- the combination of the numerator variable and the denominator variable is generally reversed in the sign of the correlation with the target variable, but since the correlation is maintained, it can be considered equivalent in discriminability. Combinations of swapping numerator and denominator variables are also included.
- liver fibrosis in NASH in addition to the concentration of amino acids, other biological information (for example, biological metabolites such as sugars, lipids, proteins, peptides, minerals, hormones, Blood pressure value, sex, age, liver disease index, dietary habits, drinking habits, exercise habits, obesity, disease history, and other biological indicators) may be further used.
- other biological information for example, sugars, lipids, proteins, peptides, minerals, hormones, etc.
- other biological metabolites such as blood glucose level, blood pressure level, gender, age, liver disease index, eating habits, drinking habits, exercise habits, obesity level, disease history, etc.
- FIG. 24 is a flowchart showing an example of a NASH preventive / ameliorating substance search method according to the third embodiment.
- a desired substance group consisting of one or more substances is administered to an individual such as a NASH animal or a human (step SA31).
- step SA32 blood is collected from the individual to which the substance group has been administered in step S31 (step SA32).
- step SA33 amino acid concentration data relating to the concentration value of amino acids in blood collected in step S32 is acquired (step SA33).
- step SA33 for example, amino acid concentration data measured by a company or the like that measures amino acid concentration may be acquired, and measurement such as (A) or (B) described above is performed from blood collected from an evaluation target. Amino acid concentration data may be obtained by measuring amino acid concentration data by a method.
- step SA34 data such as missing values and outliers are removed from the amino acid concentration data of the individual obtained in step S33 (step SA34).
- step SA35 based on the amino acid concentration data of individuals from which data such as missing values and outliers have been removed in step S34, the following 31. Or 32. Is discriminated (step SA35).
- Step SA36 it is determined whether or not the substance group administered in step SA31 prevents liver fibrosis in NASH or improves the state of liver fibrosis in NASH.
- step SA36 determines whether the substance group administered in step SA31 prevents liver fibrosis in NASH or improves the state of liver fibrosis in NASH To be explored.
- a substance searched by this search method for example, at least 1 of “Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Lys” Amino acid group including one "and” amino acid group including at least one of Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn ".
- a desired substance group is administered to an individual, and (ii) an individual from which the substance group has been administered.
- Collect blood (iii) Acquire amino acid concentration data in the collected blood, (iv) Remove data such as missing values and outliers from the acquired individual amino acid concentration data, (v) Deleted values and outliers Based on the amino acid concentration data of individuals from which data such as values have been removed, the individual 31. Or 32.
- the multivariate discriminant used in step SA35 is a logistic regression equation, a fractional equation, a linear discriminant equation, a multiple regression equation, an equation created by a support vector machine, an equation created by the Mahalanobis distance method, and a canonical discriminant. Any one of an expression created by analysis and an expression created by a decision tree may be used.
- 2-group discrimination of liver fibrosis stage in NASH specifically, 2-group discrimination between a group including stage 0, stage 1, and stage 2 and a group including stage 3 and stage 4, or This two-group discrimination is performed by using the discriminant value obtained by the multivariate discriminant useful for the group including stage 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4). Can be performed with higher accuracy.
- the multivariate discriminant used in the discriminant may be a mathematical equation 1 or a logistic regression equation including Orn, Glu, Ala, and Cys as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0, stage 1, and stage 2 and the group including stage 3 and stage 4
- the two-group discrimination can be performed with higher accuracy.
- the multivariate discriminant used in discriminating (1) may be Equation 2 or a logistic regression equation including Gly and Ala as variables.
- the two-group discrimination of the liver fibrosis stage in NASH (specifically, the two-group discrimination between the group including stage 0 and stage 1 and the group including stage 2, stage 3, and stage 4)
- the discriminant value obtained by a useful multivariate discriminant the two-group discrimination can be performed with higher accuracy.
- Each multivariate discriminant described above is a method described in International Publication No. 2004/052191 which is an international application by the present applicant or a method described in International Publication No. 2006/098192 which is an international application by the present applicant. It may be created by (multivariate discriminant creation processing described in the second embodiment described above). If the multivariate discriminant obtained by these methods is used, the multivariate discriminant is suitable for evaluating the state of liver fibrosis in NASH regardless of the unit of amino acid concentration in the amino acid concentration data as input data. Can be used.
- a method for searching for a NASH preventive / ameliorating substance according to the third embodiment is described in “Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Ala, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Ile, Concentration values of “amino acid group containing at least one of Lys” and “amino acid group containing at least one of Gly, Tyr, Gln, Val, Ala, Pro, His, Phe, Cys, Ile, Leu, Orn”
- a substance that normalizes the discriminant value of each multivariate discriminant described above can be selected using the NASH evaluation method of the first embodiment and the NASH evaluation device of the second embodiment.
- searching for a substance for preventing / ameliorating only means finding a new substance effective for preventing / ameliorating liver fibrosis in NASH.
- a new composition that combines the discovery and use of a known substance for preventing and improving liver fibrosis in NASH, and a combination of existing drugs and supplements that can be expected to be effective in preventing and improving liver fibrosis in NASH. Finding and finding the appropriate usage / dose / combination as described above, making it a kit, presenting a prevention / treatment menu including food / exercise, etc., and monitoring the effectiveness of the prevention / treatment menu And presenting menu changes for each individual as needed.
- Example 1 the fluctuation pattern of the amino acid concentration value peculiar to NASH was clarified using a statistical method.
- FIG. 25 is a box and whisker plot showing the distribution of amino acid variables for each liver fibrosis stage.
- the concentration values of Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, and Cys increased significantly in the S34 group as compared to the S12 group.
- Ala significantly decreased in the S34 group compared to the S12 group.
- Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, and Ala have discrimination performance between the S12 group and the S34 group.
- the concentration of Gly was significantly increased in the S234 group compared to the S1 group. As a result, it was found that Gly has a discrimination performance between the two groups of the S1 group and the S234 group.
- Tyr, Gln, and Val tend to change between the S1 and S234 groups (p ⁇ 0.1), that is, Tyr and Gln increase in the S234 group, and Val tends to decrease in the S234 group.
- Met, Phe, Tyr, Orn, Cit, Arg, Ser, Cys, Gly, Tyr, Gln, Val are respectively methineine, phenylalanine, tyrosine, originaline, citruline, arginine, sineine, sine Represents glutamine and vine.
- Example 2 the multivariate discriminant (fractional expression) that maximizes the discriminating performance between the two groups related to the liver fibrosis stage using the method described in International Publication No. 2004/052191, which is an international application by the present applicant. ).
- the amino acid concentration data used in Example 2 is the same as that used in Example 1.
- Equation 1 was searched as the multivariate discriminant having the highest discrimination performance.
- FIG. 26 is a diagram showing an ROC curve for evaluating the discrimination performance of the liver fibrosis stage according to Equation 1.
- the AUC of Formula 1 was 0.904 ⁇ 0.039 (95% confidence interval was 0.827 to 0.981).
- the optimal cut-off value at the time of performing the two-group discrimination between the S12 group and the S34 group using the mathematical formula 1 was obtained with the prevalence of S3 and S4 as 0.35, it was 0.47.
- the cutoff value was 0.47, the sensitivity was 68%, the specificity was 97%, the positive predictive value was 93%, the negative predictive value was 85%, and the correct diagnosis rate was 87%.
- FIG. 27 shows sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and correct diagnosis rate corresponding to each cut-off value when the two-group discrimination between S12 group and S34 group is performed using Formula 1.
- Formula 1 is a useful index with high discrimination performance in the two-group discrimination between the S12 group and the S34 group.
- a plurality of fractional expressions having a discrimination performance equivalent to that of Expression 1 was searched. A part of these fractional expressions is shown in FIGS. Enumerating the appearance frequency of variables in the formulas included in FIGS. 28 and 29 up to 10th in order from the highest is “Ala, Orn, Met, Gln, Val, Leu, Glu, Trp, Cys, Ile”.
- FIG. 30 is a diagram showing an ROC curve for evaluating the discrimination performance of the liver fibrosis stage according to Equation 2.
- the AUC of Formula 2 was 0.830 ⁇ 0.062 (95% confidence interval was 0.708 to 0.951).
- the optimal cut-off value when performing the two-group discrimination between the S1 group and the S234 group using Formula 1 was calculated with the prevalence of S2, S3, and S4 as 0.65, and was 1.01. It was.
- the cutoff value was 1.01
- the sensitivity was 89%
- the specificity was 65%
- the positive predictive value was 83%
- the negative predictive value was 76%
- the correct diagnosis rate was 81%.
- FIG. 31 shows sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and correct diagnosis rate corresponding to each cut-off value when performing 2-group discrimination between S1 group and S234 group using Formula 2.
- Formula 2 is a useful index with high discrimination performance in the two-group discrimination between the S1 group and the S234 group.
- a plurality of fractional expressions having a discrimination performance equivalent to that of Expression 2 were searched. Some of these fractional expressions are shown in FIGS. Enumerating up to 10th place in the descending order of appearance frequency of variables in the expressions included in FIGS. 32 and 33, it is “Ala, Val, Tyr, Pro, Gly, His, Phe, Gln, Cys, Ile”.
- Example 3 using the method described in International Publication No. 2006/098192, which is an international application by the present applicant (the method for creating the multivariate discriminant described in the second embodiment described above (see FIG. 22)). A multivariate discriminant (logistic regression equation) that maximizes the discriminating performance between the two groups regarding the liver fibrosis stage was searched.
- the amino acid concentration data used in Example 3 is the same as that used in Example 1.
- a multivariate discriminant that maximizes the discriminating performance between the two groups of the S12 group and the S34 group is searched by logistic analysis (variable selection by the stepwise method of the Wald test).
- Orn, Glu, Ala, and Cys Logarithmic regression equations (Orn, Glu, Ala, and Cys number coefficients and constant terms are 0.328 ⁇ 0.122, ⁇ 0.151 ⁇ 0.059, ⁇ 0.051 ⁇ 0. 018, 0.520 ⁇ 0.191, ⁇ 34.201 ⁇ 12.581) were searched.
- FIG. 34 is a diagram showing an ROC curve for evaluating the discrimination performance of the liver fibrosis stage based on this logistic regression equation.
- FIG. 37 is a diagram showing an ROC curve for evaluating the discrimination performance of the liver fibrosis stage based on this logistic regression equation.
- the NASH evaluation method and the like according to the present invention can be widely implemented in many industrial fields, particularly in the fields of pharmaceuticals, foods, medical care, and the like, especially in the state of liver fibrosis in NASH. It is extremely useful in the field of bioinformatics that performs progress prediction, disease risk prediction, proteome and metabolomic analysis.
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Abstract
血液中のアミノ酸の濃度を利用して、NASHにおける肝線維化の状態を精度よく評価することができるNASHの評価方法など、およびNASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させる物質を精度よく探索することができるNASHの予防・改善物質の探索方法を提供することを課題とする。本発明にかかるNASHの評価方法によれば、評価対象から採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得し、取得したアミノ酸濃度データに基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価する。
Description
本発明は、血液(例えば血漿、血清などを含む)中のアミノ酸濃度を利用したNASHの評価方法、NASH評価装置、NASH評価方法、NASH評価プログラム、NASH評価システム、および情報通信端末装置、ならびに非アルコール性脂肪肝炎(NASH:non-alcoholic steatohepatitis)における肝線維化を予防させる又は非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を改善させる物質を探索するNASHの予防・改善物質の探索方法に関するものである。
ここで、本明細書において、肝線維化とは、肝細胞の壊死や損傷に応答して起こる生体反応であり、細胞外基質の生成と分解の不均衡(アンバランス)に因って肝臓内で結合組織の蓄積が生じた状態を示す。そして、肝線維化は、既存の線維が崩壊し蓄積することでさらに進行する。
NASHは、ウイルス性肝炎、自己免疫性肝疾患および飲酒歴が否定された原因不明の肝障害である。また、NASHの肝臓は、高度の脂肪肝に加えて、肝実質の炎症・変性・壊死・線維化を特徴とし、当該肝臓の組織像はアルコール性肝障害のものに類似する。NASHの基礎病変として、インスリン抵抗性や肥満が想定されている(非特許文献1参照)。飽食の時代の到来と共に、先進国では肥満や生活習慣病の人口が増大している。その結果、NASHの患者数は米国で560万人と推定されている。NASHの患者の半数では約十年の経過で肝病変に明らかな進展が認められ、その半数のうち2割の症例では肝硬変へ移行する(非特許文献2参照)ので、NASHの早期診断とNASH患者の治療が重要である。
現在、NASHの確定診断とNASHの病態変化の把握に、肝生検は必要不可欠である。NASHの一般的な診断方法では、まず、アルコール摂取量が20g/日以下で、GOT・GPTが6ヶ月以上異常変動で、肝炎ウイルスが陰性で、既存の代表的な代謝疾患や自己免疫性肝炎が否定され、超音波で脂肪肝の所見が取れたものを、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD:Non Alcoholic Fatty Liver Disease)と判定する。さらに、メタボリック・シンドロームの判断基準、内臓脂肪量、中性脂肪量、HDLコレステロール量、血圧、血糖値等を考慮し、肝生検を実施してNASHの組織学的評価を行う。肝生検によるNASHの組織学的評価において、Bruntらが作成したグレーデングとステージングによるスコアリングシステムが広く受け入れられている(非特許文献3参照)。特に、ステージングは、肝臓の線維化状態を示す指標でありNASHの病期を反映するので、重要である。ここで、ステ-ジングにおいて、ステージ0(S0)は、肝臓の線維化が認められない状態であり、ステージ1(S1)は、肝臓の細葉第3領域(ゾーン3)を中心に、血管周囲(perivascular)・類洞周囲(perisinusoidal)・細胞周囲(pericellular)の線維化が部分的にまたは広範囲に認められる状態であり、ステージ2(S2)は、S1の状態に加えて更に、肝臓の門脈域の線維化が部分的もしくは広範囲に認められる状態であり、ステージ3(S3)は、肝臓の線維性架橋形成(bridging fibrosis)が部分的もしくは広範囲に認められる状態であり、ステージ4(S4)は肝硬変の状態であると定められている。
しかし、肝生検は侵襲度の高い検査であり、日本人の20~30%に認められる脂肪肝の人全員に肝生検を施行するのは実際的でない。さらに、こうした侵襲的診断では、苦痛を伴うなど患者への負担があり、検査による出血などのリスクも起こりえる。
そのため、肝硬変への移行が危惧されるNAFLDの症例を侵襲度の少ない手法で選択し、選択した症例から肝生検によりNASHの診断を行い、NASHと診断された症例を集学的治療の対象とすることが、患者に対する身体的負担および費用対効果の面から望ましい。さらに、現在、臨床現場では、肝硬変への移行や肝がんの発症が危惧され、定期的な経過観察や積極的な食事療法・運動療法・薬物療法が必要となるS3の集団を早期に鑑別して積極的に療法することが必要とされていて、本集団を確実に鑑別できる侵襲度の少ない手法の創出が望まれている。
ここで、より広くNASHを判別する侵襲度の少ない手法として、GOT・GPT(非特許文献4参照)・レプチン(非特許文献5参照)・アディポネクチン(非特許文献6参照)・チオレドキシン(非特許文献7参照)などの指標に基づく手法が報告されている。さらに、肝硬変を含む高度線維化群を判別する手法として、TypeIVコラーゲン(非特許文献8参照)・ヒアルロン酸(非特許文献9参照、非特許文献10参照)などの線維化マーカーを用いた診断法が提案されている。
ここで、肝疾患の臨床診断を対象とし血中のアミノ酸濃度を用いた指標として、Fischerが提案したFischer比“(Leu+Val+Ile)/(Phe+Tyr)”や、Fischer比を簡略化したBTR比“(Leu+Val+Ile)/Tyr”がある(非特許文献11参照)。これにより、肝硬変における肝性脳症を、これら指標に基づいて診断することができる。
また、先行特許として、アミノ酸濃度と生体状態とを関連付ける方法に関する特許文献1、特許文献2、および特許文献3が公開されている。また、特許文献1には、血中アミノ酸を用いて肝炎を診断する方法、およびC型肝炎の非肝炎と肝炎の判別を目的とする指標が開示されている。また、アミノ酸の濃度を変数とする分数式からなる指標式を用いて肝疾患の病態の進行を評価する装置に関する特許文献4が公開されている。
Reid AE. et al.,Gastroenterology,Vol.121,710-723,2001
Matteoni CA. et al.,Gastroenterology,Vol.116,1413-1419,1999
Brunt EM. et al.,American Journal of Gastroenterology,Vol.94,2467-2474
Angulo P.,Hepatology,30,1356,1999
Hepatology,36,403-409,2002
Hui JM. et al.,Hepatology,40,46-54,2004
Sumida Y. et al.,J Hepatol.,38,32-38,2003
Sakugawa H. et al.,World J Gastroenterol.,11,255-259,2005
金子浩幸ら,肝臓,45巻,suppl.(1)A316,P-326,2004
Suzuki A. et al.,Liver Int.,25,779-786,2005
Fischer JE.,Surgery,78,276-290,1975
しかしながら、非特許文献4や非特許文献5、非特許文献6、非特許文献7などの指標に基づくNASHの判別手法によれば、積極的な治療を必要とするS3症例をS2症例から区別できるかが不明であり、また非特許文献8や非特許文献9、非特許文献10などの線維化マーカーを用いた診断法によれば、ヒアルロン酸については、若年層では正常範囲であり(「織部淳哉ら,肝臓,45巻,suppl.(2)A312,P-318,2004」参照)、採血条件の影響を受けやすく、TypeIVコラーゲンについては、高度線維化群でも低値のものが認められているので、これまでの技術では、NASHにおける肝線維化の状態に関する判別性能・診断性能は必ずしも十分ではなかったという問題点があった。
また、非特許文献11や特許文献1、特許文献4などで開示されている血中のアミノ酸濃度をパラメータとした指標を用いた診断・評価方法によれば、診断・評価対象が肝硬変における肝性脳症やC型肝炎、肝疾患の病態進行であり、さらに、これまでNASHのステージ分類と末梢血のアミノ酸代謝パターンとに関する報告やNASHの診断方法へのアミノ酸代謝パターンの応用についての報告は皆無であるので、当該診断方法を用いても、これら診断対象とは全く成因の異なるNASHにおける肝線維化の状態を精度よく診断することは困難であるという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、血液中のアミノ酸の濃度を利用して、NASHにおける肝線維化の状態を精度よく評価することができるNASHの評価方法、NASH評価装置、NASH評価方法、NASH評価プログラム、NASH評価システム、および情報通信端末装置、ならびに、当該NASHの評価方法を用いて、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させる物質を精度よく探索することができるNASHの予防・改善物質の探索方法を提供することを目的とする。
アミノ酸の代謝は、主に肝臓で行われ、NASHの病態形成過程に重要な糖代謝・脂質代謝・炎症反応・レドックス調節機構と強く連関していると考えられる。そのため、NASH患者の末梢血等で肝臓の組織像変化に対応して特異的に変動するアミノ酸が発見され、さらに当該変動するアミノ酸の濃度をパラメータとして用いた指標式が創出できれば、NASHの背景にある代謝変化を反映した簡便かつ鋭敏な検査法として広く適用可能である。そこで、本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討した結果、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別、または、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用なアミノ酸を同定すると共に、同定したアミノ酸の濃度を変数に用いた、2群間の判別能を最適化するための多変量判別式(関数式、指標式)を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるNASHの評価方法は、評価対象から採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した前記評価対象の前記アミノ酸濃度データに基づいて、前記評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価する濃度値基準評価ステップとを含むことを特徴とする。
また、本発明にかかるNASHの評価方法は、前記のNASHの評価方法において、前記濃度値基準評価ステップは、前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの前記濃度値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する濃度値基準判別ステップをさらに含むことを特徴とする。
また、本発明にかかるNASHの評価方法は、前記のNASHの評価方法において、前記濃度値基準評価ステップは、前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornうち少なくとも1つの前記濃度値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する濃度値基準判別ステップをさらに含むことを特徴とする。
また、本発明にかかるNASHの評価方法は、前記のNASHの評価方法において、前記濃度値基準評価ステップは、前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む予め設定した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出ステップと、前記判別値算出ステップで算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価ステップとをさらに含むこと、を特徴とする。
また、本発明にかかるNASHの評価方法は、前記のNASHの評価方法において、前記多変量判別式は、ロジスティック回帰式、分数式、線形判別式、重回帰式、サポートベクターマシンで作成された式、マハラノビス距離法で作成された式、正準判別分析で作成された式、決定木で作成された式のいずれか1つであること、を特徴とする。
また、本発明にかかるNASHの評価方法は、前記のNASHの評価方法において、前記判別値算出ステップは、前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの前記濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを前記変数として含む前記多変量判別式に基づいて、前記判別値を算出し、前記判別値基準評価ステップは、前記判別値算出ステップで算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する判別値基準判別ステップをさらに含むこと、を特徴とする。
また、本発明にかかるNASHの評価方法は、前記のNASHの評価方法において、前記多変量判別式は、数式1、またはOrn、Glu、Ala、Cysを前記変数として含む前記ロジスティック回帰式であること、を特徴とする。
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
また、本発明にかかるNASHの評価方法は、前記のNASHの評価方法において、前記判別値算出ステップは、前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの前記濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを前記変数として含む前記多変量判別式に基づいて、前記判別値を算出し、前記判別値基準評価ステップは、前記判別値算出ステップで算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する判別値基準判別ステップをさらに含むこと、を特徴とする。
また、本発明にかかるNASHの評価方法は、前記のNASHの評価方法において、前記多変量判別式は、数式2、またはGly、Alaを前記変数として含む前記ロジスティック回帰式であること、を特徴とする。
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
また、本発明にかかるNASH評価装置は、制御手段と記憶手段とを備え、評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価装置であって、前記制御手段は、アミノ酸の濃度値に関する予め取得した前記評価対象のアミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記記憶手段で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出手段と、前記判別値算出手段で算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価手段とを備えたこと、を特徴とする。
なお、本発明にかかるNASH評価装置は、前記のNASH評価装置において、前記制御手段は、前記アミノ酸濃度データと前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を表す指標に関する肝線維化状態指標データとを含む前記記憶手段で記憶した肝線維化状態情報に基づいて、前記記憶手段で記憶する前記多変量判別式を作成する多変量判別式作成手段をさらに備え、前記多変量判別式作成手段は、前記肝線維化状態情報から所定の式作成手法に基づいて、前記多変量判別式の候補である候補多変量判別式を作成する候補多変量判別式作成手段と、前記候補多変量判別式作成手段で作成した前記候補多変量判別式を、所定の検証手法に基づいて検証する候補多変量判別式検証手段と、前記候補多変量判別式検証手段での検証結果から所定の変数選択手法に基づいて前記候補多変量判別式の変数を選択することで(ただし、前記検証結果を考慮せず、前記所定の変数選択手法に基づいて前記候補多変量判別式の変数を選択してもよい。)、前記候補多変量判別式を作成する際に用いる前記肝線維化状態情報に含まれる前記アミノ酸濃度データの組み合わせを選択する変数選択手段と、をさらに備え、前記候補多変量判別式作成手段、前記候補多変量判別式検証手段および前記変数選択手段を繰り返し実行して蓄積した前記検証結果に基づいて、複数の前記候補多変量判別式の中から前記多変量判別式として採用する前記候補多変量判別式を選出することで、前記多変量判別式を作成することを特徴としてもよい。
また、本発明にかかるNASH評価方法は、制御手段と記憶手段とを備えた情報処理装置において実行される、評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価方法であって、前記制御手段において実行される、アミノ酸の濃度値に関する予め取得した前記評価対象のアミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記記憶手段で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出ステップと、前記判別値算出ステップで算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価ステップとを含むこと、を特徴とする。
また、本発明にかかるNASH評価プログラムは、制御手段と記憶手段とを備えた情報処理装置において実行させるための、評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価プログラムであって、前記制御手段において実行させるための、アミノ酸の濃度値に関する予め取得した前記評価対象のアミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記記憶手段で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出ステップと、前記判別値算出ステップで算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価ステップとを含むこと、を特徴とする。
また、本発明にかかる記録媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記のNASH評価プログラムを記録したことを特徴とする。
また、本発明にかかるNASH評価システムは、制御手段と記憶手段とを備え、評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価装置と、制御手段を備え、アミノ酸の濃度値に関する前記評価対象のアミノ酸濃度データを提供する情報通信端末装置とを、ネットワークを介して通信可能に接続して構成されたNASH評価システムであって、前記情報通信端末装置の前記制御手段は、前記評価対象の前記アミノ酸濃度データを前記NASH評価装置へ送信するアミノ酸濃度データ送信手段と、前記NASH評価装置から送信された、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の状態評価に関する前記評価対象の評価結果を受信する評価結果受信手段とを備え、前記NASH評価装置の前記制御手段は、前記情報通信端末装置から送信された前記アミノ酸濃度データを受信するアミノ酸濃度データ受信手段と、前記アミノ酸濃度データ受信手段で受信した前記アミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記記憶手段で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出手段と、前記判別値算出手段で算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価手段と、前記判別値基準評価手段での前記評価対象の前記評価結果を前記情報通信端末装置へ送信する評価結果送信手段と、を備えたこと、を特徴とする。
また、本発明にかかる情報通信端末装置は、評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価装置とネットワークを介して通信可能に接続された、制御手段を備え、アミノ酸の濃度値に関する前記評価対象のアミノ酸濃度データを提供する情報通信端末装置であって、前記制御手段は、前記評価対象の前記アミノ酸濃度データを前記NASH評価装置へ送信するアミノ酸濃度データ送信手段と、前記NASH評価装置から送信された、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の状態評価に関する前記評価対象の評価結果を受信する評価結果受信手段とを備え、前記評価結果は、前記NASH評価装置が、前記情報通信端末装置から送信された前記アミノ酸濃度データを受信し、受信した前記アミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記NASH評価装置で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出し、算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価した結果であること、を特徴とする。
また、本発明にかかるNASH評価装置は、アミノ酸の濃度値に関する評価対象のアミノ酸濃度データを提供する情報通信端末装置とネットワークを介して通信可能に接続された、制御手段と記憶手段とを備え、前記評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価装置であって、前記制御手段は、前記情報通信端末装置から送信された前記アミノ酸濃度データを受信するアミノ酸濃度データ受信手段と、前記アミノ酸濃度データ受信手段で受信した前記アミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記記憶手段で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出手段と、前記判別値算出手段で算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価手段と、前記判別値基準評価手段での前記評価対象の評価結果を前記情報通信端末装置へ送信する評価結果送信手段と、を備えたこと、を特徴とする。
また、本発明にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法は、1つ又は複数の物質から成る所望の物質群が投与された評価対象から採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データに基づいて、前記評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価する濃度値基準評価ステップと、前記濃度値基準評価ステップでの評価結果に基づいて、前記所望の前記物質群が、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化を予防させる又は前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を改善させるものであるか否かを判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、評価対象から採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得し、取得した評価対象のアミノ酸濃度データに基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価する。これにより、血液中のアミノ酸の濃度を利用して、NASHにおける肝線維化の状態を精度よく評価することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、取得したアミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する。これにより、血液中のアミノ酸の濃度のうちNASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用なアミノ酸の濃度を利用して、この2群判別を精度よく行うことができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、取得したアミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornうち少なくとも1つの濃度値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する。これにより、血液中のアミノ酸の濃度のうちNASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用なアミノ酸の濃度を利用して、この2群判別を精度よく行うことができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、アミノ酸濃度データ、およびアミノ酸の濃度を変数として含む予め設定した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出し、算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価する。これにより、アミノ酸の濃度を変数として含む多変量判別式で得られる判別値を利用して、NASHにおける肝線維化の状態を精度よく評価することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、多変量判別式は、ロジスティック回帰式、分数式、線形判別式、重回帰式、サポートベクターマシンで作成された式、マハラノビス距離法で作成された式、正準判別分析で作成された式、決定木で作成された式のいずれか1つである。これにより、アミノ酸の濃度を変数として含む多変量判別式で得られる判別値を利用して、NASHにおける肝線維化の状態をさらに精度よく評価することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、多変量判別式は、数式1、またはOrn、Glu、Ala、Cysを変数として含むロジスティック回帰式である。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができるという効果を奏する。
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
また、本発明によれば、アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、多変量判別式は、数式2、またはGly、Alaを変数として含むロジスティック回帰式である。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができるという効果を奏する。
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
なお、本発明によれば、アミノ酸濃度データとNASHにおける肝線維化の状態を表す指標に関する肝線維化状態指標データとを含む記憶手段で記憶した肝線維化状態情報に基づいて、記憶手段で記憶する多変量判別式を作成してもよい。具体的には、(1)肝線維化状態情報から所定の式作成手法に基づいて候補多変量判別式を作成し、(2)作成した候補多変量判別式を所定の検証手法に基づいて検証し、(3)その検証結果から所定の変数選択手法に基づいて候補多変量判別式の変数を選択することで(ただし、当該検証結果を考慮せず、所定の変数選択手法に基づいて候補多変量判別式の変数を選択してもよい。)、候補多変量判別式を作成する際に用いる肝線維化状態情報に含まれるアミノ酸濃度データの組み合わせを選択し、(4)(1)、(2)および(3)を繰り返し実行して蓄積した検証結果に基づいて、複数の候補多変量判別式の中から多変量判別式として採用する候補多変量判別式を選出することで、多変量判別式を作成してもよい。これにより、NASHにおける肝線維化の状態評価に最適な多変量判別式を作成することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、当該記録媒体に記録されたNASH評価プログラムをコンピュータに読み取らせて実行することで、コンピュータにNASH評価プログラムを実行させるので、上記と同様の効果を得ることができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、1つ又は複数の物質から成る所望の物質群が投与された評価対象から採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得し、取得したアミノ酸濃度データに基づいて、評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価し、評価結果に基づいて、所望の物質群が、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化を予防させる又は非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を改善させるものであるか否かを判定するので、血液中のアミノ酸の濃度を利用してNASHにおける肝線維化の状態を精度よく評価することができるNASHの評価方法を用いて、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させる物質を精度よく探索することができるという効果を奏する。
ここで、NASHの治療としては、まず運動療法・食事療法が行われているが、これらの継続はしばしば困難であり、さらに急速な体重減少は、肝線維化の病態を悪化させることが知られている。また、薬物療法としては、偵察的に、ウルソデオキシコール酸(「Lindor K.et al.,Hepatology,39,770-778,2004」参照)、ビタミンE(「Kawanaka M.,Hepatol Res.,29,39-41,2004」参照)、ベタイン(「Abdelmalek MF.,Am J Gastroenterol,96,2711-2717,2001」参照)、フィブレート系薬剤(「Lurin J.,Hepatology,23,1464-1467,1996」参照)、Thiazolinedione系薬剤(「Promrat K.,Hepatology,39,188-196,2004」、「Neuschwander-Tetri BA.,Hepatology,38,1008-1017,2003」参照)が投与されているが、効果は限定的で、大規模な比較試験で効果が判明したものは無い。さらに一部の薬物では副作用が懸念されている。
一方、NASH患者の半数では約10年の経過で肝病変に明らかな進展が認められ、そのうち2割の症例では肝硬変に移行するので(「Matteoni CA.,Gastroenterology,116,1413-1419,1999」参照)、新薬の開発が急務である。
しかし、生活習慣病を背景に脂肪肝から炎症・肝変性・線維化を起こすNASHを完全に反映した病態モデルが存在しないことが効果的な薬物評価を困難にしている。さらにNASHの肝生検をエンドポイントとした臨床試験は、Mayo Clinicにおけるウルソデオキシコーリックアシッドの臨床試験(「Lindor K.et al.,Hepatology,39,770-778,2004」参照)や、NIDDKのNASH Clinical Research Networkのアクトスの臨床試験(「http://www.nih.gov/news/pr/apr2005/niddk-01.htm」参照)をみてもわかるように、2年を要する。
そこで、本発明にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法を用いれば、NASHでの典型的なアミノ酸濃度変動パターンの情報やNASHの肝臓組織病態変化に対応する多変量判別式を利用して、NASHの病態を一部反映した既存の動物モデルや臨床で、早期に有効な薬物を選択することが可能になる。
なお、本発明は、NASHにおける肝線維化の状態評価を行う際、アミノ酸の濃度以外に、他の生体情報(例えば糖類・脂質・タンパク質・ペプチド・ミネラル・ホルモン等の生体代謝物や、例えば血糖値・血圧値・性別・年齢・肝疾患指標・食習慣・飲酒習慣・運動習慣・肥満度・疾患歴等の生体指標、など)をさらに用いてもかまわない。また、本発明は、NASHにおける肝線維化の状態評価を行う際、多変量判別式における変数として、アミノ酸の濃度以外に、他の生体情報(例えば糖類・脂質・タンパク質・ペプチド・ミネラル・ホルモン等の生体代謝物や、例えば血糖値・血圧値・性別・年齢・肝疾患指標・食習慣・飲酒習慣・運動習慣・肥満度・疾患歴等の生体指標、など)をさらに用いてもかまわない。
以下に、本発明にかかるNASHの評価方法の実施の形態(第1実施形態)、本発明にかかるNASH評価装置、NASH評価方法、NASH評価プログラム、記録媒体、NASH評価システム、および情報通信端末装置の実施の形態(第2実施形態)、ならびに本発明にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法の実施の形態(第3実施形態)を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。
[第1実施形態]
[1-1.本発明の概要]
ここでは、本発明にかかるNASHの評価方法の概要について図1を参照して説明する。図1は本発明の基本原理を示す原理構成図である。
[1-1.本発明の概要]
ここでは、本発明にかかるNASHの評価方法の概要について図1を参照して説明する。図1は本発明の基本原理を示す原理構成図である。
まず、評価対象(例えば動物やヒトなどの個体)から採取した血液(例えば血漿、血清などを含む)中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得する(ステップS11)。なお、ステップS11では、例えば、アミノ酸濃度測定を行う企業等が測定したアミノ酸濃度データを取得してもよく、また、評価対象から採取した血液から、例えば以下の(A)または(B)などの測定方法でアミノ酸濃度データを測定することでアミノ酸濃度データを取得してもよい。ここで、アミノ酸濃度の単位は、例えばモル濃度や重量濃度、これらの濃度に任意の定数を加減乗除することで得られるものでもよい。
(A)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、アセトニトリルを添加し除蛋白処理を行った後、標識試薬(3-アミノピリジル-N-ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート)を用いてプレカラム誘導体化を行い、そして、液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS)によりアミノ酸濃度を分析した(国際公開第2003/069328号、国際公開第2005/116629号を参照)。
(B)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、スルホサリチル酸を添加し除蛋白処理を行った後、ニンヒドリン試薬を用いたポストカラム誘導体化法を原理としたアミノ酸分析計によりアミノ酸濃度を分析した。
(A)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、アセトニトリルを添加し除蛋白処理を行った後、標識試薬(3-アミノピリジル-N-ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート)を用いてプレカラム誘導体化を行い、そして、液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS)によりアミノ酸濃度を分析した(国際公開第2003/069328号、国際公開第2005/116629号を参照)。
(B)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、スルホサリチル酸を添加し除蛋白処理を行った後、ニンヒドリン試薬を用いたポストカラム誘導体化法を原理としたアミノ酸分析計によりアミノ酸濃度を分析した。
つぎに、ステップS11で取得したアミノ酸濃度データに基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価する(ステップS12)。
以上、本発明によれば、評価対象から採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得し、取得した評価対象のアミノ酸濃度データに基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価する。これにより、血液中のアミノ酸の濃度を利用して、NASHにおける肝線維化の状態を精度よく評価することができる。
ここで、ステップS12を実行する前に、ステップS11で取得したアミノ酸濃度データから欠損値や外れ値などのデータを除去してもよい。これにより、NASHにおける肝線維化の状態をさらに精度よく評価することができる。
また、ステップS12では、ステップS11で取得したアミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値に基づいて、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別してもよい。これにより、血液中のアミノ酸の濃度のうちNASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用なアミノ酸の濃度を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。
また、ステップS12では、ステップS11で取得したアミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別してもよい。これにより、血液中のアミノ酸の濃度のうちNASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用なアミノ酸の濃度を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。
また、ステップS12では、ステップS11で取得したアミノ酸濃度データ、およびアミノ酸の濃度を変数として含む予め設定した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出し、算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価してもよい。これにより、アミノ酸の濃度を変数として含む多変量判別式で得られる判別値を利用して、NASHにおける肝線維化の状態を精度よく評価することができる。
なお、多変量判別式は、ロジスティック回帰式、分数式、線形判別式、重回帰式、サポートベクターマシンで作成された式、マハラノビス距離法で作成された式、正準判別分析で作成された式、決定木で作成された式のいずれか1つでもよい。これにより、アミノ酸の濃度を変数として含む多変量判別式で得られる判別値を利用して、NASHにおける肝線維化の状態をさらに精度よく評価することができる。
また、ステップS12では、ステップS11で取得したアミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別してもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。なお、多変量判別式は、数式1、またはOrn、Glu、Ala、Cysを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
また、ステップS12では、ステップS11で取得したアミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別してもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。なお、多変量判別式は、数式2、またはGly、Alaを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
ここで、上記した各多変量判別式は、本出願人による国際出願である国際公開第2004/052191号に記載の方法または本出願人による国際出願である国際公開第2006/098192号に記載の方法(後述する第2実施形態に記載の多変量判別式作成処理)で作成してもよい。なお、これら方法で得られた多変量判別式であれば、入力データとしてのアミノ酸濃度データにおけるアミノ酸濃度の単位に因らず、当該多変量判別式をNASHにおける肝線維化の状態評価に好適に用いることができる。
また、多変量判別式とは、一般に多変量解析で用いられる式の形式を意味し、例えば分数式、重回帰式、多重ロジスティック回帰式、線形判別関数、マハラノビス距離、正準判別関数、サポートベクターマシン、決定木などを包含する。また、異なる形式の多変量判別式の和で示されるような式も含まれる。また、重回帰式、多重ロジスティック回帰式、正準判別関数においては各変数に係数および定数項が付加されるが、この場合の係数および定数項は、好ましくは実数であること、より好ましくはデータから判別を行うために得られた係数および定数項の99%信頼区間の範囲に属する値、さらに好ましくはデータから判別を行うために得られた係数および定数項の95%信頼区間の範囲に属する値であればかまわない。また、各係数の値、及びその信頼区間は、それを実数倍したものでもよく、定数項の値、及びその信頼区間は、それに任意の実定数を加減乗除したものでもよい。ロジスティック回帰、線形判別、重回帰分析などの表示式を指標に用いる場合、表示式の線形変換(定数の加算、定数倍)や単調増加(減少)の変換(例えばlogit変換など)は判別性能を変えるものではなく同等であるので、表示式はそれらを含むものである。
なお、分数式とは、当該分数式の分子がアミノ酸A,B,C,・・・の和で表わされ及び/又は当該分数式の分母がアミノ酸a,b,c,・・・の和で表わされるものである。また、分数式には、このような構成の分数式α,β,γ,・・・の和(例えばα+βのようなもの)も含まれる。また、分数式には、分割された分数式も含まれる。なお、分子や分母に用いられるアミノ酸にはそれぞれ適当な係数がついてもかまわない。また、分子や分母に用いられるアミノ酸は重複してもかまわない。また、各分数式に適当な係数がついてもかまわない。また、各変数の係数の値や定数項の値は、実数であればかまわない。分数式で、分子の変数と分母の変数を入れ替えた組み合わせは、目的変数との相関の正負の符号は概して逆転するが、それらの相関性は保たれるので、判別性では同等と見なせるので、分子の変数と分母の変数を入れ替えた組み合わせも、包含するものである。
そして、本発明は、NASHにおける肝線維化の状態評価を行う際、アミノ酸の濃度以外に、他の生体情報(例えば糖類・脂質・タンパク質・ペプチド・ミネラル・ホルモン等の生体代謝物や、例えば血糖値・血圧値・性別・年齢・肝疾患指標・食習慣・飲酒習慣・運動習慣・肥満度・疾患歴等の生体指標、など)をさらに用いてもかまわない。また、本発明は、NASHにおける肝線維化の状態評価を行う際、多変量判別式における変数として、アミノ酸の濃度以外に、他の生体情報(例えば糖類・脂質・タンパク質・ペプチド・ミネラル・ホルモン等の生体代謝物や、例えば血糖値・血圧値・性別・年齢・肝疾患指標・食習慣・飲酒習慣・運動習慣・肥満度・疾患歴等の生体指標、など)をさらに用いてもかまわない。
[1-2.第1実施形態にかかるNASHの評価方法]
ここでは、第1実施形態にかかるNASHの評価方法について図2を参照して説明する。図2は、第1実施形態にかかるNASHの評価方法の一例を示すフローチャートである。
ここでは、第1実施形態にかかるNASHの評価方法について図2を参照して説明する。図2は、第1実施形態にかかるNASHの評価方法の一例を示すフローチャートである。
まず、動物やヒトなどの個体から採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得する(ステップSA11)。なお、ステップSA11では、例えば、アミノ酸濃度測定を行う企業等が測定したアミノ酸濃度データを取得してもよく、また、評価対象から採取した血液から例えば上述した(A)または(B)などの測定方法でアミノ酸濃度データを測定することでアミノ酸濃度データを取得してもよい。
つぎに、ステップSA11で取得した個体のアミノ酸濃度データから欠損値や外れ値などのデータを除去する(ステップSA12)。
つぎに、ステップSA12で欠損値や外れ値などのデータが除去された個体のアミノ酸濃度データに基づいて、個体につき、以下に示す11.または12.の判別を実行する(ステップSA13)。
11.肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かの判別
(i)アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する、または、(ii)アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する。
(i)アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する、または、(ii)アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する。
12.肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かの判別
(i)アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する、または、(ii)アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する。
(i)アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する、または、(ii)アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する。
[1-3.第1実施形態のまとめ、およびその他の実施形態]
以上、詳細に説明したように、第1実施形態にかかるNASHの評価方法によれば、(i)個体から採取した血液中のアミノ酸濃度データを取得し、(ii)取得した個体のアミノ酸濃度データから欠損値や外れ値などのデータを除去し、(iii)欠損値や外れ値などのデータが除去された個体のアミノ酸濃度データに基づいて、個体につき、上述した11.または12.の判別を実行する。これにより、血液中のアミノ酸の濃度のうちNASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別、または、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用なアミノ酸の濃度を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。また、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別、または、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。
以上、詳細に説明したように、第1実施形態にかかるNASHの評価方法によれば、(i)個体から採取した血液中のアミノ酸濃度データを取得し、(ii)取得した個体のアミノ酸濃度データから欠損値や外れ値などのデータを除去し、(iii)欠損値や外れ値などのデータが除去された個体のアミノ酸濃度データに基づいて、個体につき、上述した11.または12.の判別を実行する。これにより、血液中のアミノ酸の濃度のうちNASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別、または、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用なアミノ酸の濃度を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。また、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別、または、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。
ここで、ステップSA13で用いられる多変量判別式は、ロジスティック回帰式、分数式、線形判別式、重回帰式、サポートベクターマシンで作成された式、マハラノビス距離法で作成された式、正準判別分析で作成された式、決定木で作成された式のいずれか1つでもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別、または、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
具体的には、上述した11.の判別で用いられる多変量判別式は、数式1、またはOrn、Glu、Ala、Cysを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。また、上述した12.の判別で用いられる多変量判別式は、数式2、またはGly、Alaを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
なお、上記した各多変量判別式は、本出願人による国際出願である国際公開第2004/052191号に記載の方法または本出願人による国際出願である国際公開第2006/098192号に記載の方法(後述する第2実施形態に記載の多変量判別式作成処理)で作成してもよい。なお、これら方法で得られた多変量判別式であれば、入力データとしてのアミノ酸濃度データにおけるアミノ酸濃度の単位に因らず、当該多変量判別式をNASHにおける肝線維化の状態評価に好適に用いることができる。
[第2実施形態]
[2-1.本発明の概要]
ここでは、本発明にかかるNASH評価装置、NASH評価方法、NASH評価プログラム、記録媒体、NASH評価システム、および情報通信端末装置の概要について、図3を参照して説明する。図3は本発明の基本原理を示す原理構成図である。
[2-1.本発明の概要]
ここでは、本発明にかかるNASH評価装置、NASH評価方法、NASH評価プログラム、記録媒体、NASH評価システム、および情報通信端末装置の概要について、図3を参照して説明する。図3は本発明の基本原理を示す原理構成図である。
まず、本発明は、制御部で、アミノ酸の濃度値に関する予め取得した評価対象(例えば動物やヒトなどの個体)のアミノ酸濃度データ、およびアミノ酸の濃度を変数する記憶部で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する(ステップS21)。
つぎに、本発明は、制御部で、ステップS21で算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価する(ステップS22)。
以上、本発明によれば、評価対象のアミノ酸濃度データ、およびアミノ酸の濃度を変数として含む多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出し、算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価する。これにより、アミノ酸の濃度を変数として含む多変量判別式で得られる判別値を利用して、NASHにおける肝線維化の状態を精度よく評価することができる。
なお、多変量判別式は、ロジスティック回帰式、分数式、線形判別式、重回帰式、サポートベクターマシンで作成された式、マハラノビス距離法で作成された式、正準判別分析で作成された式、決定木で作成された式のいずれか1つでもよい。これにより、アミノ酸の濃度を変数として含む多変量判別式で得られる判別値を利用して、NASHにおける肝線維化の状態をさらに精度よく評価することができる。
また、ステップS21では、アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、ステップS22では、ステップS21で算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別してもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。なお、多変量判別式は、数式1、またはOrn、Glu、Ala、Cysを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
また、ステップS21では、アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、ステップS22では、ステップS21で算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別してもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。なお、多変量判別式は、数式2、またはGly、Alaを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
ここで、上記した各多変量判別式は、本出願人による国際出願である国際公開第2004/052191号に記載の方法または本出願人による国際出願である国際公開第2006/098192号に記載の方法(後述する多変量判別式作成処理)で作成してもよい。なお、これら方法で得られた多変量判別式であれば、入力データとしてのアミノ酸濃度データにおけるアミノ酸濃度の単位に因らず、当該多変量判別式をNASHにおける肝線維化の状態評価に好適に用いることができる。
また、多変量判別式とは、一般に多変量解析で用いられる式の形式を意味し、例えば分数式、重回帰式、多重ロジスティック回帰式、線形判別関数、マハラノビス距離、正準判別関数、サポートベクターマシン、決定木などを包含する。また、異なる形式の多変量判別式の和で示されるような式も含まれる。また、重回帰式、多重ロジスティック回帰式、正準判別関数においては各変数に係数および定数項が付加されるが、この場合の係数および定数項は、好ましくは実数であること、より好ましくはデータから判別を行うために得られた係数および定数項の99%信頼区間の範囲に属する値、さらに好ましくはデータから判別を行うために得られた係数および定数項の95%信頼区間の範囲に属する値であればかまわない。また、各係数の値、及びその信頼区間は、それを実数倍したものでもよく、定数項の値、及びその信頼区間は、それに任意の実定数を加減乗除したものでもよい。ロジスティック回帰、線形判別、重回帰分析などの表示式を指標に用いる場合、表示式の線形変換(定数の加算、定数倍)や単調増加(減少)の変換(例えばlogit変換など)は判別性能を変えるものではなく同等であるので、表示式はそれらを含むものである。
なお、分数式とは、当該分数式の分子がアミノ酸A,B,C,・・・の和で表わされ及び/又は当該分数式の分母がアミノ酸a,b,c,・・・の和で表わされるものである。また、分数式には、このような構成の分数式α,β,γ,・・・の和(例えばα+βのようなもの)も含まれる。また、分数式には、分割された分数式も含まれる。なお、分子や分母に用いられるアミノ酸にはそれぞれ適当な係数がついてもかまわない。また、分子や分母に用いられるアミノ酸は重複してもかまわない。また、各分数式に適当な係数がついてもかまわない。また、各変数の係数の値や定数項の値は、実数であればかまわない。分数式で、分子の変数と分母の変数を入れ替えた組み合わせは、目的変数との相関の正負の符号は概して逆転するが、それらの相関性は保たれるので、判別性では同等と見なせるので、分子の変数と分母の変数を入れ替えた組み合わせも、包含するものである。
そして、本発明は、NASHにおける肝線維化の状態評価を行う際、アミノ酸の濃度以外に、他の生体情報(例えば糖類・脂質・タンパク質・ペプチド・ミネラル・ホルモン等の生体代謝物や、例えば血糖値・血圧値・性別・年齢・肝疾患指標・食習慣・飲酒習慣・運動習慣・肥満度・疾患歴等の生体指標、など)をさらに用いてもかまわない。また、本発明は、NASHにおける肝線維化の状態評価を行う際、多変量判別式における変数として、アミノ酸の濃度以外に、他の生体情報(例えば糖類・脂質・タンパク質・ペプチド・ミネラル・ホルモン等の生体代謝物や、例えば血糖値・血圧値・性別・年齢・肝疾患指標・食習慣・飲酒習慣・運動習慣・肥満度・疾患歴等の生体指標、など)をさらに用いてもかまわない。
ここで、多変量判別式作成処理(工程1~工程4)の概要について詳細に説明する。なお、ここで説明する処理はあくまでも一例であり、多変量判別式の作成方法はこれに限定されない。
まず、本発明は、制御部で、アミノ酸濃度データとNASHにおける肝線維化の状態を表す指標(例えば肝線維化ステージなど)に関する肝線維化状態指標データとを含む記憶部で記憶した肝線維化状態情報から所定の式作成手法に基づいて、多変量判別式の候補である候補多変量判別式(例えば、y=a1x1+a2x2+・・・+anxn、y:肝線維化状態指標データ、xi:アミノ酸濃度データ、ai:定数、i=1,2,・・・,n)を作成する(工程1)。なお、事前に、肝線維化状態情報から欠損値や外れ値などを持つデータを除去してもよい。
なお、工程1において、肝線維化状態情報から、複数の異なる式作成手法(主成分分析や判別分析、サポートベクターマシン、重回帰分析、ロジスティック回帰分析、k-means法、クラスター解析、決定木などの多変量解析に関するものを含む。)を併用して複数の候補多変量判別式を作成してもよい。具体的には、多数の正常群およびNASH患者群から得た血液を分析して得たアミノ酸濃度データおよび肝線維化状態指標データから構成される多変量データである肝線維化状態情報に対して、複数の異なるアルゴリズムを利用して複数群の候補多変量判別式を同時並行的に作成してもよい。例えば、異なるアルゴリズムを利用して判別分析およびロジスティック回帰分析を同時に行い、2つの異なる候補多変量判別式を作成してもよい。また、主成分分析を行って作成した候補多変量判別式を利用して肝線維化状態情報を変換し、変換した肝線維化状態情報に対して判別分析を行うことで候補多変量判別式を作成してもよい。これにより、最終的に、診断条件に合った適切な多変量判別式を作成することができる。
ここで、主成分分析を用いて作成した候補多変量判別式は、全てのアミノ酸濃度データの分散を最大にするような各アミノ酸変数からなる一次式である。また、判別分析を用いて作成した候補多変量判別式は、各群内の分散の和の全てのアミノ酸濃度データの分散に対する比を最小にするような各アミノ酸変数からなる高次式(指数や対数を含む)である。また、サポートベクターマシンを用いて作成した候補多変量判別式は、群間の境界を最大にするような各アミノ酸変数からなる高次式(カーネル関数を含む)である。また、重回帰分析を用いて作成した候補多変量判別式は、全てのアミノ酸濃度データからの距離の和を最小にするような各アミノ酸変数からなる高次式である。ロジスティック回帰分析を用いて作成した候補多変量判別式は、尤度を最大にするような各アミノ酸変数からなる一次式を指数とする自然対数を項に持つ分数式である。また、k-means法とは、各アミノ酸濃度データのk個近傍を探索し、近傍点の属する群の中で一番多いものをそのデータの所属群と定義し、入力されたアミノ酸濃度データの属する群と定義された群とが最も合致するようなアミノ酸変数を選択する手法である。また、クラスター解析とは、全てのアミノ酸濃度データの中で最も近い距離にある点同士をクラスタリング(群化)する手法である。また、決定木とは、アミノ酸変数に序列をつけて、序列が上位であるアミノ酸変数の取りうるパターンからアミノ酸濃度データの群を予測する手法である。
多変量判別式作成処理の説明に戻り、本発明は、制御部で、工程1で作成した候補多変量判別式を、所定の検証手法に基づいて検証(相互検証)する(工程2)。候補多変量判別式の検証は、工程1で作成した各候補多変量判別式に対して行う。
なお、工程2において、ブートストラップ法やホールドアウト法、N-フォールド法、リーブワンアウト法などのうち少なくとも1つに基づいて候補多変量判別式の判別率や感度、特異度、情報量基準、ROC_AUC(受信者特性曲線の曲線下面積)などのうち少なくとも1つに関して検証してもよい。これにより、肝線維化状態情報や診断条件を考慮した予測性または頑健性の高い候補多変量判別式を作成することができる。
ここで、判別率とは、全入力データの中で、本発明で評価したNASHにおける肝線維化の状態が正しい割合である。また、感度とは、入力データに記載されたNASHにおける肝線維化の状態になっているものの中で、本発明で評価したNASHにおける肝線維化の状態が正しい割合である。また、特異度とは、入力データに記載されたNASHにおける肝線維化の状態が正常になっているものの中で、本発明で評価したNASHにおける肝線維化の状態が正しい割合である。また、情報量基準とは、工程1で作成した候補多変量判別式のアミノ酸変数の数と、本発明で評価したNASHにおける肝線維化の状態および入力データに記載されたNASHにおける肝線維化の状態の差異と、を足し合わせたものである。また、ROC_AUC(受信者特性曲線の曲線下面積)は、2次元座標上に(x,y)=(1-特異度,感度)をプロットして作成される曲線である受信者特性曲線(ROC)の曲線下面積として定義され、ROC_AUCの値は完全な判別では1となり、この値が1に近いほど判別性が高いことを示す。また、予測性とは、候補多変量判別式の検証を繰り返すことで得られた判別率や感度、特異性を平均したものである。また、頑健性とは、候補多変量判別式の検証を繰り返すことで得られた判別率や感度、特異性の分散である。
多変量判別式作成処理の説明に戻り、本発明は、制御部で、工程2での検証結果から所定の変数選択手法に基づいて候補多変量判別式の変数を選択することで(ただし、工程2での検証結果を考慮せず、所定の変数選択手法に基づいて候補多変量判別式の変数を選択してもよい。)、候補多変量判別式を作成する際に用いる肝線維化状態情報に含まれるアミノ酸濃度データの組み合わせを選択する(工程3)。アミノ酸変数の選択は、工程1で作成した各候補多変量判別式に対して行う。これにより、候補多変量判別式のアミノ酸変数を適切に選択することができる。そして、工程3で選択したアミノ酸濃度データを含む肝線維化状態情報を用いて再び工程1を実行する。
なお、工程3において、工程2での検証結果からステップワイズ法、ベストパス法、近傍探索法、遺伝的アルゴリズムのうち少なくとも1つに基づいて候補多変量判別式のアミノ酸変数を選択してもよい。
ここで、ベストパス法とは、候補多変量判別式に含まれるアミノ酸変数を1つずつ順次減らしていき、候補多変量判別式が与える評価指標を最適化することでアミノ酸変数を選択する方法である。
多変量判別式作成処理の説明に戻り、本発明は、制御部で、上述した工程1、工程2および工程3を繰り返し実行し、これにより蓄積した検証結果に基づいて、複数の候補多変量判別式の中から多変量判別式として採用する候補多変量判別式を選出することで、多変量判別式を作成する(工程4)。なお、候補多変量判別式の選出には、例えば、同じ式作成手法で作成した候補多変量判別式の中から最適なものを選出する場合と、すべての候補多変量判別式の中から最適なものを選出する場合とがある。
以上、説明したように、多変量判別式作成処理では、肝線維化状態情報に基づいて、候補多変量判別式の作成、候補多変量判別式の検証および候補多変量判別式の変数の選択に関する処理を一連の流れで体系化(システム化)して実行することにより、NASHにおける肝線維化の状態評価に最適な多変量判別式を作成することができる。換言すると、多変量判別式作成処理では、アミノ酸濃度を多変量の統計解析に用い、最適でロバストな変数の組を選択するために変数選択法とクロスバリデーションとを組み合わせて、診断性能の高い多変量判別式を抽出する。多変量判別式としては、ロジスティック回帰、線形判別、サポートベクターマシン、マハラノビス距離法、重回帰分析、クラスター解析などを用いることができる。
[2-2.システム構成]
ここでは、第2実施形態にかかるNASH評価システム(以下では本システムと記す場合がある。)の構成について、図4から図20を参照して説明する。なお、本システムはあくまでも一例であり、本発明はこれに限定されない。
ここでは、第2実施形態にかかるNASH評価システム(以下では本システムと記す場合がある。)の構成について、図4から図20を参照して説明する。なお、本システムはあくまでも一例であり、本発明はこれに限定されない。
まず、本システムの全体構成について図4および図5を参照して説明する。図4は本システムの全体構成の一例を示す図である。また、図5は本システムの全体構成の他の一例を示す図である。本システムは、図4に示すように、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態評価を行うNASH評価装置100と、アミノ酸の濃度値に関する評価対象のアミノ酸濃度データを提供するクライアント装置200(本発明の情報通信端末装置に相当)とを、ネットワーク300を介して通信可能に接続して構成されている。
なお、本システムは、図5に示すように、NASH評価装置100やクライアント装置200の他に、NASH評価装置100で多変量判別式を作成する際に用いる肝線維化状態情報や、NASHにおける肝線維化の状態評価を行うために用いる多変量判別式などを格納したデータベース装置400を、ネットワーク300を介して通信可能に接続して構成されてもよい。これにより、ネットワーク300を介して、NASH評価装置100からクライアント装置200やデータベース装置400へ、あるいはクライアント装置200やデータベース装置400からNASH評価装置100へ、NASHにおける肝線維化の状態に関する情報などが提供される。ここで、NASHにおける肝線維化の状態に関する情報とは、ヒトを含む生物のNASHにおける肝線維化の状態に関する特定の項目について測定した値に関する情報である。また、NASHにおける肝線維化の状態に関する情報は、NASH評価装置100やクライアント装置200や他の装置(例えば各種の計測装置等)で生成され、主にデータベース装置400に蓄積される。
つぎに、本システムのNASH評価装置100の構成について図6から図18を参照して説明する。図6は、本システムのNASH評価装置100の構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。
NASH評価装置100は、当該NASH評価装置を統括的に制御するCPU等の制御部102と、ルータ等の通信装置および専用線等の有線または無線の通信回線を介して当該NASH評価装置をネットワーク300に通信可能に接続する通信インターフェース部104と、各種のデータベースやテーブルやファイルなどを格納する記憶部106と、入力装置112や出力装置114に接続する入出力インターフェース部108と、で構成されており、これら各部は任意の通信路を介して通信可能に接続されている。ここで、NASH評価装置100は、各種の分析装置(例えばアミノ酸アナライザー等)と同一筐体で構成されてもよい。また、NASH評価装置100の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の付加等に応じてまたは機能負荷に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。すなわち、本明細書の実施形態を任意に組み合わせて実施してもよく、実施形態を選択的に実施してもよい。例えば、処理の一部をCGI(Common Gateway Interface)を用いて実現してもよい。
記憶部106は、ストレージ手段であり、例えば、RAM・ROM等のメモリ装置や、ハードディスクのような固定ディスク装置、フレキシブルディスク、光ディスク等を用いることができる。記憶部106には、OS(Operating System)と協働してCPUに命令を与え各種処理を行うためのコンピュータプログラムが記録されている。記憶部106は、図示の如く、利用者情報ファイル106aと、アミノ酸濃度データファイル106bと、肝線維化状態情報ファイル106cと、指定肝線維化状態情報ファイル106dと、多変量判別式関連情報データベース106eと、判別値ファイル106fと、評価結果ファイル106gと、を格納する。
利用者情報ファイル106aは、利用者に関する利用者情報を格納する。図7は、利用者情報ファイル106aに格納される情報の一例を示す図である。利用者情報ファイル106aに格納される情報は、図7に示すように、利用者を一意に識別するための利用者IDと、利用者が正当な者であるか否かの認証を行うための利用者パスワードと、利用者の氏名と、利用者の所属する所属先を一意に識別するための所属先IDと、利用者の所属する所属先の部門を一意に識別するための部門IDと、部門名と、利用者の電子メールアドレスと、を相互に関連付けて構成されている。
図6に戻り、アミノ酸濃度データファイル106bは、アミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを格納する。図8は、アミノ酸濃度データファイル106bに格納される情報の一例を示す図である。アミノ酸濃度データファイル106bに格納される情報は、図8に示すように、評価対象である個体(サンプル)を一意に識別するための個体番号と、アミノ酸濃度データとを相互に関連付けて構成されている。ここで、図8では、アミノ酸濃度データを数値、すなわち連続尺度として扱っているが、アミノ酸濃度データは名義尺度や順序尺度でもよい。なお、名義尺度や順序尺度の場合は、それぞれの状態に対して任意の数値を与えることで解析してもよい。また、アミノ酸濃度データに、他の生体情報(例えば糖類・脂質・タンパク質・ペプチド・ミネラル・ホルモン等の生体代謝物や、例えば血糖値・血圧値・性別・年齢・肝疾患指標・食習慣・飲酒習慣・運動習慣・肥満度・疾患歴等の生体指標、など)を組み合わせてもよい。
図6に戻り、肝線維化状態情報ファイル106cは、多変量判別式を作成する際に用いる肝線維化状態情報を格納する。図9は、肝線維化状態情報ファイル106cに格納される情報の一例を示す図である。肝線維化状態情報ファイル106cに格納される情報は、図9に示すように、個体番号と、NASHにおける肝線維化の状態を表す指標(指標T1、指標T2、指標T3・・・)に関する肝線維化状態指標データ(T)と、アミノ酸濃度データと、を相互に関連付けて構成されている。ここで、図9では、肝線維化状態指標データおよびアミノ酸濃度データを数値(すなわち連続尺度)として扱っているが、肝線維化状態指標データおよびアミノ酸濃度データは名義尺度や順序尺度でもよい。なお、名義尺度や順序尺度の場合は、それぞれの状態に対して任意の数値を与えることで解析してもよい。また、肝線維化状態指標データは、NASHにおける肝線維化の状態のマーカーとなる既知の単一の状態指標であり、数値データを用いてもよい。
図6に戻り、指定肝線維化状態情報ファイル106dは、後述する肝線維化状態情報指定部102gで指定した肝線維化状態情報を格納する。図10は、指定肝線維化状態情報ファイル106dに格納される情報の一例を示す図である。指定肝線維化状態情報ファイル106dに格納される情報は、図10に示すように、個体番号と、指定肝線維化状態指標データと、指定したアミノ酸濃度データと、を相互に関連付けて構成されている。
図6に戻り、多変量判別式関連情報データベース106eは、後述する候補多変量判別式作成部102h1で作成した候補多変量判別式を格納する候補多変量判別式ファイル106e1と、後述する候補多変量判別式検証部102h2での検証結果を格納する検証結果ファイル106e2と、後述する変数選択部102h3で選択したアミノ酸濃度データの組み合わせを含む肝線維化状態情報を格納する選択肝線維化状態情報ファイル106e3と、後述する多変量判別式作成部102hで作成した多変量判別式を格納する多変量判別式ファイル106e4と、で構成される。
候補多変量判別式ファイル106e1は、後述する候補多変量判別式作成部102h1で作成した候補多変量判別式を格納する。図11は、候補多変量判別式ファイル106e1に格納される情報の一例を示す図である。候補多変量判別式ファイル106e1に格納される情報は、図11に示すように、ランクと、候補多変量判別式(図11では、F1(Gly,Leu,Phe,・・・)やF2(Gly,Leu,Phe,・・・)、F3(Gly,Leu,Phe,・・・)など)とを相互に関連付けて構成されている。
図6に戻り、検証結果ファイル106e2は、後述する候補多変量判別式検証部102h2での検証結果を格納する。図12は、検証結果ファイル106e2に格納される情報の一例を示す図である。検証結果ファイル106e2に格納される情報は、図12に示すように、ランクと、候補多変量判別式(図12では、Fk(Gly,Leu,Phe,・・・)やFm(Gly,Leu,Phe,・・・)、Fl(Gly,Leu,Phe,・・・)など)と、各候補多変量判別式の検証結果(例えば各候補多変量判別式の評価値)と、を相互に関連付けて構成されている。
図6に戻り、選択肝線維化状態情報ファイル106e3は、後述する変数選択部102h3で選択した変数に対応するアミノ酸濃度データの組み合わせを含む肝線維化状態情報を格納する。図13は、選択肝線維化状態情報ファイル106e3に格納される情報の一例を示す図である。選択肝線維化状態情報ファイル106e3に格納される情報は、図13に示すように、個体番号と、後述する肝線維化状態情報指定部102gで指定した肝線維化状態指標データと、後述する変数選択部102h3で選択したアミノ酸濃度データと、を相互に関連付けて構成されている。
図6に戻り、多変量判別式ファイル106e4は、後述する多変量判別式作成部102hで作成した多変量判別式を格納する。図14は、多変量判別式ファイル106e4に格納される情報の一例を示す図である。多変量判別式ファイル106e4に格納される情報は、図14に示すように、ランクと、多変量判別式(図14では、Fp(Phe,・・・)やFp(Gly,Leu,Phe)、Fk(Gly,Leu,Phe,・・・)など)と、各式作成手法に対応する閾値と、各多変量判別式の検証結果(例えば各多変量判別式の評価値)と、を相互に関連付けて構成されている。
図6に戻り、判別値ファイル106fは、後述する判別値算出部102iで算出した判別値を格納する。図15は、判別値ファイル106fに格納される情報の一例を示す図である。判別値ファイル106fに格納される情報は、図15に示すように、評価対象である個体(サンプル)を一意に識別するための個体番号と、ランク(多変量判別式を一意に識別するための番号)と、判別値と、を相互に関連付けて構成されている。
図6に戻り、評価結果ファイル106gは、後述する判別値基準評価部102jでの評価結果(具体的には、後述する判別値基準判別部102j1での判別結果)を格納する。図16は、評価結果ファイル106gに格納される情報の一例を示す図である。評価結果ファイル106gに格納される情報は、評価対象である個体(サンプル)を一意に識別するための個体番号と、予め取得した評価対象のアミノ酸濃度データと、多変量判別式で算出した判別値と、NASHにおける肝線維化の状態評価に関する評価結果と、を相互に関連付けて構成されている。
図6に戻り、記憶部106には、上述した情報以外にその他情報として、Webサイトをクライアント装置200に提供するための各種のWebデータや、CGIプログラム等が記録されている。Webデータとしては後述する各種のWebページを表示するためのデータ等があり、これらデータは例えばHTMLやXMLで記述されたテキストファイルとして形成されている。また、Webデータを作成するための部品用のファイルや作業用のファイルやその他一時的なファイル等も記憶部106に記憶される。記憶部106には、必要に応じて、クライアント装置200に送信するための音声をWAVE形式やAIFF形式の如き音声ファイルで格納したり、静止画や動画をJPEG形式やMPEG2形式の如き画像ファイルで格納したりすることができる。
通信インターフェース部104は、NASH評価装置100とネットワーク300(またはルータ等の通信装置)との間における通信を媒介する。すなわち、通信インターフェース部104は、他の端末と通信回線を介してデータを通信する機能を有する。
入出力インターフェース部108は、入力装置112や出力装置114に接続する。ここで、出力装置114には、モニタ(家庭用テレビを含む)の他、スピーカやプリンタを用いることができる(なお、以下では、出力装置114をモニタ114として記載する場合がある。)。入力装置112には、キーボードやマウスやマイクの他、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現するモニタを用いることができる。
制御部102は、OS(Operating System)等の制御プログラム・各種の処理手順等を規定したプログラム・所要データなどを格納するための内部メモリを有し、これらのプログラムに基づいて種々の情報処理を実行する。制御部102は、図示の如く、大別して、要求解釈部102aと閲覧処理部102bと認証処理部102cと電子メール生成部102dとWebページ生成部102eと受信部102fと肝線維化状態情報指定部102gと多変量判別式作成部102hと判別値算出部102iと判別値基準評価部102jと結果出力部102kと送信部102mとを備えている。制御部102は、データベース装置400から送信された肝線維化状態情報やクライアント装置200から送信されたアミノ酸濃度データに対して、欠損値のあるデータの除去・外れ値の多いデータの除去・欠損値のあるデータの多い変数の除去などのデータ処理も行う。
要求解釈部102aは、クライアント装置200やデータベース装置400からの要求内容を解釈し、その解釈結果に応じて制御部102の各部に処理を受け渡す。閲覧処理部102bは、クライアント装置200からの各種画面の閲覧要求を受けて、これら画面のWebデータの生成や送信を行なう。認証処理部102cは、クライアント装置200やデータベース装置400からの認証要求を受けて、認証判断を行う。電子メール生成部102dは、各種の情報を含んだ電子メールを生成する。Webページ生成部102eは、利用者がクライアント装置200で閲覧するWebページを生成する。
受信部102fは、クライアント装置200やデータベース装置400から送信された情報(具体的には、アミノ酸濃度データや肝線維化状態情報、多変量判別式など)を、ネットワーク300を介して受信する。肝線維化状態情報指定部102gは、多変量判別式を作成するにあたり、対象とする肝線維化状態指標データおよびアミノ酸濃度データを指定する。
多変量判別式作成部102hは、受信部102fで受信した肝線維化状態情報や肝線維化状態情報指定部102gで指定した肝線維化状態情報に基づいて多変量判別式を作成する。具体的には、多変量判別式作成部102hは、肝線維化状態情報から、候補多変量判別式作成部102h1、候補多変量判別式検証部102h2および変数選択部102h3を繰り返し実行させることにより蓄積された検証結果に基づいて、複数の候補多変量判別式の中から多変量判別式として採用する候補多変量判別式を選出することで、多変量判別式を作成する。
なお、多変量判別式が予め記憶部106の所定の記憶領域に格納されている場合には、多変量判別式作成部102hは、記憶部106から所望の多変量判別式を選択することで、多変量判別式を作成してもよい。また、多変量判別式作成部102hは、多変量判別式を予め格納した他のコンピュータ装置(例えばデータベース装置400)から所望の多変量判別式を選択しダウンロードすることで、多変量判別式を作成してもよい。
ここで、多変量判別式作成部102hの構成について図17を参照して説明する。図17は、多変量判別式作成部102hの構成を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。多変量判別式作成部102hは、候補多変量判別式作成部102h1と、候補多変量判別式検証部102h2と、変数選択部102h3と、をさらに備えている。候補多変量判別式作成部102h1は、肝線維化状態情報から所定の式作成手法に基づいて多変量判別式の候補である候補多変量判別式を作成する。なお、候補多変量判別式作成部102h1は、肝線維化状態情報から、複数の異なる式作成手法を併用して複数の候補多変量判別式を作成してもよい。候補多変量判別式検証部102h2は、候補多変量判別式作成部102h1で作成した候補多変量判別式を所定の検証手法に基づいて検証する。なお、候補多変量判別式検証部102h2は、ブートストラップ法、ホールドアウト法、N-フォールド法、リーブワンアウト法のうち少なくとも1つに基づいて候補多変量判別式の判別率、感度、特異度、情報量基準、ROC_AUC(受信者特性曲線の曲線下面積)のうち少なくとも1つに関して検証してもよい。変数選択部102h3は、候補多変量判別式検証部102h2での検証結果から所定の変数選択手法に基づいて候補多変量判別式の変数を選択することで、候補多変量判別式を作成する際に用いる肝線維化状態情報に含まれるアミノ酸濃度データの組み合わせを選択する。なお、変数選択部102h3は、検証結果からステップワイズ法、ベストパス法、近傍探索法、遺伝的アルゴリズムのうち少なくとも1つに基づいて候補多変量判別式の変数を選択してもよい。
図6に戻り、判別値算出部102iは、多変量判別式作成部102hで作成した多変量判別式、および受信部102fで受信した評価対象のアミノ酸濃度データに基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する。なお、多変量判別式は、ロジスティック回帰式、分数式、線形判別式、重回帰式、サポートベクターマシンで作成された式、マハラノビス距離法で作成された式、正準判別分析で作成された式、決定木で作成された式のいずれか1つでもよい。
具体的には、後述する判別値基準判別部102j1でNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する場合、判別値算出部102iは、アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出してもよい。なお、判別値基準判別部102j1でNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する場合、多変量判別式は、数式1、またはOrn、Glu、Ala、Cysを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
また、具体的には、後述する判別値基準判別部102j1でNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する場合、判別値算出部102iは、アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出してもよい。なお、判別値基準判別部102j1でNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する場合、多変量判別式は、数式2、またはGly、Alaを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
判別値基準評価部102jは、判別値算出部102iで算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価する。判別値基準評価部102jは、判別値基準判別部102j1をさらに備えている。ここで、判別値基準評価部102jの構成について図18を参照して説明する。図18は、判別値基準評価部102jの構成を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。判別値基準判別部102j1は、判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かの判別、またはNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かの判別を実行する。具体的には、判別値基準判別部102j1は、判別値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、評価対象につき、この判別のうちのいずれかを実行する。
図6に戻り、結果出力部102kは、制御部102の各処理部での処理結果(判別値基準評価部102jでの評価結果(具体的には判別値基準判別部102j1での判別結果)を含む)等を出力装置114に出力する。
送信部102mは、評価対象のアミノ酸濃度データの送信元のクライアント装置200に対して評価結果を送信したり、データベース装置400に対して、NASH評価装置100で作成した多変量判別式や評価結果を送信したりする。
つぎに、本システムのクライアント装置200の構成について図19を参照して説明する。図19は、本システムのクライアント装置200の構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。
クライアント装置200は、制御部210とROM220とHD230とRAM240と入力装置250と出力装置260と入出力IF270と通信IF280とで構成されており、これら各部は任意の通信路を介して通信可能に接続されている。
制御部210は、Webブラウザ211、電子メーラ212、受信部213、送信部214を備えている。Webブラウザ211は、Webデータを解釈し、解釈したWebデータを後述するモニタ261に表示するブラウズ処理を行う。なお、Webブラウザ211には、ストリーム映像の受信・表示・フィードバック等を行う機能を備えたストリームプレイヤ等の各種のソフトウェアをプラグインしてもよい。電子メーラ212は、所定の通信規約(例えば、SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)やPOP3(Post Office Protocol version 3)等)に従って電子メールの送受信を行う。受信部213は、通信IF280を介して、NASH評価装置100から送信された評価結果などの各種情報を受信する。送信部214は、通信IF280を介して、評価対象のアミノ酸濃度データなどの各種情報をNASH評価装置100へ送信する。
入力装置250はキーボードやマウスやマイク等である。なお、後述するモニタ261もマウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。出力装置260は、通信IF280を介して受信した情報を出力する出力手段であり、モニタ(家庭用テレビを含む)261およびプリンタ262を含む。この他、出力装置260にスピーカ等を設けてもよい。入出力IF270は入力装置250や出力装置260に接続する。
通信IF280は、クライアント装置200とネットワーク300(またはルータ等の通信装置)とを通信可能に接続する。換言すると、クライアント装置200は、モデムやTAやルータなどの通信装置および電話回線を介して、または専用線を介してネットワーク300に接続される。これにより、クライアント装置200は、所定の通信規約に従ってNASH評価装置100にアクセスすることができる。
ここで、プリンタ・モニタ・イメージスキャナ等の周辺装置を必要に応じて接続した情報処理装置(例えば、既知のパーソナルコンピュータ・ワークステーション・家庭用ゲーム装置・インターネットTV・PHS端末・携帯端末・移動体通信端末・PDA等の情報処理端末など)に、Webデータのブラウジング機能や電子メール機能を実現させるソフトウェア(プログラム、データ等を含む)を実装することにより、クライアント装置200を実現してもよい。
また、クライアント装置200の制御部210は、制御部210で行う処理の全部または任意の一部を、CPUおよび当該CPUにて解釈して実行するプログラムで実現してもよい。ROM220またはHD230には、OS(Operating System)と協働してCPUに命令を与え、各種処理を行うためのコンピュータプログラムが記録されている。当該コンピュータプログラムは、RAM240にロードされることで実行され、CPUと協働して制御部210を構成する。また、当該コンピュータプログラムは、クライアント装置200と任意のネットワークを介して接続されるアプリケーションプログラムサーバに記録されてもよく、クライアント装置200は、必要に応じてその全部または一部をダウンロードしてもよい。また、制御部210で行う処理の全部または任意の一部を、ワイヤードロジック等によるハードウェアで実現してもよい。
つぎに、本システムのネットワーク300について図4、図5を参照して説明する。ネットワーク300は、NASH評価装置100とクライアント装置200とデータベース装置400とを相互に通信可能に接続する機能を有し、例えばインターネットやイントラネットやLAN(有線/無線の双方を含む)等である。なお、ネットワーク300は、VANや、パソコン通信網や、公衆電話網(アナログ/デジタルの双方を含む)や、専用回線網(アナログ/デジタルの双方を含む)や、CATV網や、携帯回線交換網または携帯パケット交換網(IMT2000方式、GSM(登録商標)方式またはPDC/PDC-P方式等を含む)や、無線呼出網や、Bluetooth(登録商標)等の局所無線網や、PHS網や、衛星通信網(CS、BSまたはISDB等を含む)等でもよい。
つぎに、本システムのデータベース装置400の構成について図20を参照して説明する。図20は、本システムのデータベース装置400の構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。
データベース装置400は、NASH評価装置100または当該データベース装置で多変量判別式を作成する際に用いる肝線維化状態情報や、NASH評価装置100で作成した多変量判別式、NASH評価装置100での評価結果などを格納する機能を有する。図20に示すように、データベース装置400は、当該データベース装置を統括的に制御するCPU等の制御部402と、ルータ等の通信装置および専用線等の有線または無線の通信回路を介して当該データベース装置をネットワーク300に通信可能に接続する通信インターフェース部404と、各種のデータベースやテーブルやファイル(例えばWebページ用ファイル)などを格納する記憶部406と、入力装置412や出力装置414に接続する入出力インターフェース部408と、で構成されており、これら各部は任意の通信路を介して通信可能に接続されている。
記憶部406は、ストレージ手段であり、例えば、RAM・ROM等のメモリ装置や、ハードディスクのような固定ディスク装置や、フレキシブルディスクや、光ディスク等を用いることができる。記憶部406には、各種処理に用いる各種プログラム等を格納する。通信インターフェース部404は、データベース装置400とネットワーク300(またはルータ等の通信装置)との間における通信を媒介する。すなわち、通信インターフェース部404は、他の端末と通信回線を介してデータを通信する機能を有する。入出力インターフェース部408は、入力装置412や出力装置414に接続する。ここで、出力装置414には、モニタ(家庭用テレビを含む)の他、スピーカやプリンタを用いることができる(なお、以下で、出力装置414をモニタ414として記載する場合がある。)。また、入力装置412には、キーボードやマウスやマイクの他、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現するモニタを用いることができる。
制御部402は、OS(Operating System)等の制御プログラム・各種の処理手順等を規定したプログラム・所要データなどを格納するための内部メモリを有し、これらのプログラムに基づいて種々の情報処理を実行する。制御部402は、図示の如く、大別して、要求解釈部402aと閲覧処理部402bと認証処理部402cと電子メール生成部402dとWebページ生成部402eと送信部402fとを備えている。
要求解釈部402aは、NASH評価装置100からの要求内容を解釈し、その解釈結果に応じて制御部402の各部に処理を受け渡す。閲覧処理部402bは、NASH評価装置100からの各種画面の閲覧要求を受けて、これら画面のWebデータの生成や送信を行う。認証処理部402cは、NASH評価装置100からの認証要求を受けて、認証判断を行う。電子メール生成部402dは、各種の情報を含んだ電子メールを生成する。Webページ生成部402eは、利用者がクライアント装置200で閲覧するWebページを生成する。送信部402fは、肝線維化状態情報や多変量判別式などの各種情報を、NASH評価装置100へ送信する。
[2-3.本システムの処理]
ここでは、以上のように構成された本システムで行われるNASH評価サービス処理の一例を、図21を参照して説明する。図21は、NASH評価サービス処理の一例を示すフローチャートである。
ここでは、以上のように構成された本システムで行われるNASH評価サービス処理の一例を、図21を参照して説明する。図21は、NASH評価サービス処理の一例を示すフローチャートである。
なお、本処理で用いるアミノ酸濃度データは、個体から予め採取した血液(例えば血漿、血清などを含む)を、以下の(A)または(B)などの測定方法で専門業者が分析又は独自に分析して得たアミノ酸の濃度値に関するものである。ここで、アミノ酸濃度の単位は、例えばモル濃度や重量濃度、これらの濃度に任意の定数を加減乗除することで得られるものでもよい。
(A)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、アセトニトリルを添加し除蛋白処理を行った後、標識試薬(3-アミノピリジル-N-ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート)を用いてプレカラム誘導体化を行い、そして、液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS)によりアミノ酸濃度を分析した(国際公開第2003/069328号、国際公開第2005/116629号を参照)。
(B)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、スルホサリチル酸を添加し除蛋白処理を行った後、ニンヒドリン試薬を用いたポストカラム誘導体化法を原理としたアミノ酸分析計によりアミノ酸濃度を分析した。
(A)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、アセトニトリルを添加し除蛋白処理を行った後、標識試薬(3-アミノピリジル-N-ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート)を用いてプレカラム誘導体化を行い、そして、液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS)によりアミノ酸濃度を分析した(国際公開第2003/069328号、国際公開第2005/116629号を参照)。
(B)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、スルホサリチル酸を添加し除蛋白処理を行った後、ニンヒドリン試薬を用いたポストカラム誘導体化法を原理としたアミノ酸分析計によりアミノ酸濃度を分析した。
まず、Webブラウザ211を表示した画面上で利用者が入力装置250を介してNASH評価装置100が提供するWebサイトのアドレス(URLなど)を指定すると、クライアント装置200はNASH評価装置100へアクセスする。具体的には、利用者がクライアント装置200のWebブラウザ211の画面更新を指示すると、Webブラウザ211は、NASH評価装置100が提供するWebサイトのアドレスを所定の通信規約でNASH評価装置100へ送信することで、アミノ酸濃度データ送信画面に対応するWebページの送信要求を、当該アドレスに基づくルーティングでNASH評価装置100へ行う。
つぎに、NASH評価装置100は、要求解釈部102aで、クライアント装置200からの送信を受け、当該送信の内容を解析し、解析結果に応じて制御部102の各部に処理を移す。具体的には、送信の内容がアミノ酸濃度データ送信画面に対応するWebページの送信要求であった場合、NASH評価装置100は、主として閲覧処理部102bで、記憶部106の所定の記憶領域に格納されている当該Webページを表示するためのWebデータを取得し、取得したWebデータをクライアント装置200へ送信する。より具体的には、利用者からアミノ酸濃度データ送信画面に対応するWebページの送信要求があった場合、NASH評価装置100は、まず、制御部102で、利用者IDや利用者パスワードの入力を利用者に対して求める。そして、利用者IDやパスワードが入力されると、NASH評価装置100は、認証処理部102cで、入力された利用者IDやパスワードと利用者情報ファイル106aに格納されている利用者IDや利用者パスワードとの認証判断を行う。そして、NASH評価装置100は、認証可の場合にのみ、閲覧処理部102bで、アミノ酸濃度データ送信画面に対応するWebページを表示するためのWebデータをクライアント装置200へ送信する。なお、クライアント装置200の特定は、クライアント装置200から送信要求と共に送信されたIPアドレスで行う。
つぎに、クライアント装置200は、NASH評価装置100から送信されたWebデータ(アミノ酸濃度データ送信画面に対応するWebページを表示するためのもの)を受信部213で受信し、受信したWebデータをWebブラウザ211で解釈し、モニタ261にアミノ酸濃度データ送信画面を表示する。
つぎに、モニタ261に表示されたアミノ酸濃度データ送信画面に対し利用者が入力装置250を介して個体のアミノ酸濃度データなどを入力・選択すると、クライアント装置200は、送信部214で、入力情報や選択事項を特定するための識別子をNASH評価装置100へ送信することで、評価対象の個体のアミノ酸濃度データをNASH評価装置100へ送信する(ステップSA21)。なお、ステップSA21におけるアミノ酸濃度データの送信は、FTP等の既存のファイル転送技術等により実現してもよい。
つぎに、NASH評価装置100は、要求解釈部102aで、クライアント装置200から送信された識別子を解釈することによりクライアント装置200の要求内容を解釈し、NASHにおける肝線維化の状態評価用の多変量判別式(具体的には、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かの判別用の多変量判別式、またはNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かの判別用の多変量判別式)の送信要求をデータベース装置400へ行う。
つぎに、データベース装置400は、要求解釈部402aで、NASH評価装置100からの送信要求を解釈し、記憶部406の所定の記憶領域に格納した多変量判別式(例えばアップデートされた最新のもの)をNASH評価装置100へ送信する(ステップSA22)。例えば、ステップSA26にてNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する場合、ステップSA22では、Met、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式をNASH評価装置100へ送信する。また、ステップSA26にてNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する場合、ステップSA22では、Gly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式をNASH評価装置100へ送信する。
つぎに、NASH評価装置100は、受信部102fで、クライアント装置200から送信された個体のアミノ酸濃度データおよびデータベース装置400から送信された多変量判別式を受信し、受信したアミノ酸濃度データをアミノ酸濃度データファイル106bの所定の記憶領域に格納すると共に、受信した多変量判別式を多変量判別式ファイル106e4の所定の記憶領域に格納する(ステップSA23)。
つぎに、NASH評価装置100は、制御部102で、ステップSA23で受信した個体のアミノ酸濃度データから欠損値や外れ値などのデータを除去する(ステップSA24)。
つぎに、NASH評価装置100は、判別値算出部102iで、ステップSA24で欠損値や外れ値などのデータが除去された個体のアミノ酸濃度データ、およびステップSA23で受信した多変量判別式に基づいて、判別値を算出する(ステップSA25)。
具体的には、ステップSA26にてNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する場合、NASH評価装置100は、判別値算出部102iで、アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出する。
また、ステップSA26にてNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する場合、NASH評価装置100は、判別値算出部102iで、アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出する。
つぎに、NASH評価装置100は、判別値基準判別部102j1で、ステップSA25で算出した判別値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かの判別、またはNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かの判別を実行し、その判別結果を評価結果ファイル106gの所定の記憶領域に格納する(ステップSA26)。
つぎに、NASH評価装置100は、送信部102mで、ステップSA26で得た判別結果を、アミノ酸濃度データの送信元のクライアント装置200とデータベース装置400とへ送信する(ステップSA27)。具体的には、まず、NASH評価装置100は、Webページ生成部102eで、判別結果を表示するためのWebページを作成し、作成したWebページに対応するWebデータを記憶部106の所定の記憶領域に格納する。ついで、利用者がクライアント装置200のWebブラウザ211に入力装置250を介して所定のURLを入力し上述した認証を経た後、クライアント装置200は、当該Webページの閲覧要求をNASH評価装置100へ送信する。ついで、NASH評価装置100は、閲覧処理部102bで、クライアント装置200から送信された閲覧要求を解釈し、判別結果を表示するためのWebページに対応するWebデータを記憶部106の所定の記憶領域から読み出す。そして、NASH評価装置100は、送信部102mで、読み出したWebデータをクライアント装置200へ送信すると共に、当該Webデータ又は判別結果をデータベース装置400へ送信する。
ここで、ステップSA27において、NASH評価装置100は、制御部102で、判別結果を電子メールで利用者のクライアント装置200へ通知してもよい。具体的には、まず、NASH評価装置100は、電子メール生成部102dで、利用者IDなどを基にして利用者情報ファイル106aに格納されている利用者情報を送信タイミングに従って参照し、利用者の電子メールアドレスを取得する。ついで、NASH評価装置100は、電子メール生成部102dで、取得した電子メールアドレスを宛て先とし利用者の氏名および判別結果を含む電子メールに関するデータを生成する。ついで、NASH評価装置100は、送信部102mで、生成した当該データを利用者のクライアント装置200へ送信する。
また、ステップSA27において、NASH評価装置100は、FTP等の既存のファイル転送技術等で、判別結果を利用者のクライアント装置200へ送信してもよい。
図21の説明に戻り、データベース装置400は、制御部402で、NASH評価装置100から送信された判別結果またはWebデータを受信し、受信した判別結果またはWebデータを記憶部406の所定の記憶領域に保存(蓄積)する(ステップSA28)。
また、クライアント装置200は、受信部213で、NASH評価装置100から送信されたWebデータを受信し、受信したWebデータをWebブラウザ211で解釈し、個体の判別結果が記されたWebページの画面をモニタ261に表示する(ステップSA29)。なお、判別結果がNASH評価装置100から電子メールで送信された場合には、クライアント装置200は、電子メーラ212の公知の機能で、NASH評価装置100から送信された電子メールを任意のタイミングで受信し、受信した電子メールをモニタ261に表示する。
以上により、利用者は、モニタ261に表示されたWebページを閲覧することで、「NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かの判別」または「NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かの判別」に関する個体の判別結果を確認することができる。なお、利用者は、モニタ261に表示されたWebページの表示内容をプリンタ262で印刷してもよい。
また、判別結果がNASH評価装置100から電子メールで送信された場合には、利用者は、モニタ261に表示された電子メールを閲覧することで、「NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かの判別」または「NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かの判別」に関する個体の判別結果を確認することができる。利用者は、モニタ261に表示された電子メールの表示内容をプリンタ262で印刷してもよい。
これにて、NASH評価サービス処理の説明を終了する。
[2-4.第2実施形態のまとめ、およびその他の実施形態]
以上、詳細に説明したように、NASH評価システムによれば、クライアント装置200は個体のアミノ酸濃度データをNASH評価装置100へ送信し、データベース装置400はNASH評価装置100からの要求を受けて、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かの判別用の多変量判別式またはNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かの判別用の多変量判別式をNASH評価装置100へ送信する。そして、NASH評価装置100は、(1)クライアント装置200からアミノ酸濃度データを受信すると共にデータベース装置400から多変量判別式を受信し、(2)受信したアミノ酸濃度データおよび多変量判別式に基づいて判別値を算出し、(3)算出した判別値と予め設定した閾値とを比較することで個体につき、「NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かの判別」または「NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かの判別」を実行し、(4)この判別結果をクライアント装置200やデータベース装置400へ送信する。そして、クライアント装置200はNASH評価装置100から送信された判別結果を受信して表示し、データベース装置400はNASH評価装置100から送信された判別結果を受信して格納する。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別、または、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。
以上、詳細に説明したように、NASH評価システムによれば、クライアント装置200は個体のアミノ酸濃度データをNASH評価装置100へ送信し、データベース装置400はNASH評価装置100からの要求を受けて、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かの判別用の多変量判別式またはNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かの判別用の多変量判別式をNASH評価装置100へ送信する。そして、NASH評価装置100は、(1)クライアント装置200からアミノ酸濃度データを受信すると共にデータベース装置400から多変量判別式を受信し、(2)受信したアミノ酸濃度データおよび多変量判別式に基づいて判別値を算出し、(3)算出した判別値と予め設定した閾値とを比較することで個体につき、「NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かの判別」または「NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かの判別」を実行し、(4)この判別結果をクライアント装置200やデータベース装置400へ送信する。そして、クライアント装置200はNASH評価装置100から送信された判別結果を受信して表示し、データベース装置400はNASH評価装置100から送信された判別結果を受信して格納する。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別、または、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。
ここで、NASH評価システムによれば、ステップSA25で用いられる多変量判別式は、ロジスティック回帰式、分数式、線形判別式、重回帰式、サポートベクターマシンで作成された式、マハラノビス距離法で作成された式、正準判別分析で作成された式、決定木で作成された式のいずれか1つでもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別、または、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
具体的には、ステップSA26にてNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する場合、ステップSA25で用いられる多変量判別式は、数式1、またはOrn、Glu、Ala、Cysを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。また、ステップSA26にてNASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する場合、ステップSA25で用いられる多変量判別式は、数式2、またはGly、Alaを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
なお、上記した各多変量判別式は、本出願人による国際出願である国際公開第2004/052191号に記載の方法または本出願人による国際出願である国際公開第2006/098192号に記載の方法(後述する多変量判別式作成処理)で作成してもよい。なお、これら方法で得られた多変量判別式であれば、入力データとしてのアミノ酸濃度データにおけるアミノ酸濃度の単位に因らず、当該多変量判別式をNASHにおける肝線維化の状態評価に好適に用いることができる。
また、本発明にかかるNASH評価装置、NASH評価方法、NASH評価プログラム、記録媒体、NASH評価システム、および情報通信端末装置は、上述した第2実施形態以外にも、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施形態にて実施されてよいものである。例えば、上述した第2実施形態で説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種の登録データおよび検索条件等のパラメータを含む情報、画面例、データベース構成については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、NASH評価装置100に関して、図示の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。また、NASH評価装置100の各部または各装置が備える処理機能(特に制御部102にて行なわれる各処理機能)については、CPU(Central Processing Unit)および当該CPUにて解釈実行されるプログラムにて、その全部または任意の一部を実現してもよく、また、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。また、NASH評価装置100は、既知のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等の情報処理装置として構成してもよく、また、該情報処理装置に任意の周辺装置を接続して構成してもよい。また、NASH評価装置100は、該情報処理装置に本発明の方法を実現させるソフトウェア(プログラム、データ等を含む)を実装することにより実現してもよい。
ここで、「プログラム」とは任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理方法であり、ソースコードやバイナリコード等の形式を問わない。なお、「プログラム」は、必ずしも単一的に構成されるものに限られず、複数のモジュールやライブラリとして分散構成されるものや、OS(Operating System)に代表される別個のプログラムと協働してその機能を達成するものを含む。なお、プログラムは、記録媒体に記録されており、必要に応じてNASH評価装置100に機械的に読み取られる。すなわち、ROMまたはHDD(Hard Disk Drive)などの記憶部106などには、OS(Operating System)と協働してCPUに命令を与え、各種処理を行うためのコンピュータプログラムが記録されている。このコンピュータプログラムは、RAMにロードされることによって実行され、CPUと協働して制御部を構成する。また、このコンピュータプログラムは、NASH評価装置100に対して任煮のネットワーク300を介して接続されたアプリケーションプログラムサーバに記憶されていてもよく、必要に応じてその全部又は一部をダウンロードすることも可能である。記録媒体に記録されたプログラムを各装置で読み取るための具体的な構成や読み取り手順や読み取り後のインストール手順等については、周知の構成や手順を用いることができる。
また、「記録媒体」とは任意の「可搬用の物理媒体」を含むものとする。なお、「可搬用の物理媒体」とは、メモリーカード、USBメモリ、SDカード、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM、MO、DVD、およびBlu-ray Disc等である。本発明に係るプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよく、また、プログラム製品として構成することもできる。
最後に、NASH評価装置100で行う多変量判別式作成処理の一例について図22を参照して詳細に説明する。なお、ここで説明する処理はあくまでも一例であり、多変量判別式の作成方法はこれに限定されない。図22は多変量判別式作成処理の一例を示すフローチャートである。なお、当該多変量判別式作成処理は、肝線維化状態情報を管理するデータベース装置400で行ってもよい。
なお、本説明では、NASH評価装置100は、データベース装置400から事前に取得した肝線維化状態情報を、肝線維化状態情報ファイル106cの所定の記憶領域に格納しているものとする。また、NASH評価装置100は、肝線維化状態情報指定部102gで事前に指定した肝線維化状態指標データおよびアミノ酸濃度データを含む肝線維化状態情報を、指定肝線維化状態情報ファイル106dの所定の記憶領域に格納しているものとする。
まず、多変量判別式作成部102hは、候補多変量判別式作成部102h1で、指定肝線維化状態情報ファイル106dの所定の記憶領域に格納されている肝線維化状態情報から所定の式作成手法に基づいて候補多変量判別式を作成し、作成した候補多変量判別式を候補多変量判別式ファイル106e1の所定の記憶領域に格納する(ステップSB21)。具体的には、まず、多変量判別式作成部102hは、候補多変量判別式作成部102h1で、複数の異なる式作成手法(主成分分析や判別分析、サポートベクターマシン、重回帰分析、ロジスティック回帰分析、k-means法、クラスター解析、決定木などの多変量解析に関するものを含む。)の中から所望のものを1つ選択し、選択した式作成手法に基づいて、作成する候補多変量判別式の形(式の形)を決定する。つぎに、多変量判別式作成部102hは、候補多変量判別式作成部102h1で、肝線維化状態情報に基づいて、選択した式選択手法に対応する種々(例えば平均や分散など)の計算を実行する。つぎに、多変量判別式作成部102hは、候補多変量判別式作成部102h1で、計算結果および決定した候補多変量判別式のパラメータを決定する。これにより、選択した式作成手法に基づいて候補多変量判別式が作成される。なお、複数の異なる式作成手法を併用して候補多変量判別式を同時並行(並列)的に作成する場合は、選択した式作成手法ごとに上記の処理を並行して実行すればよい。また、複数の異なる式作成手法を併用して候補多変量判別式を直列的に作成する場合は、例えば、主成分分析を行って作成した候補多変量判別式を利用して肝線維化状態情報を変換し、変換した肝線維化状態情報に対して判別分析を行うことで候補多変量判別式を作成してもよい。
つぎに、多変量判別式作成部102hは、候補多変量判別式検証部102h2で、ステップSB21で作成した候補多変量判別式を所定の検証手法に基づいて検証(相互検証)し、検証結果を検証結果ファイル106e2の所定の記憶領域に格納する(ステップSB22)。具体的には、多変量判別式作成部102hは、候補多変量判別式検証部102h2で、指定肝線維化状態情報ファイル106dの所定の記憶領域に格納されている肝線維化状態情報に基づいて候補多変量判別式を検証する際に用いる検証用データを作成し、作成した検証用データに基づいて候補多変量判別式を検証する。なお、ステップSB21で複数の異なる式作成手法を併用して候補多変量判別式を複数作成した場合には、多変量判別式作成部102hは、候補多変量判別式検証部102h2で、各式作成手法に対応する候補多変量判別式ごとに所定の検証手法に基づいて検証する。ここで、ステップSB22において、ブートストラップ法やホールドアウト法、N-フォールド法、リーブワンアウト法などのうち少なくとも1つに基づいて候補多変量判別式の判別率や感度、特異度、情報量基準、ROC_AUC(受信者特性曲線の曲線下面積)などのうち少なくとも1つに関して検証してもよい。これにより、肝線維化状態情報や診断条件を考慮した予測性または頑健性の高い候補指標式を選択することができる。
つぎに、多変量判別式作成部102hは、変数選択部102h3で、ステップSB22での検証結果から所定の変数選択手法に基づいて、候補多変量判別式の変数を選択することで(ただし、ステップSB22での検証結果を考慮せず、所定の変数選択手法に基づいて、候補多変量判別式の変数を選択してもよい。)、候補多変量判別式を作成する際に用いる肝線維化状態情報に含まれるアミノ酸濃度データの組み合わせを選択し、選択したアミノ酸濃度データの組み合わせを含む肝線維化状態情報を選択肝線維化状態情報ファイル106e3の所定の記憶領域に格納する(ステップSB23)。なお、ステップSB21で複数の異なる式作成手法を併用して候補多変量判別式を複数作成し、ステップSB22で各式作成手法に対応する候補多変量判別式ごとに所定の検証手法に基づいて検証した場合には、ステップSB23において、多変量判別式作成部102hは、変数選択部102h3で、候補多変量判別式(例えば、ステップSB22での検証結果に対応する候補多変量判別式)ごとに所定の変数選択手法に基づいて候補多変量判別式の変数を選択してもよい。ここで、ステップSB23において、検証結果からステップワイズ法、ベストパス法、近傍探索法、遺伝的アルゴリズムのうち少なくとも1つに基づいて候補多変量判別式の変数を選択してもよい。なお、ベストパス法とは、候補多変量判別式に含まれる変数を1つずつ順次減らしていき、候補多変量判別式が与える評価指標を最適化することで変数を選択する方法である。また、ステップSB23において、多変量判別式作成部102hは、変数選択部102h3で、指定肝線維化状態情報ファイル106dの所定の記憶領域に格納されている肝線維化状態情報に基づいてアミノ酸濃度データの組み合わせを選択してもよい。
つぎに、多変量判別式作成部102hは、指定肝線維化状態情報ファイル106dの所定の記憶領域に格納されている肝線維化状態情報に含まれるアミノ酸濃度データの全ての組み合わせが終了したか否かを判定し、判定結果が「終了」であった場合(ステップSB24:Yes)には次のステップ(ステップSB25)へ進み、判定結果が「終了」でなかった場合(ステップSB24:No)にはステップSB21へ戻る。なお、多変量判別式作成部102hは、予め設定した回数が終了したか否かを判定し、判定結果が「終了」であった場合には(ステップSB24:Yes)次のステップ(ステップSB25)へ進み、判定結果が「終了」でなかった場合(ステップSB24:No)にはステップSB21へ戻ってもよい。また、多変量判別式作成部102hは、ステップSB23で選択したアミノ酸濃度データの組み合わせが、指定肝線維化状態情報ファイル106dの所定の記憶領域に格納されている肝線維化状態情報に含まれるアミノ酸濃度データの組み合わせまたは前回のステップSB23で選択したアミノ酸濃度データの組み合わせと同じであるか否かを判定し、判定結果が「同じ」であった場合(ステップSB24:Yes)には次のステップ(ステップSB25)へ進み、判定結果が「同じ」でなかった場合(ステップSB24:No)にはステップSB21へ戻ってもよい。また、多変量判別式作成部102hは、検証結果が具体的には各候補多変量判別式に関する評価値である場合には、当該評価値と各式作成手法に対応する所定の閾値との比較結果に基づいて、ステップSB25へ進むかステップSB21へ戻るかを判定してもよい。
つぎに、多変量判別式作成部102hは、検証結果に基づいて、複数の候補多変量判別式の中から多変量判別式として採用する候補多変量判別式を選出することで多変量判別式を決定し、決定した多変量判別式(選出した候補多変量判別式)を多変量判別式ファイル106e4の所定の記憶領域に格納する(ステップSB25)。ここで、ステップSB25において、例えば、同じ式作成手法で作成した候補多変量判別式の中から最適なものを選出する場合と、すべての候補多変量判別式の中から最適なものを選出する場合とがある。
これにて、多変量判別式作成処理の説明を終了する。
[第3実施形態]
[3-1.本発明の概要]
ここでは、本発明にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法の概要について図23を参照して説明する。図23は本発明の基本原理を示す原理構成図である。
[3-1.本発明の概要]
ここでは、本発明にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法の概要について図23を参照して説明する。図23は本発明の基本原理を示す原理構成図である。
まず、1つまたは複数の物質から成る所望の物質群を、NASHの評価対象(例えば動物やヒトなどの個体)に投与する(ステップS31)。例えば、病状に応じて、ヒトに投与可能な既存の薬物(具体的にはNASH治療に効果がある薬物であるウルソデオキシコーリックアシッド、ベタイン、グリタゾン、メトホルミン、抗肥満薬など)・アミノ酸・食品・サプリメントを適宜組み合わせたものを、所定の期間(例えば1日から12ヶ月の範囲)にわたり、所定量ずつ所定の頻度・タイミング(例えば1日3回・食後)で、所定の投与方法(例えば経口投与)により投与してもよい。ここで、投与方法や用量、剤形は、病状に応じて適宜組み合わせてもよい。なお、剤形は、公知の技術に基づいて決めてもよい。また、用量は、特に定めは無いが、例えば有効成分として1ugから100gを含有した形態で与えてもよい。
つぎに、ステップS31で物質群が投与された評価対象から血液を採取する(ステップS32)。
つぎに、ステップS32で採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得する(ステップS33)。なお、ステップS11では、例えば、アミノ酸濃度測定を行う企業等が測定したアミノ酸濃度データを取得してもよく、また、評価対象から採取した血液(例えば血漿、血清などを含む)から、例えば以下の(A)または(B)などの測定方法でアミノ酸濃度データを測定することでアミノ酸濃度データを取得してもよい。ここで、アミノ酸濃度の単位は、例えばモル濃度や重量濃度、これらの濃度に任意の定数を加減乗除することで得られるものでもよい。
(A)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、アセトニトリルを添加し除蛋白処理を行った後、標識試薬(3-アミノピリジル-N-ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート)を用いてプレカラム誘導体化を行い、そして、液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS)によりアミノ酸濃度を分析した(国際公開第2003/069328号、国際公開第2005/116629号を参照)。
(B)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、スルホサリチル酸を添加し除蛋白処理を行った後、ニンヒドリン試薬を用いたポストカラム誘導体化法を原理としたアミノ酸分析計によりアミノ酸濃度を分析した。
(A)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、アセトニトリルを添加し除蛋白処理を行った後、標識試薬(3-アミノピリジル-N-ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート)を用いてプレカラム誘導体化を行い、そして、液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS)によりアミノ酸濃度を分析した(国際公開第2003/069328号、国際公開第2005/116629号を参照)。
(B)採取した血液サンプルを遠心することにより血液から血漿を分離した。全ての血漿サンプルは、アミノ酸濃度の測定時まで-80℃で凍結保存した。アミノ酸濃度測定時には、スルホサリチル酸を添加し除蛋白処理を行った後、ニンヒドリン試薬を用いたポストカラム誘導体化法を原理としたアミノ酸分析計によりアミノ酸濃度を分析した。
つぎに、ステップS33で取得した評価対象のアミノ酸濃度データに基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価する(ステップS34)。
つぎに、ステップS34での評価結果に基づいて、ステップS31で投与した物質群が、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させるものであるか否かを判定する(ステップS35)。
そして、ステップS35での判定結果が「予防させる又は改善させる」というものであった場合、ステップS31で投与した物質群が、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させるものとして探索される。
以上、本発明によれば、所望の物質群を評価対象に投与し、当該物質群が投与された評価対象から血液を採取し、採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得し、取得したアミノ酸濃度データに基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価し、その評価結果に基づいて、所望の物質群が、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させるものであるか否かを判定する。これにより、血液中のアミノ酸の濃度を利用してNASHにおける肝線維化の状態を精度よく評価することができるNASHの評価方法を用いて、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させる物質を精度よく探索することができる。
ここで、ステップS34を実行する前に、アミノ酸濃度データから欠損値や外れ値などのデータを除去してもよい。これにより、NASHにおける肝線維化の状態をさらに精度よく評価することができる。
また、ステップS34では、ステップS33で取得したアミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別してもよい。これにより、血液中のアミノ酸の濃度のうちNASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用なアミノ酸の濃度を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。
また、ステップS34では、ステップS33で取得したアミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別してもよい。これにより、血液中のアミノ酸の濃度のうちNASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用なアミノ酸の濃度を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。
また、ステップS34では、ステップS33で取得したアミノ酸濃度データ、およびアミノ酸の濃度を変数として含む予め設定した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出し、算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を評価してもよい。これにより、アミノ酸の濃度を変数として含む多変量判別式で得られる判別値を利用して、NASHにおける肝線維化の状態を精度よく評価することができる。
なお、多変量判別式は、ロジスティック回帰式、分数式、線形判別式、重回帰式、サポートベクターマシンで作成された式、マハラノビス距離法で作成された式、正準判別分析で作成された式、決定木で作成された式のいずれか1つでもよい。これにより、アミノ酸の濃度を変数として含む多変量判別式で得られる判別値を利用して、NASHにおける肝線維化の状態をさらに精度よく評価することができる。
また、ステップS34では、ステップS33で取得したアミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別してもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。なお、多変量判別式は、数式1、またはOrn、Glu、Ala、Cysを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
また、ステップS34では、ステップS33で取得したアミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値に基づいて、評価対象につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別してもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別を精度よく行うことができる。なお、多変量判別式は、数式2、またはGly、Alaを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
ここで、上記した各多変量判別式は、本出願人による国際出願である国際公開第2004/052191号に記載の方法または本出願人による国際出願である国際公開第2006/098192号に記載の方法(上述した第2実施形態に記載の多変量判別式作成処理)で作成してもよい。なお、これら方法で得られた多変量判別式であれば、入力データとしてのアミノ酸濃度データにおけるアミノ酸濃度の単位に因らず、当該多変量判別式をNASHにおける肝線維化の状態評価に好適に用いることができる。
また、多変量判別式とは、一般に多変量解析で用いられる式の形式を意味し、例えば分数式、重回帰式、多重ロジスティック回帰式、線形判別関数、マハラノビス距離、正準判別関数、サポートベクターマシン、決定木などを包含する。また、異なる形式の多変量判別式の和で示されるような式も含まれる。また、重回帰式、多重ロジスティック回帰式、正準判別関数においては各変数に係数および定数項が付加されるが、この場合の係数および定数項は、好ましくは実数であること、より好ましくはデータから判別を行うために得られた係数および定数項の99%信頼区間の範囲に属する値、さらに好ましくはデータから判別を行うために得られた係数および定数項の95%信頼区間の範囲に属する値であればかまわない。また、各係数の値、及びその信頼区間は、それを実数倍したものでもよく、定数項の値、及びその信頼区間は、それに任意の実定数を加減乗除したものでもよい。ロジスティック回帰、線形判別、重回帰分析などの表示式を指標に用いる場合、表示式の線形変換(定数の加算、定数倍)や単調増加(減少)の変換(例えばlogit変換など)は判別性能を変えるものではなく同等であるので、表示式はそれらを含むものである。
なお、分数式とは、当該分数式の分子がアミノ酸A,B,C,・・・の和で表わされ及び/又は当該分数式の分母がアミノ酸a,b,c,・・・の和で表わされるものである。また、分数式には、このような構成の分数式α,β,γ,・・・の和(例えばα+βのようなもの)も含まれる。また、分数式には、分割された分数式も含まれる。なお、分子や分母に用いられるアミノ酸にはそれぞれ適当な係数がついてもかまわない。また、分子や分母に用いられるアミノ酸は重複してもかまわない。また、各分数式に適当な係数がついてもかまわない。また、各変数の係数の値や定数項の値は、実数であればかまわない。分数式で、分子の変数と分母の変数を入れ替えた組み合わせは、目的変数との相関の正負の符号は概して逆転するが、それらの相関性は保たれるので、判別性では同等と見なせるので、分子の変数と分母の変数を入れ替えた組み合わせも、包含するものである。
そして、本発明は、NASHにおける肝線維化の状態評価を行う際、アミノ酸の濃度以外に、他の生体情報(例えば糖類・脂質・タンパク質・ペプチド・ミネラル・ホルモン等の生体代謝物や、例えば血糖値・血圧値・性別・年齢・肝疾患指標・食習慣・飲酒習慣・運動習慣・肥満度・疾患歴等の生体指標、など)をさらに用いてもかまわない。また、本発明は、NASHにおける肝線維化の状態評価を行う際、多変量判別式における変数として、アミノ酸の濃度以外に、他の生体情報(例えば糖類・脂質・タンパク質・ペプチド・ミネラル・ホルモン等の生体代謝物や、例えば血糖値・血圧値・性別・年齢・肝疾患指標・食習慣・飲酒習慣・運動習慣・肥満度・疾患歴等の生体指標、など)をさらに用いてもかまわない。
[3-2.第3実施形態にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法の一例]
ここでは、第3実施形態にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法の一例について図24を参照して説明する。図24は第3実施形態にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法の一例を示すフローチャートである。
ここでは、第3実施形態にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法の一例について図24を参照して説明する。図24は第3実施形態にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法の一例を示すフローチャートである。
まず、1つまたは複数の物質から成る所望の物質群を、例えばNASHの動物やヒトなどの個体に投与する(ステップSA31)。
つぎに、ステップS31で物質群が投与された個体から血液を採取する(ステップSA32)。
つぎに、ステップS32で採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得する(ステップSA33)。なお、ステップSA33では、例えば、アミノ酸濃度測定を行う企業等が測定したアミノ酸濃度データを取得してもよく、また、評価対象から採取した血液から例えば上述した(A)または(B)などの測定方法でアミノ酸濃度データを測定することでアミノ酸濃度データを取得してもよい。
つぎに、ステップS33で取得した個体のアミノ酸濃度データから欠損値や外れ値などのデータを除去する(ステップSA34)。
つぎに、ステップS34で欠損値や外れ値などのデータが除去された個体のアミノ酸濃度データに基づいて、個体につき、以下に示す31.または32.の判別を実行する(ステップSA35)。
31.肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かの判別
(i)アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する、または、(ii)アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する。
(i)アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する、または、(ii)アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する。
32.肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かの判別
(i)アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する、または、(ii)アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する。
(i)アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する、または、(ii)アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを変数として含む多変量判別式に基づいて、判別値を算出し、算出した判別値と予め設定された閾値(カットオフ値)とを比較することで、個体につき、NASHにおける肝線維化の状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する。
つぎに、ステップSA35での判別結果に基づいて、ステップSA31で投与した物質群が、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させるものであるか否かを判定する(ステップSA36)。
そして、ステップSA36での判定結果が「予防させる又は改善させる」であった場合、ステップSA31で投与した物質群が、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させるものとして探索される。なお、本探索方法によって探索された物質として、例えば、「Met、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを含むアミノ酸群」および「Gly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを含むアミノ酸群」が挙げられる。
[3-3.第3実施形態のまとめ、およびその他の実施形態]
以上、詳細に説明したように、第3実施形態にかかるNASHの改善物質の探索方法によれば、(i)所望の物質群を個体に投与し、(ii)物質群が投与された個体から血液を採取し、(iii)採取した血液中のアミノ酸濃度データを取得し、(iv)取得した個体のアミノ酸濃度データから欠損値や外れ値などのデータを除去し、(v)欠損値や外れ値などのデータが除去された個体のアミノ酸濃度データに基づいて、個体につき、上述した31.または32.の判別を実行し、(vi)この判別結果に基づいて、投与した物質群が、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させるものであるか否かを判別する。これにより、上述した第1実施形態のNASHの評価方法を用いて、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させる物質を精度よく探索することができる。
以上、詳細に説明したように、第3実施形態にかかるNASHの改善物質の探索方法によれば、(i)所望の物質群を個体に投与し、(ii)物質群が投与された個体から血液を採取し、(iii)採取した血液中のアミノ酸濃度データを取得し、(iv)取得した個体のアミノ酸濃度データから欠損値や外れ値などのデータを除去し、(v)欠損値や外れ値などのデータが除去された個体のアミノ酸濃度データに基づいて、個体につき、上述した31.または32.の判別を実行し、(vi)この判別結果に基づいて、投与した物質群が、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させるものであるか否かを判別する。これにより、上述した第1実施形態のNASHの評価方法を用いて、NASHにおける肝線維化を予防させる又はNASHにおける肝線維化の状態を改善させる物質を精度よく探索することができる。
ここで、ステップSA35で用いられる多変量判別式は、ロジスティック回帰式、分数式、線形判別式、重回帰式、サポートベクターマシンで作成された式、マハラノビス距離法で作成された式、正準判別分析で作成された式、決定木で作成された式のいずれか1つでもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別、または、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
具体的には、上述した31.の判別で用いられる多変量判別式は、数式1、またはOrn、Glu、Ala、Cysを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0、ステージ1、およびステージ2を包含する群とステージ3およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。また、上述した32.の判別で用いられる多変量判別式は、数式2、またはGly、Alaを変数として含むロジスティック回帰式でもよい。これにより、NASHにおける肝線維化ステージの2群判別(具体的には、ステージ0およびステージ1を包含する群とステージ2、ステージ3、およびステージ4を包含する群との2群判別)に特に有用な多変量判別式で得られる判別値を利用して、この2群判別をさらに精度よく行うことができる。
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
なお、上記した各多変量判別式は、本出願人による国際出願である国際公開第2004/052191号に記載の方法または本出願人による国際出願である国際公開第2006/098192号に記載の方法(上述した第2実施形態に記載の多変量判別式作成処理)で作成してもよい。なお、これら方法で得られた多変量判別式であれば、入力データとしてのアミノ酸濃度データにおけるアミノ酸濃度の単位に因らず、当該多変量判別式をNASHにおける肝線維化の状態評価に好適に用いることができる。
また、第3実施形態にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法は、「Met、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを含むアミノ酸群」および「Gly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを含むアミノ酸群」の濃度値や上記した各多変量判別式の判別値を正常化させる物質を、上述した第1実施形態のNASHの評価方法や第2実施形態のNASH評価装置を用いて選択することができる。
また、第3実施形態にかかるNASHの予防・改善物質の探索方法において、「予防・改善物質を探索する」とは、NASHにおける肝線維化の予防・改善に有効な新規物質を見出すことのみならず、公知物質のNASHにおける肝線維化の予防・改善用途を新規に見出すことや、NASHにおける肝線維化の予防・改善に有効性を期待できる既存の薬剤・サプリメント等を組み合わせた新規組成物を見出すことや、上記した適切な用法・用量・組み合わせを見出し、それをキットとすることや、食事・運動等も含めた予防・治療メニューを提示することや、当該予防・治療メニューの効果をモニタリングし、必要に応じて個人ごとにメニューの変更を提示すること等が含まれる。
実施例1では、統計的手法を用いて、NASH特有のアミノ酸濃度値の変動パターンを明らかにした。
まず、肝生検による肝線維化ステージの診断(判別)が行われたNASH患者の血液サンプルから、上述した実施形態で説明した(A)の測定方法により、血中のアミノ酸濃度データを測定した。なお、サンプル総数は58であり、肝線維化ステージ毎のサンプル数は、ステージ1(S1)が20、ステージ2(S2)が19、ステージ3(S3)が15、そしてステージ4(S4)が4である。図25は、肝線維化ステージ毎のアミノ酸変数の分布を示す箱ひげ図である。
そして、ステージ1とステージ2をまとめた群(S12群)のアミノ酸濃度データ、およびステージ3とステージ4をまとめた群(S34群)のアミノ酸濃度データに基づいて、2群間のノンパラメトリック解析であるMann-Whitney検定を実施して、2群間でのアミノ酸濃度値の変動パターンを明らかにした。また、ステージ1の群(S1群)のアミノ酸濃度データ、およびステージ2とステージ3とステージ4をまとめた群(S234群)のアミノ酸濃度データに基づいて、Mann-Whitney検定を実施して、2群間でのアミノ酸濃度値の変動パターンを明らかにした。なお、本検定における有意差確率Pは、0.05未満である。
検定の結果、S12群に比べてS34群では、Met、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cysの濃度値が有意に増加した。また、S12群に比べてS34群では、Alaが有意に減少した。これにより、Met、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Alaが、S12群とS34群の2群間の判別性能を持つことが判明した。また、検定の結果、S1群に比べてS234群では、Glyの濃度値が有意に増加した。これにより、GlyがS1群とS234群の2群間の判別性能を持つことが判明した。またTyr、Gln、ValがS1群とS234群の2群間で変化する傾向(p<0.1)、すなわちTyr、GlnはS234群で増加し、ValはS234群で減少する傾向を持つことが判明した。ここで、Met、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Gly、Tyr、Gln、Valは、それぞれ、methionine、phenylalanine、tyrosine、ornithine、citrulline、arginine、serine、cystine、glycine、tyrosine、glutamine、valineを表す。
実施例2では、本出願人による国際出願である国際公開第2004/052191号に記載の方法を用いて、肝線維化ステージに関する2群間の判別性能を最大化する多変量判別式(分数式)を探索した。なお、実施例2で用いたアミノ酸濃度データは、実施例1で用いたものと同じである。
まず、S12群とS34群の2群間の判別性能を最大化する多変量判別式を鋭意探索した結果、同等の判別性能を持つ複数の多変量判別式が探索された。そして、判別性能の最も高い多変量判別式として、数式1が探索された。
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
そして、S12群とS34群の2群判別に関する、数式1による肝線維化ステージの判別性能を、ROC曲線(Receiver Operating Characteristic Curve:受信者動作曲線)のAUC(Area Under Curve:曲線下面積)で評価した。図26は、数式1による肝線維化ステージの判別性能を評価するためのROC曲線を示す図である。
評価した結果、数式1のAUCは、0.904±0.039(95%信頼区間は0.827~0.981)であった。また、数式1を用いてS12群とS34群の2群判別を行う際の最適なカットオフ値を、S3とS4の有症率を0.35として求めたところ、0.47であった。そして、カットオフ値を0.47とした場合、感度は68%、特異度は97%、陽性適中率は93%、陰性適中率は85%、正診率は87%であった。図27は、数式1を用いてS12群とS34群の2群判別を行った際の各カットオフ値に対応する、感度、特異度、陽性適中率、陰性適中率、および正診率を示す図である。このことから、数式1は、S12群とS34群の2群判別において判別性能が高く有用な指標であることが判明した。なお、数式1と同等の判別性能を持つ複数の分数式が探索された。これらの分数式の一部を図28および図29に示す。図28および図29に含まれる式における変数の出現頻度を多い順に10位まで列挙すると、「Ala、Orn、Met、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Cys、Ile」である。
つぎに、S1群とS234群の2群間の判別性能を最大化する多変量判別式を鋭意探索した結果、同等の判別性能を持つ複数の多変量判別式が探索された。そして、判別性能の最も高い多変量判別式として、数式2が探索された。
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
そして、S1群とS234群の2群判別に関する、数式2による肝線維化ステージの判別性能を、ROC曲線のAUCで評価した。図30は、数式2による肝線維化ステージの判別性能を評価するためのROC曲線を示す図である。
評価した結果、数式2のAUCは、0.830±0.062(95%信頼区間は0.708~0.951)であった。また、数式1を用いてS1群とS234群の2群判別を行う際の最適なカットオフ値を、S2・S3・S4の有症率を0.65として求めたところ、1.01であった。そして、カットオフ値を1.01とした場合、感度は89%、特異度は65%、陽性適中率は83%、陰性適中率は76%、正診率は81%であった。図31は、数式2を用いてS1群とS234群の2群判別を行った際の各カットオフ値に対応する、感度、特異度、陽性適中率、陰性適中率、および正診率を示す図である。このことから、数式2は、S1群とS234群の2群判別において判別性能が高く有用な指標であることが判明した。なお、数式2と同等の判別性能を持つ複数の分数式が探索された。これらの分数式の一部を図32および図33に示す。図32および図33に含まれる式における変数の出現頻度を多い順に10位まで列挙すると、「Ala、Val、Tyr、Pro、Gly、His、Phe、Gln、Cys、Ile」である。
実施例3では、本出願人による国際出願である国際公開第2006/098192号に記載の方法(上述した第2実施形態で説明した多変量判別式の作成方法(図22参照))を用いて、肝線維化ステージに関する2群間の判別性能を最大化する多変量判別式(ロジスティック回帰式)を探索した。なお、実施例3で用いたアミノ酸濃度データは、実施例1で用いたものと同じである。
まず、S12群とS34群の2群間の判別性能を最大化する多変量判別式を、ロジスティック解析(Wald検定のステップワイズ法による変数選択)により探索した結果、Orn、Glu、Ala、およびCysから構成されるロジスティック回帰式(Orn、Glu、Ala、およびCysの数係数と定数項は、順に、0.328±0.122、-0.151±0.059、-0.051±0.018、0.520±0.191、-34.201±12.581)が探索された。
そして、S12群とS34群の2群判別に関する、このロジスティック回帰式による肝線維化ステージの判別性能を、ROC曲線のAUCで評価した。図34は、このロジスティック回帰式による肝線維化ステージの判別性能を評価するためのROC曲線を示す図である。
評価した結果、このロジスティック回帰式のAUCは、0.960±0.024(95%信頼区間は0.912~1.008)であった。このことから、このロジスティック回帰式は、S12群とS34群の2群判別において判別性能が高く有用な指標であることが判明した。なお、このロジスティック回帰式と同等の判別能を持つ複数のロジスティック回帰式が探索された。これらのロジスティック回帰式の一部を図35および図36に示す。図35および図36に含まれる式における変数の出現頻度を多い順に10位まで列挙すると、「Ala、Cys、Orn、Leu、Phe、Arg、Glu、Met、Lys、Ile」である。
つぎに、S1群とS234群の2群間の判別性能を最大化する多変量判別式を、ロジスティック解析(Wald検定のステップワイズ法による変数選択)により探索した結果、GlyおよびAlaから構成されるロジスティック回帰式(GlyおよびAlaの数係数と定数項は順に、0.0148±0.0065、-0.0056±0.0028、-0.4468±1.5987)が探索された。
そして、S1群とS234群の2群判別に関する、このロジスティック回帰式による肝線維化ステージの判別性能を、ROC曲線のAUCで評価した。図37は、このロジスティック回帰式による肝線維化ステージの判別性能を評価するためのROC曲線を示す図である。
評価した結果、このロジスティック回帰式のAUCは、0.7736±0.066(95%信頼区間は0.606~0.865)であった。このことから、このロジスティック回帰式は、S1群とS234群の2群判別において判別性能が高く有用な指標であることが判明した。なお、このロジスティック回帰式と同等の判別能を持つ複数のロジスティック回帰式が探索された。これらのロジスティック回帰式の一部を図38および図39に示す。図38および図39に含まれる式における変数の出現頻度を多い順に10位まで列挙すると、「Ala、Gly、Pro、Gln、Tyr、Leu、Orn、Cys、Ile、Phe」である。
以上のように、本発明にかかるNASHの評価方法などは、産業上の多くの分野、特に医薬品や食品、医療などの分野で広く実施することができ、特に、NASHにおける肝線維化の状態の進行予測や疾病リスク予測やプロテオームやメタボローム解析などを行うバイオインフォマティクス分野において極めて有用である。
100 NASH評価装置
102 制御部
102a 要求解釈部
102b 閲覧処理部
102c 認証処理部
102d 電子メール生成部
102e Webページ生成部
102f 受信部
102g 肝線維化状態情報指定部
102h 多変量判別式作成部
102h1 候補多変量判別式作成部
102h2 候補多変量判別式検証部
102h3 変数選択部
102i 判別値算出部
102j 判別値基準評価部
102j1 判別値基準判別部
102k 結果出力部
102m 送信部
104 通信インターフェース部
106 記憶部
106a 利用者情報ファイル
106b アミノ酸濃度データファイル
106c 肝線維化状態情報ファイル
106d 指定肝線維化状態情報ファイル
106e 多変量判別式関連情報データベース
106e1 候補多変量判別式ファイル
106e2 検証結果ファイル
106e3 選択肝線維化状態情報ファイル
106e4 多変量判別式ファイル
106f 判別値ファイル
106g 評価結果ファイル
108 入出力インターフェース部
112 入力装置
114 出力装置
200 クライアント装置(情報通信端末装置)
300 ネットワーク
400 データベース装置
102 制御部
102a 要求解釈部
102b 閲覧処理部
102c 認証処理部
102d 電子メール生成部
102e Webページ生成部
102f 受信部
102g 肝線維化状態情報指定部
102h 多変量判別式作成部
102h1 候補多変量判別式作成部
102h2 候補多変量判別式検証部
102h3 変数選択部
102i 判別値算出部
102j 判別値基準評価部
102j1 判別値基準判別部
102k 結果出力部
102m 送信部
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106 記憶部
106a 利用者情報ファイル
106b アミノ酸濃度データファイル
106c 肝線維化状態情報ファイル
106d 指定肝線維化状態情報ファイル
106e 多変量判別式関連情報データベース
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106e2 検証結果ファイル
106e3 選択肝線維化状態情報ファイル
106e4 多変量判別式ファイル
106f 判別値ファイル
106g 評価結果ファイル
108 入出力インターフェース部
112 入力装置
114 出力装置
200 クライアント装置(情報通信端末装置)
300 ネットワーク
400 データベース装置
Claims (16)
- 評価対象から採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記評価対象の前記アミノ酸濃度データに基づいて、前記評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価する濃度値基準評価ステップと
を含むことを特徴とするNASHの評価方法。 - 前記濃度値基準評価ステップは、前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの前記濃度値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する濃度値基準判別ステップをさらに含むこと
を特徴とする請求項1に記載のNASHの評価方法。 - 前記濃度値基準評価ステップは、前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornうち少なくとも1つの前記濃度値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する濃度値基準判別ステップをさらに含むこと
を特徴とする請求項1に記載のNASHの評価方法。 - 前記濃度値基準評価ステップは、
前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む予め設定した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出ステップと、
前記判別値算出ステップで算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価ステップと
をさらに含むこと、
を特徴とする請求項1に記載のNASHの評価方法。 - 前記多変量判別式は、ロジスティック回帰式、分数式、線形判別式、重回帰式、サポートベクターマシンで作成された式、マハラノビス距離法で作成された式、正準判別分析で作成された式、決定木で作成された式のいずれか1つであること、
を特徴とする請求項4に記載のNASHの評価方法。 - 前記判別値算出ステップは、前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データに含まれるMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つの前記濃度値、およびMet、Phe、Tyr、Orn、Cit、Arg、Ser、Cys、Ala、Gln、Val、Leu、Glu、Trp、Ile、Lysのうち少なくとも1つを前記変数として含む前記多変量判別式に基づいて、前記判別値を算出し、
前記判別値基準評価ステップは、前記判別値算出ステップで算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を表す肝線維化ステージの値がステージ3以上又は未満であるか否かを判別する判別値基準判別ステップをさらに含むこと、
を特徴とする請求項4または5に記載のNASHの評価方法。 - 前記多変量判別式は、数式1、またはOrn、Glu、Ala、Cysを前記変数として含む前記ロジスティック回帰式であること、
(Orn/Gln)+{Phe/(Val+Leu)}+(Met/Ala)・・・数式1
を特徴とする請求項6に記載のNASHの評価方法。 - 前記判別値算出ステップは、前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データに含まれるGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つの前記濃度値、およびGly、Tyr、Gln、Val、Ala、Pro、His、Phe、Cys、Ile、Leu、Ornのうち少なくとも1つを前記変数として含む前記多変量判別式に基づいて、前記判別値を算出し、
前記判別値基準評価ステップは、前記判別値算出ステップで算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を表す肝線維化ステージの値がステージ2以上又は未満であるか否かを判別する判別値基準判別ステップをさらに含むこと、
を特徴とする請求項4または5に記載のNASHの評価方法。 - 前記多変量判別式は、数式2、またはGly、Alaを前記変数として含む前記ロジスティック回帰式であること、
{Gly/(Gln+Glu)}+(Tyr/Val)+(Pro/Ala)・・・数式2
を特徴とする請求項8に記載のNASHの評価方法。 - 制御手段と記憶手段とを備え、評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価装置であって、
前記制御手段は、
アミノ酸の濃度値に関する予め取得した前記評価対象のアミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記記憶手段で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出手段と、
前記判別値算出手段で算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価手段と
を備えたこと、
を特徴とするNASH評価装置。 - 制御手段と記憶手段とを備えた情報処理装置において実行される、評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価方法であって、
前記制御手段において実行される、
アミノ酸の濃度値に関する予め取得した前記評価対象のアミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記記憶手段で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出ステップと、
前記判別値算出ステップで算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価ステップと
を含むこと、
を特徴とするNASH評価方法。 - 制御手段と記憶手段とを備えた情報処理装置において実行させるための、評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価プログラムであって、
前記制御手段において実行させるための、
アミノ酸の濃度値に関する予め取得した前記評価対象のアミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記記憶手段で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出ステップと、
前記判別値算出ステップで算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価ステップと
を含むこと、
を特徴とするNASH評価プログラム。 - 制御手段と記憶手段とを備え、評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価装置と、制御手段を備え、アミノ酸の濃度値に関する前記評価対象のアミノ酸濃度データを提供する情報通信端末装置とを、ネットワークを介して通信可能に接続して構成されたNASH評価システムであって、
前記情報通信端末装置の前記制御手段は、
前記評価対象の前記アミノ酸濃度データを前記NASH評価装置へ送信するアミノ酸濃度データ送信手段と、
前記NASH評価装置から送信された、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の状態評価に関する前記評価対象の評価結果を受信する評価結果受信手段と
を備え、
前記NASH評価装置の前記制御手段は、
前記情報通信端末装置から送信された前記アミノ酸濃度データを受信するアミノ酸濃度データ受信手段と、
前記アミノ酸濃度データ受信手段で受信した前記アミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記記憶手段で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出手段と、
前記判別値算出手段で算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価手段と、
前記判別値基準評価手段での前記評価対象の前記評価結果を前記情報通信端末装置へ送信する評価結果送信手段と、
を備えたこと、
を特徴とするNASH評価システム。 - 評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価装置とネットワークを介して通信可能に接続された、制御手段を備え、アミノ酸の濃度値に関する前記評価対象のアミノ酸濃度データを提供する情報通信端末装置であって、
前記制御手段は、
前記評価対象の前記アミノ酸濃度データを前記NASH評価装置へ送信するアミノ酸濃度データ送信手段と、
前記NASH評価装置から送信された、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の状態評価に関する前記評価対象の評価結果を受信する評価結果受信手段と
を備え、
前記評価結果は、前記NASH評価装置が、前記情報通信端末装置から送信された前記アミノ酸濃度データを受信し、受信した前記アミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記NASH評価装置で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出し、算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価した結果であること、
を特徴とする情報通信端末装置。 - アミノ酸の濃度値に関する評価対象のアミノ酸濃度データを提供する情報通信端末装置とネットワークを介して通信可能に接続された、制御手段と記憶手段とを備え、前記評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価するNASH評価装置であって、
前記制御手段は、
前記情報通信端末装置から送信された前記アミノ酸濃度データを受信するアミノ酸濃度データ受信手段と、
前記アミノ酸濃度データ受信手段で受信した前記アミノ酸濃度データ、および前記アミノ酸の濃度を変数として含む前記記憶手段で記憶した多変量判別式に基づいて、当該多変量判別式の値である判別値を算出する判別値算出手段と、
前記判別値算出手段で算出した前記判別値に基づいて、前記評価対象につき、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を評価する判別値基準評価手段と、
前記判別値基準評価手段での前記評価対象の評価結果を前記情報通信端末装置へ送信する評価結果送信手段と、
を備えたこと、
を特徴とするNASH評価装置。 - 1つ又は複数の物質から成る所望の物質群が投与された評価対象から採取した血液中のアミノ酸の濃度値に関するアミノ酸濃度データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記アミノ酸濃度データに基づいて、前記評価対象につき、非アルコール性脂肪肝炎における肝線維化の状態を評価する濃度値基準評価ステップと、
前記濃度値基準評価ステップでの評価結果に基づいて、前記所望の前記物質群が、前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化を予防させる又は前記非アルコール性脂肪肝炎における前記肝線維化の前記状態を改善させるものであるか否かを判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とするNASHの予防・改善物質の探索方法。
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|---|---|---|---|
| US14/154,302 US20140127819A1 (en) | 2011-07-15 | 2014-01-14 | Method of evaluating nash, nash-evaluating apparatus, nash-evaluating method, nash-evaluating product, nash-evaluating system, information communication terminal apparatus, method of searching for preventing/ameliorating substance for nash |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2011-156990 | 2011-07-15 |
Related Child Applications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12815399 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12815399 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |