半数致死量

毒物学 では、半数致死量、LD ₅₀（「致死量、50%」の略）、LC ₅₀（致死濃度、50%）またはLCt ₅₀は、特定の物質の致死量を測定する毒性単位です。^[1]物質のLD ₅₀値は、指定された試験期間後に試験対象集団の半数を殺すために必要な量です。LD _{50 の}数値は、物質の急性毒性の一般的な指標として頻繁に使用されます。LD ₅₀が低いほど、毒性が強いことを示します。

_{LD 50}という用語は、一般的にジョン・ウィリアム・トレヴァンに由来する。^[2]このテストは、1927年にJWトレヴァンによって考案された。 ^[3]半致死量という用語は、特に外国語のテキストの翻訳で同じ意味で使用されることがあるが、致死量未満を指すこともある。LD _{50は通常、}実験用マウスなどの動物実験によって決定される。2011年、米国食品医薬品局は、動物実験なしで化粧品薬ボトックスを試験するためのLD ₅₀の代替方法を承認した。 ^{[4] [5]}

LD ₅₀は通常、試験対象の単位質量あたりに投与された物質の質量として表され、一般的には体重1キログラムあたりの物質のミリグラムで表されますが、キログラムあたりのナノグラム（ボツリヌス菌の場合）、マイクログラム、またはグラム（パラセタモールの場合）と表記されることもあります。このように表記することで、さまざまな物質の相対的な毒性を比較し、曝露された動物のサイズの変動を標準化することができます（ただし、毒性は常に体重に単純に比例するわけではありません）。有毒な蒸気や魚類に有毒な水中の物質などの環境中の物質の場合、環境中の濃度（立方メートルあたりまたはリットルあたり）が使用され、LC ₅₀の値が得られます。ただし、この場合は曝露時間が重要です（以下を参照）。

50% 致死率を基準として選択することで、極端な測定を行う際の曖昧さを回避し、必要なテストの量を減らすことができます。ただし、これは LD _{50 が}すべての被験者の致死量ではないことも意味します。LD 50 よりはるかに少ない量で死亡する人もいれば、LD _{50よりはるかに高い量でも生き残る人もいます。「LD 1}」や「LD ₉₉ 」（それぞれテスト対象集団の 1% または 99% を殺すために必要な量）などの指標は、特定の目的で使用されることがあります。^[6]

致死量は投与方法によって変わることが多く、例えば多くの物質は経口投与の方が静脈内投与よりも毒性が低くなります。このため、LD _{50 の}数値は投与方法によって修飾されることが多く、例えば「LD ₅₀ iv」 などです。

関連する量である LD ₅₀ /30 または LD ₅₀ /60 は、治療を行わない場合、それぞれ 30 日または 60 日以内に人口の 50% が致死的となる線量を指すために使用されます。これらの尺度は、放射線健康物理学では電離放射線に対してより一般的に使用されます。これは、60 日を超えて生存すると通常は回復するためです。

これに匹敵する測定値は LCt _{50で、これは暴露による致死量に関係し、C は濃度、t は時間です。これは mg-min/m} ³で表すことが多いです。ICt _{50 は}、死ではなく無力化を引き起こす投与量です。これらの測定値は、化学兵器の相対的有効性を示すために一般的に使用され、投与量は通常、吸入の場合は呼吸速度 (例: 安静時 = 10 L/分)、皮膚貫通の場合は衣服の程度によって制限されます。Ct の概念は、フリッツ・ハーバーによって最初に提唱され、ハーバーの法則と呼ばれることもあります。これは、1 分間 100 mg/m ^{3に暴露することは、10 分間 10 mg/m 3}に暴露することと同等であると仮定しています(1 × 100 = 100、10 × 10 = 100 も同様)。

シアン化水素などの一部の化学物質は人体によって急速に解毒されるため、ハーバーの法則には従いません。このような場合、致死濃度は単に LC ₅₀として示され、暴露時間 (例: 10 分) によって制限されることがあります。毒性物質の安全データシートでは、物質がハーバーの法則に従う場合でも、この形式の用語が頻繁に使用されます。

病原菌の場合、中間感染量および投与量として知られる尺度もあります。中間感染量 (ID ₅₀ ) は、投与経路によって認定された人または試験動物が受け取った細菌の数です (例: 経口で 1,200 菌/人)。投与量中の実際の細菌を数えることは難しいため、感染量は、ある試験動物に対するLD _{50の数などの生物学的アッセイで表される場合があります。}生物兵器における感染量は、空気 1 立方メートルあたりの感染量に曝露時間 (分) を掛けた値です (例: ICt ₅₀は 100 中間量 - 分/m ³です)。

毒性の指標としてのLD50は信頼性が低く、_サンプル集団の遺伝的特徴、試験した動物種、環境要因、投与方法などの要因により、試験施設間で結果が大きく異なる可能性があります。^[7]

種によっても大きなばらつきがあり、ネズミにとって比較的安全なものが人間にとって非常に有毒である可能性があり (パラセタモールの毒性を参照 )、その逆も同様です。たとえば、人間にとって比較的無害なチョコレートは、多くの動物にとって有毒であることが知られています。ヘビなどの有毒生物の毒の検査に使用する場合、マウス、ラット、人間の生理学的な違いにより、LD _{50 の結果が誤解を招く可能性があります。多くの}毒ヘビはマウスを専門に捕食し、その毒はマウスを無力化するように特別に適応している可能性があります。また、マングースは例外的に耐性がある可能性があります。ほとんどの哺乳類は非常によく似た生理学を持っていますが、LD _{50 の}結果は、人間などのすべての哺乳類種に等しく影響する場合もあれば、そうでない場合もあります。

_{注：LD 50}で物質（特に薬物）同士を比較すると、有効用量（ED ₅₀ ）の違いにより、多くの場合誤解を招く可能性があります。したがって、そのような物質は、LD ₅₀とED ₅₀の比率である治療指数で比較する方が有用です。^[8]

以下の例は、LD ₅₀値を参照して降順でリストされており、適切な場合は LC ₅₀値（{括弧内}）が添えられています。

LD ₅₀値の範囲は非常に広い。最も毒性の高い物質として知られているボツリヌス毒素の LD ₅₀値は 1 ng/kg であるのに対し、最も毒性の低い物質である水のLD ₅₀値は 90 g/kg 以上であり、その差は 1000 億分の 1 程度、つまり 11 桁である。桁違いの測定値はすべて、対数で見るのが好ましい。よく知られた例としては、地震の強さを示すリヒター スケール、水溶液の酸性または塩基性を示すpH 値、音量をデシベルで表すなどがあげられる。この場合、体重 1 kg あたりの kg に標準化された LD _{50値の負の 10 進対数は、} −log ₁₀ (LD ₅₀ )とみなされる。

見つかった無次元の値は、毒素スケールに入力できます。基準物質である水は、負の対数毒素スケールではきちんと 1 になります。

^{アニマル・ライツ・インターナショナル[108]}などの動物の権利や動物福祉団体は、動物に対するLD50試験に反対する運動を展開してきた。英国を含むいくつかの国は_経口LD50を_禁止する措置を講じており、経済協力開発機構（OECD）は2001年に経口試験の要件を廃止した（試験ガイドライン401、 Trends in Pharmacological Sciences Vol 22、2001年2月22日 参照）。

_{LD 50 を}導き出すための手順は数多く定義されている。最も古いものは、1927年にトレヴァンが考案した「従来型」の手順で、40匹以上の動物を必要とする。 1984年に提案された固定用量手順では、定められた用量で餌を与え、毒性の兆候を探すことで（死を必要とせずに）毒性のレベルを推定する。^{[109] 1985年に提案された}アップアンドダウン手順では、一度に1匹の動物にのみ餌を与えながらLD _{50値を算出する。} ^{[110] [111]}

• 動物実験
• リード・ミュンヒ法
• 毒は量で決まる– いかなる物質も多量摂取は致死的であるという毒物学の格言

• TCID ₅₀組織培養感染量
• プラーク形成単位（pfu）

• カナダ労働安全衛生センター 2015-06-26ウェイバックマシンにアーカイブ