致死量

毒物学では、致死量( LD ) は、特定の物質または放射線の種類の致死毒性の指標です。耐性は個人によって異なるため、「致死量」は、特定の割合の被験者が死亡する量 (通常は被験者の体重 1 キログラムあたりの量として記録されます) を表します。致死濃度は、ガスまたは粒子に使用される致死量の測定です。LD は、完全に「正常な」特性を持つ理論上の個人である標準人の概念に基づいている場合があり、したがってすべてのサブ集団に適用されるわけではありません。

毒素、放射線、または病原体の半数致死量、LD ₅₀（「致死量、50%」の略）、LC ₅₀（致死濃度、50%）、またはLCt ₅₀（致死濃度と時間）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よく使用されます。^[1] LD ₅₀が低いほど、毒性が強いことを示します。

この試験は1927年にJWトレヴァンによって考案された。^[2]「半致死量」という用語は、特に英語以外の言語のテキストからの翻訳では、同じ意味で時々使用されるが、致死量未満を指すこともできる。この曖昧さのため、通常は避けられる。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年に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。^[3]

LD ₅₀は通常、試験対象の単位質量あたりに投与される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として表されますが、キログラムあたりのナノグラム (ボツリヌス菌の場合に適切)、マイクログラム、ミリグラム、またはグラム (パラセタモールの場合に適切) として記載されることもあります。このように記載することで、異なる物質の相対的な毒性を比較することができ、また、毒性が必ずしも単純に体重に比例するわけではありませんが、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。

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。^[4]

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% が致死的になる線量を指すために使用されます。これらの指標は、60 日を超えて生存すると通常は回復するため、 放射線でより一般的に使用されます。

ヒトの LD 値は、ヒト細胞培養からの結果を外挿することで最もよく推定される。LD を測定する方法の 1 つは、モデル生物、特にマウスやラットなどの動物を使用し、バイオマス 1 キログラムあたりの投与量に変換して、ヒトの標準値に外挿することである。動物から外挿された LD 値からの誤差の度合いは大きい。試験動物の生物学は、ヒトの生物学とは重要な側面で異なる。たとえば、マウスの組織は、シドニージョウゴグモの毒に対する反応がヒトの組織の約 50 倍低い^[要出典]。また、二乗三乗の法則により、関連するスケーリング関係が複雑になる。研究者は、場合によっては動物ベースの LD 測定から離れつつある。米国食品医薬品局は、動物福祉への懸念に応えて、より多くの非動物的方法を承認し始めている。^[5]

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る微生物の数です (例: 経口投与で 1,200 個/人)。投与量中の実際の微生物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検定で表される場合があります。生物兵器における感染量とは、1 立方メートルあたりの 1 分間の感染量です (例: ICt ₅₀は 100 中間量 - 分/m ³です)。

最小致死量（LD _Lo）とは、管理された条件下で特定の動物種に死をもたらすことができる薬物の最小量である。^{[6] [7]}投与量は、特定の種で致死的となることが知られている物質の体重1単位あたり（通常はキログラムあたりのミリグラムで示される）で示される。LD _{Lo を}引用する場合、通常は特定の種と投与方法（経口摂取、吸入、静脈内など）が示される。

ガスやエアロゾルの場合、致死濃度（mg/m ³または ppm（百万分の一）で示される）は類似の概念ですが、これも暴露期間によって異なり、定義に含める必要があります。初期致死レベルという用語は、時間に依存しないLC _{50値を表すために使用されます。} ^[8]

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する。ここで、C は濃度、t は時間である。これは mg-min/m} ³で表現されることが多い。LCt ₅₀は、死ではなく無力化を引き起こす量である。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よく使用され、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る。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る。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る(1 × 100 = 100、10 × 10 = 100 も同様)。^[要出典]

シアン化水素など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。したがって、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。有毒物質の物質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。^{[引用が必要]}

LC _{Lo は}、一定期間にわたって化学物質を投与すると、個々の動物が死亡する最低濃度です。LC _Loは通常、急性（24時間未満）暴露に適用されます。^{[9] [10]}これは、半数致死濃度であるLC ₅₀と関連しています。LC _{Lo は}、ガスやエアロゾル物質に使用されます。^[11]

毒性の尺度としての致死量は信頼性が低く、サンプル集団の遺伝的特徴、試験された動物種、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る。^[12]

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、人間には比較的無害なチョコレートは、多くの動物には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}毒ヘビはネズミを専門に捕食し、その毒はネズミ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、人間を含むすべての哺乳類種に等しく影響する場合とそうでない場合があります。

^{アニマル・ライツ・インターナショナル[13]}などの動物の権利や動物福祉団体は、特に_LD50試験に反対する運動を展開してきた。特定の物質の場合、動物がゆっくりと苦痛を伴って死んでいくからである。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。^[14]