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毒性学において、致死量（LD ）は、特定の物質または放射線の致死毒性を示す指標です。耐性は個人によって異なるため、「致死量」とは、被験者の一定割合が死亡する線量（通常は被験者の体重1kgあたりの線量として記録される）を表します。致死濃度は、気体または粒子状物質に使用される致死量の測定値です。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、そのため、すべてのサブグループに適用できるとは限りません。
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、特定の試験期間後に試験対象集団の半数を死に至らしめるのに必要な用量です。LD 50の値は、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、毒性が高いことを示します。
この試験は1927年にJWトレバンによって考案されました。[ 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使われることがありますが、致死量以下の量を指す場合もあります。この曖昧さのため、通常は使用を避けます。LD50は通常、実験用マウスなどの動物を用いた試験によって決定されます。2011年に米国食品医薬品局は、動物実験なしで化粧品ボトックスを試験するためのLD50の代替方法を承認しました。[ 3 ]
LD50は通常、被験体の単位質量あたりの投与物質の質量として表され、典型的にはミリグラム/キログラムの質量で示されますが、ナノグラム（ボツリヌス毒素の場合）、マイクログラム、ミリグラム、またはグラム（アセトアミノフェンの場合）/キログラムで示されることもあります。このように示すことで、異なる物質の相対的な毒性を比較することができ、被験動物の大きさのばらつきを補正することができます。ただし、毒性は必ずしも単純に体重に比例するとは限りません。
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、必要な試験量を減らすことができます。しかし、これはLD 50がすべての被験者にとって致死量ではないことも意味します。一部の被験者ははるかに少ない量で死亡する可能性があり、他の被験者はLD 50よりもはるかに高い量でも生存する可能性があります。「LD 1」や「LD 99」（それぞれ試験対象集団の1%または99%を死亡させるのに必要な投与量）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大きく異なる場合が多く、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い。そのため、LD50値には投与方法が付記されることが多く、例えば「LD50 iv」のように表記される。
関連する指標であるLD50 / 30またはLD50 / 60は、治療を受けなければ30日または60日以内に人口の50%が死亡する線量を表すために用いられます。これらの指標は放射線治療においてより一般的に用いられ、60日を超えて生存すれば通常は回復すると考えられています。
ヒトのLD値は、ヒト細胞培養の結果から外挿することで最もよく推定できます。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、ヒトの基準値に外挿することです。動物から外挿したLD値の誤差は大きいです。試験動物の生物学的特性は、重要な点でヒトとは異なります。たとえば、マウスの組織は、シドニーファンネルウェブスパイダーの毒に対して、ヒトの組織よりも約50倍反応性が低いです。平方立方則も、関連するスケーリング関係を複雑にします。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ります。米国食品医薬品局は、動物福祉の懸念に対応して、より多くの非動物的方法を承認し始めています。[ 5 ]
半数感染量（ID50 ）とは、投与経路によって規定された人または試験動物が受ける微生物の数です（例：経口投与で1,200個/人）。投与量中の実際の微生物数を数えることが困難なため、感染量は、ある試験動物に対するLD50の数など、生物学的アッセイの観点から表されることがあります。生物兵器においては、感染量は1立方メートルあたり1分間の感染量です（例：ICt50は100中用量/分/m3 ）。
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最小の薬物量です。[ 2 ] [ 6 ]投与量は、特定の種で致死性をもたらすことが知られている物質の体重単位あたり（通常はキログラムあたりのミリグラムで表されます）で示されます。LD Loを引用する場合、特定の種と投与方法（経口摂取、吸入、静脈内投与など）が通常記載されます。
ガスやエアロゾルの場合、致死濃度（mg/m³またはppm、百万分率で表される）は類似の概念ですが、これも曝露期間に依存するため、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LC50値を表すために使用されます。 [ 7 ]
同等の測定値は LCt 50であり、これは曝露による致死量に関係し、C は濃度、t は時間です。これは通常 mg-min/m 3で表されます。LCt 50は、死ではなく無力化を引き起こす量です。これらの測定値は、化学兵器の比較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 (たとえば、安静時 = 10 L/分)、皮膚浸透の場合は衣服の程度によって規定されます。Ct の概念は、フリッツ・ハーバーによって最初に提案され、100 mg/m 3の 1 分間の曝露は10 mg/m 3の 10 分間の曝露に相当すると仮定するハーバーの法則と呼ばれることもあります(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、ハーバーの法則に従いません。そのため、このような場合、致死濃度は単にLC50と表記され、曝露時間（例：10分）で修飾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、たとえその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。
LC Loは、一定期間にわたって投与された化学物質の最低濃度で、個体動物の死亡を引き起こします。LC Loは通常、急性（24 時間未満）曝露の場合に使用されます。[ 8 ] [ 9 ]これは、半数致死濃度である LC 50に関連しています。LC Loは、ガスおよびエアロゾル化物質に使用されます。[ 10 ]
毒性の指標として、致死量はやや信頼性に欠け、サンプル集団の遺伝的特性、試験動物種、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。[ 11 ]
種によっても大きなばらつきがある。ラットにとって比較的安全なものが、人間にとっては非常に毒性が強い場合もあり（パラセタモールの毒性を参照 ）、その逆もまた然りである。例えば、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毒性があることが知られている。ヘビなどの毒を持つ生物の毒を検査する場合、マウス、ラット、人間の生理学的差異により、LD 50の結果は誤解を招く可能性がある。多くの毒ヘビはマウスを専門に捕食しており、その毒はマウスを無力化するように特化している可能性がある。また、マングースは非常に強い耐性を持っている可能性がある。ほとんどの哺乳類は非常に似た生理機能を持っているが、LD 50の結果は、人間を含むすべての哺乳類種に等しく当てはまる場合もあれば、当てはまらない場合もある。
アニマルライツ・インターナショナルなどの動物の権利と動物福祉団体[ 12 ]は、特に動物に対するLD50試験に反対するキャンペーンを展開しており、一部の物質の場合、動物がゆっくりと苦痛に満ちた死を迎えることになる。英国を含むいくつかの国は経口LD50試験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[ 13 ]。