• 제목/요약/키워드: early dose prediction

검색결과 9건 처리시간 0.027초

Prediction of Non-Genotoxic Carcinogenicity Based on Genetic Profiles of Short Term Exposure Assays

  • Perez, Luis Orlando;Gonzalez-Jose, Rolando;Garcia, Pilar Peral
    • Toxicological Research
    • /
    • 제32권4호
    • /
    • pp.289-300
    • /
    • 2016
  • Non-genotoxic carcinogens are substances that induce tumorigenesis by non-mutagenic mechanisms and long term rodent bioassays are required to identify them. Recent studies have shown that transcription profiling can be applied to develop early identifiers for long term phenotypes. In this study, we used rat liver expression profiles from the NTP (National Toxicology Program, Research Triangle Park, USA) DrugMatrix Database to construct a gene classifier that can distinguish between non-genotoxic carcinogens and other chemicals. The model was based on short term exposure assays (3 days) and the training was limited to oxidative stressors, peroxisome proliferators and hormone modulators. Validation of the predictor was performed on independent toxicogenomic data (TG-GATEs, Toxicogenomics Project-Genomics Assisted Toxicity Evaluation System, Osaka, Japan). To build our model we performed Random Forests together with a recursive elimination algorithm (VarSelRF). Gene set enrichment analysis was employed for functional interpretation. A total of 770 microarrays comprising 96 different compounds were analyzed and a predictor of 54 genes was built. Prediction accuracy was 0.85 in the training set, 0.87 in the test set and increased with increasing concentration in the validation set: 0.6 at low dose, 0.7 at medium doses and 0.81 at high doses. Pathway analysis revealed gene prominence of cellular respiration, energy production and lipoprotein metabolism. The biggest target of toxicogenomics is accurately predict the toxicity of unknown drugs. In this analysis, we presented a classifier that can predict non-genotoxic carcinogenicity by using short term exposure assays. In this approach, dose level is critical when evaluating chemicals at early time points.

방사선에 전신 조사된 마우스 음와 세포의 아포토시스 유도를 이용한 생물학적 선량 측정 모델 개발 연구 (Mouse model system based on apoptosis induction to crypt cells after exposure to ionizing radiation)

  • 김태환
    • 대한수의학회지
    • /
    • 제41권4호
    • /
    • pp.571-578
    • /
    • 2001
  • 방사선 피폭선량의 예측을 위한 방사선 민감 지표 모델 개발의 일환으로 apoptotic fragment assay법이 방사선에 피폭된 후 체내 피폭선량을 예측할 수 있는 지표로의 이용 가능성을 평가하기 위하여 코발트-60 감마선과 의료용 싸이크로트론 50MeV($p{\rightarrow}Be^+$) fast neutron 을 0.25Gy에서 1Gy의 선량을 마우스에 각각 전신 조사한 후 소장 음와세포내 apoptotic crypt cell의 수적 변화를 관찰하였다. 저선량 조사군에서 apoptotic crypt cell의 출현 빈도가 1Gy까지 급격하게 증가한 것으로 보아 방사선이 stem cell 지역에 있는 crypt cell의 형태학적 변화를 유발하는 것으로 나타났다. 이상의 결과는 아포토시스가 손상된 세포를 제거하므로 손상된 방사선 민감 표적 장기의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. Apoptotic fragments의 발생빈도에 대한 선량-반응 곡선에 있어서 음와세포는 중성자조사군이 $y=0.18+(9.728{\pm}0.887)D+(-4.727{\pm}1.033)D^2$ ($r^2=0.984$)으로, 반면에 감마선조사군은 $y=0.18+(5.125{\pm}0.601)D+(-2.652{\pm}0.7000)D^2$ ($r^2=0.970$)의 식을 얻었다. 이와 같이 중성자조사군과 감마선조사군은 공히 linear quadratic model 로 관찰되었다. apoptotic fragments 의 발생빈도와 조사 선량간에 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과에서 조사선량의 증가에 비례하여 방사선 민감 세포의apoptotic fragments 가 수적으로 증가하였으며, 고준위 방사선과 저준위 방사선은 선량 반응 관계식과 시간 경과에 따른 영향이 매우 유사하였으며, 마우스 음와세포의 apoptosis 유도에 대한 중성자선의 방사선 생물학적 효과비(RBE)는 2.072이였다. 그리고 모든 방사선조사군에서 방사선피폭 후 4시간과 6시간에 apoptosis 유도가 가장 많았으며, 음와세포의 형태학적 소견은 정상 대조군에서 관찰되지 않는 전형적인 apoptotic fragments 가 나타났다. 따라서 음와 세포에서의 아포토시스 유도는 방사선 피폭으로 발생된 세포 손상의 생물학적 영향 평가검색, 방사선 방호제의 민감도 검사, 방사성 동위원소의 체내 오염에 대한 체내 피폭선량 예측의 지표 및 방사선 민감 표적장기의 손상정도 파악에 이용 가능할 것임. Apoptotic fragment assay 법은 0.25Gy에서 1Gy 까지의 선량에서 간편하고 빠르며 재현성이 있는 지표로서 방사선 민감 표적 장기의 선량 반응 평가와 방사선 피폭후 조기 피폭선량 예측을 위한 방사선 생물학적 선량측정법의 좋은 지표로 사용할 수 있을 것으로 사료됨.

  • PDF

Mechanistic ligand-receptor interaction model: operational model of agonism

  • Kim, Hyungsub;Lim, Hyeong-Seok
    • Translational and Clinical Pharmacology
    • /
    • 제26권3호
    • /
    • pp.115-117
    • /
    • 2018
  • This tutorial explains the basic principles of mechanistic ligand-receptor interaction model, which is an operational model of agonism. A growing number of agonist drugs, especially immune oncology drugs, is currently being developed. In this tutorial, time-dependent ordinary differential equation for simple $E_{max}$ operational model of agonism was derived step by step. The differential equation could be applied in a pharmacodynamic modeling software, such as NONMEM, for use in non-steady state experiments, in which experimental data are generated while the interaction between ligand and receptor changes over time. Making the most of the non-steady state experimental data would simplify the experimental processes, and furthermore allow us to identify more detailed kinetics of a potential drug. The operational model of agonism could be useful to predict the optimal dose for agonistic drugs from in vitro and in vivo animal pharmacology experiments at the very early phase of drug development.

재생과 증식에 기인하는 선량률 효과 (Dose-Rate Effects Generated from Repair and Regeneration)

  • 이본녕;조관호;막스 리차드;김재호
    • Radiation Oncology Journal
    • /
    • 제7권2호
    • /
    • pp.171-183
    • /
    • 1989
  • Roesch의 생존 방정식속에 세포증식으로 일어나는 생존증가를 가장 일반적 형식으로 포함시킨 식을 유도하고 이 식으로부터 저선량률 방사선에만 적용되는 동결과선량식 (Isoeffect formula)을 유도하였다. 이 저선량률식이 파라메터 하나로 결정해주는 총선량은 Paterson과 Green에 의하여 얻어진 실험 임상결과와 일치한다. 이 파라메터와 선량률 효과 사이의 관계의 의의를 논하였다. 또한 고선량률 분절(fractionation) 치료와 동저선량률 계속치료를 연락하는 동결과 선량식을 유도 사용하여, Ellis가 잰 실험결과와 비교하였다. 그 결과, Ellis와 Paterson이 쓴 'tolerance'의 표준이 $\alpha/\beta$의 비 4Gy에 해당하는 것임이 밝혀졌다. 그러므로 이들의 'tolerance'의 표준은 'early effect'에만 두고 본 것이 아님을 알 수 있다. 개념적인 면에서도, 아래와 같은 새로운 견해가 나올 수 있다. KHT sarcoma의 생존선도 (survival curve)에 선량률 효과가 보이지 않는 이유로 $\alpha/\beta$의 비가 큰 점을 들을 수 있다. 이것은 이 survival curve에 어께 (shoulder)가 보이지 않는 것으로도 증명이 된다. Pierquin이 선량률에 무관하게 head and neck tumor치료에 같은 총선량을 쓴 것을 정당화시킬 수 있다.

  • PDF

혈청 대사체와 뇌졸중 발생위험의 용량반응 분석 (Dose-response Relationship between Serum Metabolomics and the Risk of Stroke)

  • 지연호;정금지;임연희;이예승;박영자;지선하
    • Journal of health informatics and statistics
    • /
    • 제41권3호
    • /
    • pp.318-323
    • /
    • 2016
  • Objectives: Except the known risk factors for stroke, few studies have identified novel metabolic markers that could effectively detect stroke at an early stage. In this study, we explored the dose-response relationship between serum metabolites and the incidence of stroke. Methods: We studied 213 adults in the Korean Cancer Prevention Study-II (KCPS-II) biobank and estimated dose-response relationship between serum metabolites and stroke (42 cases and 171 controls). Three serum metabolites (Acetylcholine, HexadecylAcetylGlycerol, and 1-acetyl-2-formyl-sn-glycero-3-phosphocholine) were used in this study. The analysis included (1) exploratory nonlinear analysis, (2) estimation of flexion points and slopes at below and above the points. In the model to estimate risk of incidence of stroke, we controlled for conventional risk factors such as age, sex, systolic blood pressure, type 2 diabetes, triglyceride, and smoking status. Results: The relationship between incidence of stroke and log-transformed 1-acetyl-2-formyl-sn-glycero-3-phosphocholine was non-linear with flexion point around intensity score of 8.8, whereas other metabolites, log-transformed Acetylcholine and HexadecylAcetylGlycerol, showed negative linear patterns. Conclusions: The study suggests that metabolic markers are associated with incidence of stroke, particularly, at or above the flexion point. The study result may contribute to developing a novel system for precise stroke prediction.

Breast Radiotherapy with Mixed Energy Photons; a Model for Optimal Beam Weighting

  • Birgani, Mohammadjavad Tahmasebi;Fatahiasl, Jafar;Hosseini, Seyed Mohammad;Bagheri, Ali;Behrooz, Mohammad Ali;Zabiehzadeh, Mansour;meskani, Reza;Gomari, Maryam Talaei
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
    • /
    • 제16권17호
    • /
    • pp.7785-7788
    • /
    • 2015
  • Utilization of high energy photons (>10MV) with an optimal weight using a mixed energy technique is a practical way to generate a homogenous dose distribution while maintaining adequate target coverage in intact breast radiotherapy. This study represents a model for estimation of this optimal weight for day to day clinical usage. For this purpose, treatment planning computed tomography scans of thirty-three consecutive early stage breast cancer patients following breast conservation surgery were analyzed. After delineation of the breast clinical target volume (CTV) and placing opposed wedge paired isocenteric tangential portals, dosimeteric calculations were conducted and dose volume histograms (DVHs) were generated, first with pure 6MV photons and then these calculations were repeated ten times with incorporating 18MV photons (ten percent increase in weight per step) in each individual patient. For each calculation two indexes including maximum dose in the breast CTV ($D_{max}$) and the volume of CTV which covered with 95% Isodose line ($V_{CTV,95%IDL}$) were measured according to the DVH data and then normalized values were plotted in a graph. The optimal weight of 18MV photons was defined as the intersection point of $D_{max}$ and $V_{CTV,95%IDL}$ graphs. For creating a model to predict this optimal weight multiple linear regression analysis was used based on some of the breast and tangential field parameters. The best fitting model for prediction of 18MV photons optimal weight in breast radiotherapy using mixed energy technique, incorporated chest wall separation plus central lung distance (Adjusted R2=0.776). In conclusion, this study represents a model for the estimation of optimal beam weighting in breast radiotherapy using mixed photon energy technique for routine day to day clinical usage.

Determinants of Willingness to Undergo Lung Cancer Screening among High-Risk Current and Ex-smokers in Sabah, Malaysia: A Cross-Sectional Pilot Study

  • Larry Ellee Nyanti;Chia Zhen Chua;Han Chuan Loo;Cheng Zhi Khor;Emilia Sheau Yuin Toh;Rasvinder Singh Gill;Eng Tat Chan;Ker Yin Tan;Taufiq Rosli;Muhammad Aklil Abd Rahim;Arfian Ibrahim;Nai Chien Huan;Hema Yamini Devi Ramarmuty;Kunji Kannan Sivaraman Kannan
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
    • /
    • 제86권4호
    • /
    • pp.284-293
    • /
    • 2023
  • Background: Attitudes towards smoking, lung cancer screening, and perceived risk of lung cancer have not been widely studied in Malaysia. The primary objective of this study was to describe the factors affecting the willingness of high-risk current smokers and ex-smokers to undergo low-dose computed tomography (LDCT) screening for lung cancer. Methods: A prospective, cross-sectional questionnaire study was conducted in current smokers or ex-smokers aged between 55 and 80 years at three hospitals in Kota Kinabalu, Sabah, Malaysia. The questionnaire recorded the following parameters: perceived lung cancer risk; Prostate Lung Colon Ovarian Cancer 2012 risk prediction model excluding race and ethnicity predictor (PLCOm2012norace); demographic characteristics; psychosocial characteristics; and attitudes towards lung cancer and lung cancer screening. Results: A vast majority of the 95 respondents (94.7%) indicated their willingness to undergo screening. Stigma of lung cancer, low levels of knowledge about lung cancer symptoms, concerns about financial constraints, and a preference for traditional medication were still prevalent among the respondents, and they may represent potential barriers to lung cancer screening uptake. A desire to have an early diagnosis (odds ratio [OR], 11.33; 95% confidence interval [CI], 1.53 to 84.05; p=0.02), perceived time constraints (OR, 3.94; 95% CI, 1.32 to 11.73; p=0.01), and proximity of LDCT screening facilities (OR, 14.33; 95% CI, 1.84 to 111.4; p=0.01) had significantly higher odds of willingness to undergo screening. Conclusion: Although high-risk current smokers and ex-smokers are likely to undergo screening for lung cancer, several psychosocial barriers persist. The results of this study may guide the policymakers and clinicians regarding the need to improve lung cancer awareness in our population.

처방선량 및 치료기법별 치료성적 분석 결과에 기반한 자궁경부암 환자의 최적 방사선치료 스케줄 (Optimum Radiotherapy Schedule for Uterine Cervical Cancer based-on the Detailed Information of Dose Fractionation and Radiotherapy Technique)

  • 조재호;김현창;서창옥;이창걸;금기창;조남훈;이익재;심수정;서양권;성진실;김귀언
    • Radiation Oncology Journal
    • /
    • 제23권3호
    • /
    • pp.143-156
    • /
    • 2005
  • 목적: 고선량률 강내근접치료와 외부방사선의 병합치료는 자궁경부암의 표준치료법이지만, 최적의 병합 방식 및 선량 분할 스케줄은 아직 정해지지 않고 있다. 부분적으로는 이에 영향을 미치는 인자들의 다양성 및 기존의 문헌들의 방사선 선량에 관한 자세한 정보 부족을 그 이유로 들 수 있다. 이에 본 연구는 고선량률 강내근접치료에 대한 풍부한 경험을 바탕으로 단일기관에서 비교적 균일한 치료를 받은 많은 수의 환자 모집단을 대상으로 이들 다양한 인자들 및 방사선치료에 대한 자세한 분석을 통해서 최적의 방사선치료를 위한 지침을 얻고자 하였다. 대상 및 방법: 1990년부터 1996년까지 연세암센터에서 고선량률 강내근접치료 및 외부방사선치료로 자궁경부암에 대한 근치적 치료를 받은 743명의 환자들을 대상으로 하였으며, 중앙추적관찰 기간은 52개월이었다. FIGO 병기 분포는 IB 198명, IIA 77명, IIB 364명, IIIA 7명, IIIB 89명, IVA 8명이었다. 전골반방사선 선량은 $23.4\~59.4$ Gy (중앙값 45 Gy)의 분포를 보였으며, 진단 시 종양의 크기 및 외부방사선치료에 대한 종양의 반응에 따라서 그 시기를 조절하는 중앙차폐는 495예에서 시행되었으며, 그 시기는 $14.4\~43.2$ Gy (중앙값 36.0 Gy)로 비교적 광범위하고 다양한 분포를 보였다. 강내근접치료와 외부방사선치료의 분할 선량 차이를 극복하기 위해 생물학적 유효선량(Biologically Effective Dose, BED) 개념을 적용하였으며, 종양 및 정상 조직에 대한 $\alpha/\beta$비는 각각 10 및 3으로 하였다. 모든 개별 환자의 직장 전벽 및 방광 흡수선량을 분석하였고, 합병증 및 골반제어율과의 상관 관계를 규명하고자 하였다. 이외에도 방사선치료 스케줄에 영향을 미칠 수 있는 인자들인 총 치료기간, 강내근접치료의 분할 선량 크기, 주치의의 선호도에 따른 치료 스케줄 차이 등도 함께 고려하여 분석하였다. 결과: 전체 환자에서 RTOG Grade 1-4독성 발생률은 $33.1\%$였다. 전체 환자의 5년 골반제어율은 $83\%$로 분석되었다. 중앙차폐이전 외부방사선선량과 강내근접치료의 합산 BED값(=MD-BED $Gy_{\alpha/\beta}$$\alpha/\beta$=10인 경우 $62.0\~121.9\;Gy_{10}$ (중앙값: $93.0\;Gy_{10}$)의 분포를, ${\alpha/\beta}=3$인 경우 $93.6\~187.3\;Gy_3$ (중앙값=$137.6\;Gy_3$ )의 분포를 보였다. MD-BED $Gy_3$는 직장합병증 발생과의 관계는 통계적으로 유의하였고, 방광합병증과는 유의하지 않았다. 직장합병증과의 연관성은 MD-BED $Gy_3$보다 개별 환자의 직장전벽 총 선량 BED값인 R-BED $Gy_3$가 훨씬 더 높았다. 요도카테터 풍선의 후방지점이 대변하는 방광의 총 선량 BED값인 V-BED $Gy_3$도 방광합병증과 경향성 테스트에서 통계적 유의성을 보였다. 하지만, 어떠한 방사선선량도 골반제어율과 의미 있는 상관관계를 보이지 않았다. 본 기관에서 주치의의 선호도에 따라 강내근접치료가 외부방사선치료의 중간에 시행되는 형태인 샌드위치기법과 외부방사선치료 후반부에 시행되는 순차적 기법으로 구분하였을 때, 두 방식간 치료성적 및 합병증의 차이는 없었다. 총 치료기간에 대한 분석에서는 치료기간이 길어질수록 재발 위험이 커지는 경향을 보였으나, 나이 및 병기, 종양의 크기, MD-BED $Gy_{10}$ 등의 예후 인자를 보정한 다변량분석에서는 치료기간이 100일 이상인 경우에만 통계적으로 유의하게 증가하였다. 강내근접치료 분할선량 크기인 3 Gy와 5 Gy 사이에 골반제어율 및 합병증의 차이는 없었다. 결론: 자궁경부암의 최적방사선치료 스케줄에 대한 지침을 세우기 어렵게 만드는 가장 중요한 이유는 강내근접치료가 갖는 선량분포 특성에서 기인하는 방사선선량-골반제어율 상관 관계의 부재 및 개별 종양의 방사선에 대한 반응 속도가 환자마다 크게 다를 수 있다는 점이다. 따라서 전체적인 원칙과 함께 개인화된 맞춤치료가 필요하다. 치료 지침에 영향을 미칠 수 있는 요소들의 복합적인 고려도 중요하다고 할 수 있겠다. 합병증 발생이 우려되는 경우 생물학적 유효선량을 낮추기 위해 적절한 조기 중앙차폐 및 강내근접치료의 분할선량 크기 감소를 고려해볼 수 있다.