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使用事例 -- ライフサイエンス: 米国疾病防疫センター

米国疾病防疫センターにおいてHIVの研究に利用されているIMSL® ライブラリ


概要
数理統計学者Glen Satten博士は、IMSL Fortran 数値計算ライブラリ[を使用してヒト免疫不全ウイルス 1 型(HIV-1)の自然生長のモデル化を試みています。Satten博士は、CDCのHIV/AIDS班でいくつかのプロジェクトに関わっており、この病気の複雑な経歴を明らかにしようとしています。

課題
HIVはさまざまな感染方法をもつ伝染病であり、それによって世界中に広がっています。アフリカでは異性間交渉がHIV感染の第一の原因であり、世界人口の6割を占めるアジアでも主要な感染経路となっています。

.Satten博士は次のように語っています。「北アメリカでは、同性間の交渉と使い回しの注射針がいまだに一番の感染原因になっています。しかし新たなAIDS患者の間では異性間交渉を原因とする割合が確実に増えています」。タイの男性徴募兵による実験グループの協力により、Satten博士と同僚たちは、HIVウイルスが女性から男性に性交渉によって感染する確率モデルを作成しました。

そのような分析が可能だった理由は、この場合、HIV-1をもつ調査対象の男性が売春婦との性交渉によって1988年以降に感染したことが仮定できるからです。「タイの実験グループは、HIVがいつどのように感染したのか、かなりの程度、予測できるという意味で珍しいと思います。それにより、その病気を発病から各段階の進行順に図示することが可能です。HIVが発達する段階を解明することで、その治療に役立てることができます」。

売春はタイでは非合法ですが、社会的には受け入れられています。先の徴募兵からは売春婦との接触頻度の情報が得られました。普通ではなかなか得られない情報です。さらにタイの公衆衛生省は1989年半ばから売春婦におけるHIVの増加を調査しています。当時の罹患率は3.2%でしたが、1992年半ばには23%まで上昇しています。

ソリューション
Satten博士は続けます。「タイのこの調査が貴重なのは、感染が起こり得た接触回数を感染経路から決められることがわかっているためです。しかし最も重要なのは、交渉をもった相手が最近感染した可能性が高いということです。タイにおけるHIV感染の広がりは、調査を行った時点ではかなり新しい現象でした。この調査では、最近感染した人ほど感染性が高いという仮説を裏付ける結果となっています」。

FortranプログラマーでもあるSatten博士が初めてIMSLを使用したのは、1988年、チャペルヒルのノースカロライナ州立大学で生物統計学を研究していたポストドクター時代でした。博士がCDCで開発しているモデルでは、おもにIMSLライブラリーの最適化ルーチンを使用しています。観測値を最もよく説明するパラメータ値をそれによって推定するのです。その方法は最尤法と呼ばれています。CDCでは当初、IBMのメインフレームとパソコンを使用していましたが、博士は、IMSL Fortan 数値計算ライブラリを、DEC®のAlpha 3000-600ワークステーション上で走らせる許可を取り付けました。博士がUNIX系システムに移行した一番の理由はスピードです。

投資対効果(ROI)
「私がIMSLライブラリを使うのは、プログラムの開発時間を短縮し、その分、新しいテーマや、統計またはAIDS関連の専門知識が必要なテーマに集中するためです」と、Satten博士。IMSLライブラリを使用してデータのモデリングが行われ、その成果は1993年6月にベルリンで開かれた第9回国際AIDS会議にて発表されました。1回の性交渉でHIV-1に感染する確率を推定する数学モデルを作成したのです。データに含まれたのは、徴募兵が最初に性交渉をもったときの年齢、売春婦との性交渉の頻度、売春婦の出身県と県別の血清HIV-1罹患率などです。

 



業種
ライフサイエンス

アプリケーション
ヒト免疫不全ウイルス 1型 (HIV-1)

製品
IMSL Fortran ライブラリ



米国疾病防疫センター (CDC)は米国内外の人々の健康や安全を守る連邦機関として認識されており、健康な生活を維持するための信用性の高い情報を提供したり、、強力なパートナーシップを通じて健康を推進しています。


Key Benefits

> 疫学での使用可能
> プログラムの開発時間短縮
> 処理速度
> 専門分野に集中できる
> 数学モデルの作成
   
   
   
 
   
 
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