【摘要】：基準(zhǔn)劑量(BMD)估計(jì)是定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要內(nèi)容�；鶞�(zhǔn)劑量法基于劑量-反應(yīng)模型,可以定量描述暴露水平與反應(yīng)變量之間的關(guān)系,并由此估計(jì)一定超額風(fēng)險(xiǎn)的基準(zhǔn)劑量及其下側(cè)區(qū)間。由于所收集資料的不完整性,以及研究者對(duì)于暴露和反應(yīng)變量關(guān)系模型認(rèn)知的局限性,產(chǎn)生劑量-反應(yīng)模型的不確定性,進(jìn)而導(dǎo)致了基準(zhǔn)劑量估計(jì)的不確定。當(dāng)所收集數(shù)據(jù)源于人群的現(xiàn)場(chǎng)研究時(shí),此種不確定性尤其值得探討。目前,Bayesian學(xué)派的統(tǒng)計(jì)方法對(duì)于基準(zhǔn)劑量估計(jì)模型的不確定性研究受到持續(xù)關(guān)注。其中,貝葉斯模型平均法(BMA)將各備選模型進(jìn)行加權(quán)平均,更全面地考慮了模型結(jié)構(gòu)的不確定性和自變量組合的不確定性,是研究BMD估計(jì)的重要思路。本研究擬通過人群鎘暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)的實(shí)證研究和基于R語言編程的模擬研究,在經(jīng)典最優(yōu)模型法的基礎(chǔ)上,深入探討貝葉斯模型平均BIC近似法和MCMC估計(jì)法在基準(zhǔn)劑量估計(jì)中的應(yīng)用策略與方法學(xué)性能,以期為暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中統(tǒng)計(jì)方法的選擇和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)提供方法學(xué)支持。主要結(jié)果:(1)實(shí)例數(shù)據(jù)分析結(jié)果甘肅省白銀市某鎘污染區(qū)數(shù)據(jù)最優(yōu)模型為L(zhǎng)og-probit模型,對(duì)應(yīng)BMD/BMDL估計(jì)為3.46/2.69 ug/g·cr;貝葉斯模型平均BIC近似法估計(jì)的BMD/BMDL為2.97/2.14ug/g·cr;貝葉斯模型平均MCMC估計(jì)法的BMD/BMDL為2.92/2.07 ug/g.cr。廣東省粵北某污染區(qū)數(shù)據(jù)最優(yōu)模型為L(zhǎng)og-probit模型,對(duì)應(yīng)BMD/BMDL估計(jì)為14.24/10.38 ug/g·cr;貝葉斯模型平均BIC近似法估計(jì)的BMD/BMDL為14.37/9.86 ug/g·cr,貝葉斯模型平均MCMC估計(jì)法的BMD/BMDL為14.39/9.84 ug/g-cr。(2)模擬研究結(jié)果A.最優(yōu)模型法判定正確模型的比例,在各模擬“真”劑量-反應(yīng)模型設(shè)定下表現(xiàn)不一,“真”劑量-反應(yīng)曲線為L(zhǎng)og-probit模型時(shí),選出正確模型比例為45.4%±9.9%;模擬劑量-反應(yīng)曲線為weibull模型時(shí),選出正確模型比例為14.0%±1.4%;B.基準(zhǔn)劑量估計(jì)的相對(duì)偏差,在單一模型模擬中,最優(yōu)模型法相對(duì)偏差要小于兩種貝葉斯模型平均法,在等權(quán)重混合模型模擬中,兩種貝葉斯模型平均法的相對(duì)偏差小于最優(yōu)模型法;兩種貝葉斯模型平均法比較,MCMC估計(jì)法在單一模型模擬中相對(duì)偏差高于BIC近似法,在混合模型模擬中MCMC估計(jì)法相對(duì)偏差小于BIC近似法;運(yùn)算所需時(shí)間:MCMC估計(jì)法運(yùn)算1000次耗時(shí)75分鐘左右,約為BIC近似法的13倍,運(yùn)算時(shí)間隨劑量組數(shù)目、單劑量組下樣本量增加而增加。C.5個(gè)備選模型,Weibull模型的β參數(shù)最不易達(dá)到收斂狀態(tài),以Weibull模型β參數(shù)收斂情況表征MCMC估計(jì)法在各種模擬情形下收斂情況,模擬結(jié)果顯示,劑量分組少,且劑量組樣本量小時(shí),模型參數(shù)存在收斂問題;隨劑量組數(shù)和樣本量增加,模型參數(shù)收斂狀態(tài)改善。結(jié)論:(1)當(dāng)人群的劑量-反應(yīng)曲線為two-stage模型、log-logistic模型、weibull模型、Log-probit模型、Gamma模型中的某一單一模型,基于模型擬合AIC值的最優(yōu)模型法,不能有效選出正確的劑量-反應(yīng)模型。(2)實(shí)例分析和模擬研究均顯示,與最優(yōu)模型法相比,貝葉斯模型平均法更多地考慮了模型不確定性,參數(shù)估計(jì)區(qū)間更寬,估計(jì)出的BMDL更保守。擬合混合樣本時(shí),貝葉斯模型平均法相對(duì)誤差小,提示貝葉斯模型平均法更適合于劑量反應(yīng)關(guān)系復(fù)雜的人群暴露數(shù)據(jù)的BMD估計(jì)。(3)在樣本量與運(yùn)算時(shí)間允許的條件下,推薦使用基于MCMC的貝葉斯模型平均法估計(jì)基準(zhǔn)計(jì)量。
【圖文】：

基準(zhǔn)劑量（Ｂｅｎｃｈｍａｒｋ邋ｄｏｅｓ，邋ＢＭＤ）定義為：通過劑量－反應(yīng)曲線獲得的，使某逡逑種反應(yīng)增加ｓｉ某一特定水平的劑量。達(dá)到該特定水平的反應(yīng)稱為基準(zhǔn)反應(yīng)逡逑（Ｂｅｎｃｈｍａｒｋ邋ｒｅｓｐｏｎｓｅ，邋ＢＭＲ）。圖１．１說明了邋ＢＭＤ法的基本概念。以觀察到反應(yīng)逡逑的平均值及其置信區(qū)間進(jìn)行作圖，實(shí)曲線為擬合的劑量－反應(yīng)模型，虛曲線為其逡逑９５％置信區(qū)間下限。圖中ＢＭＲ設(shè)定為１０％，表示與未施加處理的劑量組或者未逡逑暴露人群相比，有害效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的增加值要控制在１０％邋（ＢＭＲ由研究人員在計(jì)算逡逑基準(zhǔn)劑量時(shí)事先設(shè)定，取值范圍通常為１％？】0％［４７］）。在ＢＭＲ等于１０％處做逡逑一水平直線，直線與實(shí)曲線交點(diǎn)為ＢＭＤ，與虛曲線交點(diǎn)為ＢＭＤＬ，，此處的不確逡逑定性由統(tǒng)計(jì)學(xué)上的置信區(qū)間來反映。逡逑１１５－逡逑１１－逡逑１０＾邐Ｘ逡逑＾邐／Ｉ逡逑ＢＭＲ＝邋１０％邐／逡逑趙．．．凡邐二＾逡逑卜＇邋＇邐Ｔ邋．邐＆逡逑，廠邋＾逡逑ｅ－５ｒ逡逑ｉ邐ＢＭＤＬ邐ＢＭＤ逡逑，５邐－Ｘ－．．．．．丨乙＾一逡逑０邐１０邐２０邐３０邐？逡逑劑邋ｆｔ逡逑圖１．１基準(zhǔn)劑量法基本概念圖示逡逑１．１．２基準(zhǔn)反應(yīng)類型逡逑基準(zhǔn)劑量的計(jì)算很大程度上取決于基準(zhǔn)反應(yīng)的選擇

圖２．３．４Ｌｏｇ－Ｐｒ0ｂｉｔ模型（甘肅省白銀市某鎘污染區(qū)人群數(shù)據(jù)）逡逑§逡逑Ｉ邋Ｘ逡逑ＩＭＤＬ＝１．８４逡逑５邋－邐ＢＭＯ＝Ｚ８７逡逑１邋￣Ｉ邋Ｉ邋ｉ邋ｌ邋Ｉ邋ｉ邋！邋ｉ邋Ｉ邋Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑０１２３４５６７８９邐１０邐１２邐１４邐１６逡逑ｆｕｇ／ｇｃｒ）逡逑圖２．３．５邋Ｇａｍｍａ模型（甘肅省白銀市某鎘污染區(qū)人群數(shù)據(jù)）逡逑邐ｔｗｏ－ｓｔａｇｅ邋投啊逡逑＾邐—邋ｌｏｇ－ｌｏｇｉｓｔｉｃ逡逑0邐—ｗｅｉｂｕｌＫｉ？＾逡逑邐ｌｏｇ－ｐｒｏ逡逑ｔｔ邐邐ｇａｍｍａ邋投喂逡逑
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O212.8;R195.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2600451