一般的な血液検査から過去の放射線被ばくを検出する技術(A Simple Blood Test Could Reveal Hidden Radiation Exposure)

2026-10-19 ローレンス・バークレー国立研究所(LBNL)

米国ローレンス・バークレー国立研究所の研究チームは、一般的な血液検査である全血球計算(CBC)のデータを機械学習で解析し、過去の放射線被ばくの有無や被ばく線量を推定する技術「Sparse CBC」を開発した。個々の血球数だけでなく、複数の血液指標に潜むパターンを解析することで、被ばく後の時間経過や線量に関連する特徴を捉える。研究チームは、2系統のマウス計1,151匹のデータでモデルを開発し、別の431匹で二重盲検評価を行った。さらに、遺伝的多様性の高いマウス集団でも検証し、予測性能は維持されたものの、系統によって精度に差が生じることを確認した。この結果は、遺伝的背景が放射線への生物学的反応に影響することを示している。本技術は、専門設備を要する従来の線量評価法を補完し、低線量被ばくや被ばくから数か月経過したケースの初期スクリーニングに役立つ可能性がある。ただし、現時点の検証はマウスを対象としており、人への適用には臨床的な検証が必要である。

<関連情報>

マウスモデルにおける機械学習による放射線被ばくの予測的血液学的バイオマーカーの特定 Identifying predictive hematological biomarkers for radiation exposure by machine learning in mouse models

Hang Chang, Yiyan Yao, Jared DeChant, Lieselotte Obst-Huebl, Kenneth H. Wan, Soo Park, William Fisher, Kei Nakamura, Susan E. Celniker, Antoine M. Snijders, Jian-Hua Mao & Jamie L. Inman

Communications Medicine  Published:19 June 2026

DOI:https://doi.org/10.1038/s43856-026-01690-8

一般的な血液検査から過去の放射線被ばくを検出する技術(A Simple Blood Test Could Reveal Hidden Radiation Exposure)

Abstract

Background

Population-scale radiation exposure assessment during radiological emergencies is hindered by the slow and costly nature of current methods, creating a need for rapid, affordable screening tools. Radiation biodosimetry using peripheral blood counts is a promising approach, but estimating low-dose exposures and exposure at extended time points remains challenging, especially when accounting for inter-individual differences in radiation sensitivity.

Methods

We analyze complete blood count (CBC) profiles from a retrospective cohort of 1151 male and female BALB/cJ and C57BL/6 J mice exposed to total-body X-ray radiation at doses ranging from 0.05 to 4 Gy. CBCs are collected 1 to 150 days post exposure. We develop a predictive model of radiation exposure using a sparse representation learning strategy to identify the most informative CBC parameters. Model performance is evaluated through exhaustive cross-validation and validated in a double-blind prospective cohort of 431 animals. To evaluate robustness in a genetically diverse population, we further test the model on CBC data from a Collaborative Cross (CC) cohort of 1720 animals representing 35 CC strains, 24 h and 28 days after sham or 1 Gy total-body X-ray exposure.

Results

Exhaustive cross-validation shows good performance of the Sparse CBC model, with AUC, accuracy and sensitivity exceeding 80%. Similar performance is observed in the prospective cohort. In the CC cohort, performance is modest. Importantly, model performance varies across CC strains, suggesting that host genetic background significantly influences predictive accuracy.

Conclusions

Our findings demonstrate that the Sparse CBC model effectively leverages CBC data to estimate radiation exposure across multiple mouse cohorts, including genetically diverse CC populations. While CBC-based predictions provide a complementary tool for exposure assessment, model performance varies with genetic backgrounds.

2005放射線防護
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