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2019년 12월 11일 수요일

[생활과학 ⑤] 생명연구원 환경질환연구센터, “미세먼지! 장기 손상 연관성은?”

- (초)미세먼지 의한 생체 장기 손상 연구 필요성 대두
- 환경질환연구센터 통해 다양한 생물학적 연구 진행

[대전세종충남=아시아뉴스통신] 이기종기자 기사입력 : 2019년 11월 18일 13시 54분

한국한의학연구원, 한국식품연구원 등과 공동으로 ‘미세먼지 인체유해성 연구 initiative 포럼’을 결성하고 미세먼지에 의해 발생되는 질환과 다중 장기손상의 병인을 연구하는 한국생명공학연구원 환경질환연구센터 박영준 센터장./아시아뉴스통신 이기종 기자

[아시아뉴스통신=이기종 기자] 우리가 ‘삶의 질’과 ‘복지’를 강조하면서 사회적이며 자연적인 환경과 인간의 상호 작용에 초점을 둔 과학기술 활용의 중요성이 높아지고 있다.

또한 우리의 생활이 과학기술의 상용화에 의해 점점 더 편리해지는 현상들이 증가하고 있지만 그와 반대로 우리 주변에는 미세먼지, 쓰레기, 악취 등과 같은 문제들도 깊어지고 있다.

본지는 ‘생활·과학’ 연재를 통해 우리가 생활하면서 접하게 되는 고질적인 문제들을 해결하기 위해 과학기술 융합의 필요성을 제시한다.

올해 정부부처와 정부출연연구기관은 미세먼지 대책을 위한 저감정책을 세우는 등 미세먼지에 대한 피해를 줄이기 위해 노력하고 있다.

최근 대통령 직속 국가기후환경회의는 미세먼지 문제 해결을 위해 제1차 국민정책 제안으로 미세먼지 농도가 높아지는 12월부터 다음 해 3월까지를 ‘고농도 미세먼지 계절’로 지정하고 집중적인 저감 조치를 통해 미세먼지 배출량을 전년 동기 대비 20% 이상 감축한다는 내용을 제안했다.

그러나 현재 미세먼지가 미치는 독성에 대한 정확한 기전이 규명되지 않은 상황을 고려하면 미세먼지 인체 유해성의 정확한 평가와 대응책을 마련하기는 것이 우선이라는 지적이 나오고 있다.

이러한 인체 유해성 문제를 해결하기 위해 올해 한국한의학연구원, 한국식품연구원 등을 중심으로 ‘미세먼지 인체유해성 연구 initiative 포럼’을 결성하고 연구를 진행하고 있는 한국생명공학연구원 환경질환연구센터 박영준 센터장을 만나 미세먼지의 사회적 인식, 인체 유해성 연구방향, 기대효과 등을 살펴본다.<편집자 주>

- 미세먼지의 사회경제적 피해는?

▷ 산업 발전에 따른 에너지 사용량과 교통량의 증가로 심각한 미세먼지 발생을 수반하는 대기오염을 야기하고 있다.

현재 미세먼지에 의한 대기오염은 보건의료와 사회경제 측면에서 우려의 수준을 넘어 관련 질환증가에 따른 국민건강 악화 및 사회경제 손실 측면에서 심각한 부정적 현상을 유발하고 있다.
 
미세먼지(PM10) 농도가 10μg/m3 증가할 때 마다 65세 이상 노인 사망률이 0.4% 증가하며 초미세먼지(PM2.5) 농도가 10μg/m3 증가하면 민감 집단의 사망률은 1.1% 늘어나는 것으로 나타나는 등 미세먼지에 대한 국가차원에서의 준비가 시급하다.

지난 2017년 3월 네이처 발표에 따르면 ‘중국 미세먼지로 1년간 한-일 3만900명 사망했다’고 하며 이에 국민 6명 중 1명이 미세먼지로 인한 조기 사망이 예상되며 약 17조원의 경제적 손실이 초래될 것이 예측된다.

이는 지난 메르스 사태(약 10조원) 이상의 손실을 크게 상회할 것으로 분석되고 있다.
 
한국생명공학연구원 박영준 센터장은 국내 최초로 미세먼지에 의해 발생되는 질환과 다중 장기손상의 병인을 연구하는 환경질환연구센터의 특성을 설명하고 있다./아시아뉴스통신 이기종 기자

- 현재 연구개발의 미분야는?

▷ 현재 국내에서 수행되고 있는 미세먼지 대응관련 사업은 범부처 연구개발 협업체계인 ‘미세먼지 국가전략 프로젝트’를 통해 (초)미세먼지 ①발생·유입, ②측정·예보, ③집진·저감, ④보호·대응 등 발생원별 기여도 규명과 저감 기술에 의한 보건 역학적 통계영향평가에 집중되고 있다.

그러나 (초)미세먼지에 의해 유발되는 생체내 다중장기별 손상기전 연구 등을 포함하는 의과학·임상중개 기반 생물학적 연계성에 근거를 둔 연구개발은 이루어지지 않고 있다.

현재 국내에서 진행 중인 우리나라 미세먼지 대응은 첫째 미세먼지 발생유입에 있어서 (초)미세먼지 발생원인과 발생원별 기여도 규명을 위해 집중 현장조사와 스모그 챔버 실험 등을 통해 초미세먼지 생성·변환 메커니즘을 분석하고 있다.

둘째 측정·예보 측면에서 (초)미세먼지 실시간 농도ㆍ성분 측정 원천기술을 확보하고, 미세먼지정보를 통합 분석함으로써 중장기 정밀예보를 실시하고 있다.

셋째 집진·저감 측면에서 종전대비 2배 이상의 고효율 저감 기술(집진·탈황·탈질)을 개발하고 그간 간과됐던 응축성 미세먼지와 비산먼지 저감 기술개발에 집중하고 있다.

마지막으로 보호·대응 측면에서 국민들의 실질적인 미세먼지 노출량과 미세먼지의 위해성 정보를 제공하고 노출저감 기술을 개발 확산 지원하는 것이다.

그러나 (초)미세먼지 노출에 대해 생체 내 다중장기 손상의 분자세포기전 및 생물학적 표현형과 핵심인자 타겟 발굴에 대한 연구개발 사업은 전무한 상황이며 (초)미세먼지 대응과 국민이 체감할 수 있는 근본적 통합적 해결방안 제시를 위해 반드시 필요한 분야이다.

- 연구배경은?

▷ 현재 정부출연연구기관을 비롯 여러 연구기관에서 환경문제에 초점을 맞춘 미세먼지의 원인 제거와 저감 기술 개발에 집중된 연구가 진행 중에 있으나 미세먼지가 건강에 미치는 유해성과 병인에 관한 연구는 미비한 실정이다.

현재까지 인체 내 미세먼지 축적에 의해서 유발되는 다중장기 손상(multiorgan failure) 등의 생체 내 질환 제어에 대한 과학적 접근 시도 또는 연구 사업이 없다.

이에 미세먼지에 의해 유도된 생리·병리적 연구 분야는 한국생명공학연구원의 주도로 연구가 시작됐다.
 
국내 최초로 미세먼지에 의해 발생되는 질환과 다중 장기손상의 병인을 연구하는 한국생명공학연구원 환경질환연구센터의 연구원들./아시아뉴스통신=이기종 기자

- 연구개발 중점은?

▷ 미세먼지 영향과 질환의 연관성은 최근 전 세계적으로 큰 이슈가 되고 있고, 특히 우리나라에서 사회 문제 나아가 국가의 중요한 문제로 대두되고 있다.

우리 연구센터는 미세먼지에 의한 당뇨, 심혈관질환, 뇌질환 등 다양한 질환 원인 인자의 기전 연구 활용, 유의성·위해성 검증을 위한 플랫폼 기술을 개발한다.

또 미세먼지에 의해 손상받은 유전자로부터 원인이 되는 환경유전체 연구를 활성화시키고 미세먼지와 질병의 다양한 분자 생물학적 매커니즘을 연구할 수 있는 기반을 구축한다.

따라서 본 연구의 진전에 따른 치료 기술의 개발은 국민의 불안감을 해소하고 삶의 질을 향상시켜 사회적 비용을 절감할 수 있는 중요한 연구 분야로써 사회적 건강 기여할 것으로 기대된다.

또 (초)미세먼지의 생체 내 다중장기 손상에 대한 병인 규명과 제어·극복 기술개발을 통한 장기손상 관련 질환의 진단, 치료, 제어기술 및 관련 제품화 기술의 경쟁력 강화할 것이다.

이를 세부적으로 보면 미세먼지로 인한 질환 및 장기별 손상 데이터베이스 구축을 통한 생체 추적 영상기술, 다중 장기손상 질환의 조기 진단 기술 개발, (초)미세먼지의 다중장기 손상에 대한 병인 규명과 제어 기술의 실효성 확립, 기존 사업들과의 연계를 통한 통합적 관리체계 구축 등이다.

또 미세먼지 다중장기손상 제어 매뉴얼을 관공서와 병원 등에 전파를 통한 신속하고 안전한 통합 관리체계를 도출한다.


이어 기존의 미세먼지 저감 정책과 연계된 미세먼지 관련 질환 대응 연구개발 정책 수립 및 국가 안전망을 확보한다.

- 연구개발의 추진과정은?

▷ 먼저 (초)미세먼지에 의해서 유도되는 다중장기(multiorgan failure) 손상의 분자기전 규명을 통해서 이를 다중장기 손상을 방어할 수 있는 분자표적을 발굴하고 이를 제어하는 방어기술을 개발하는 3단계의 연구개발을 추진한다.

이를 위해 (초)미세먼지가 다중장기 손상을 통해서 건강에 심각한 문제를 유발하고 있으나 그 병인 기전이 거의 밝혀져 있지 않은 상태여서 먼저, 다중장기 손상의 분자기전을 규명한다.

이후 이를 기반으로 다중장기 손상 방어를 위한 분자 표적을 발굴하고, 분자표적 제어를 통해서 다중장기 손상을 방어하는 기술을 개발하는 등 단계별 추진한다.
 
국내 최초로 미세먼지에 의해 발생되는 질환과 다중 장기손상의 병인을 연구하는 한국생명공학연구원 환경질환연구센터 박영준 센터장과 센터원들./아시아뉴스통신=이기종 기자

- 연구의 기대효과는?

▷ (초)미세먼지에 의한 다중장기 손상에 대응하기 위한 방어 및 극복 기술 개발을 통해서 국민의 보건 복지 증진 및 삶의 질 향상에 기여하고 미래 사회 화두로 대두되고 있는 4차 산업혁명의 핵심 분야 중 하나인 생명공학 분야의 국가 경쟁력 확보가 필요하다.

우리 연구센터는 미세먼지에 의한 다중 장기손상에 대한 대응 원천기술 개발을 주목적으로 해 미세먼지에 의한 생체 내 영향 및 표준화 작업을 수행하고 각 장기별 질환 제어 표지자를 분석 및 발굴하여 미세먼지에 의한 질환 손상 및 치료적 접근 가능성을 연구한다.

현재 국가 사회적 이슈가 되고 있는 (초)미세먼지의 생체 내 다중장기 손상에 대한 병인 규명 및 분자표적 발굴을 통해서 미세먼지에 대응하기 위한 다중장기 손상 방어 및 극복 기술 개발이 가능하고 미세먼지 분야 글로벌 선두 주자로의 자리 매김이 될 것으로 기대한다.

그러나 연구의 제한점도 있는데 인공 미세먼지 제조기술 개발을 통해 미세먼지에 의한 다중장기 영향 분석을 위한 표준 시료를 활용하고 다중장기 관련 바이오마커 발굴과 미세먼지의 기능화 연구에 활용이 필요하다.

특히 표준화된 미세먼지의 이용을 위한 안정적 미세먼지 공급이 필요하다.

이러한 표준화된 미세먼지의 이용에 의한 장기손상관련 치료 과정에서 표준화 구축 및 분석 기술 확립을 통한 미세먼지 매개 질환 제어 기술개발이 필요하다.

- 마지막으로 하고 싶은 말은?

▷ 한국생명공학연구원에서 미세먼지에 의해 발생되는 질환과 다중 장기손상의 병인을 연구하고 이를 제어하는 기술을 개발할 경우 국가 사회문제 해결에 노력하고 있다.

특히 미세먼지에 의해 유도되는 질환 및 장기별 오믹스(omics) 기반 핵심표지자들의 결과를 데이터베이스를 구축할 것이다.

또 핵심표지자 분석 결과들을 데이터베이스화함으로써 미세먼지 매개 다중 장기손상 질환의 조기 진단 기술의 발전, 조기 진단 기법의 상용화를 가능하게 할 것으로 본다.
 


dair0411@gmail.com

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