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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
화학물질에 의한 면역성 질환의 AOP 적용 연구- 직업성 폐질환을 중심으로 -
- 연구책임자
- 조은상 외 1명
- 수 행 연 도
- 2020년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- 1. 연구배경
○ 분진 및 화학물질 등 사업장 내 노출에 의한 근로자의 직업성 폐질환 증가로 초기 진단 등을 위한 추가 연구 필요
○ 기존 독성시험과 다르게 컴퓨터 분석(in silico) 및 시험관내 실험(in vitro) 중심의 대체시험법을 이용한 연구 필요
○ 유해화학물질에 의한 직업성 폐질환 관련, 분자수준 지표연구를 통해 위해성 평가까지 활용 가능한 독성발현경로(Adverse Outcome Pathway, AOP)와 연계한 질병 메커니즘 탐색 필요
○ 직업성 폐질환의 초기 진단을 위한 유용한 마커 발굴 가능성 파악
2. 주요 연구내용
□ 연구결과
○ 이번 연구에서 국내·외 인체사례분석 및 문헌 조사, 국내외 웹데이터 탐색을 통하여 직업성호흡기 질환 중 직업성 천식의 유발물질을 특정하고, 해당 물질이 분류된 작업(공정) 카테고리 및 CAS 번호를 중심으로 탐색하였다. 그 결과 총 400여 물질이 검토되었으며, 두 개 이상의 데이터베이스에서 공통적으로 탐색된 물질은 80여종으로 나타났다. 대표적으로 이소시아네이트류(MDI, TDI 및 HDI 포함) 및 무수화물(anhydrides), 금속류, 아민 등이 포함되었다.
○ AOP 데이터베이스인 AOP wiki를 통하여 검색된 화학물질과 연동(interaction)이 있는 것으로 알려진 18종의 AOP를 탐색한 결과, 간질환 및 순환기계 부전, 유선종양 등의 질환에 주로 관여하는 것으로 확인되었다. 또한, AOP wiki내 호흡기계 질환으로 명시되거나 면역계통 이상으로 발생하는 피부질환과 관련된 AOP를 탐색한 결과, 각 12종 및 3종의 AOP를 확인할수 있었다.
○ AOP wiki 내 직업성 천식과 관련된 AOP는 세포 손상을 일으킬 수 있는 다양한 경로를 포함하여 수지상세포 및 T-림프구의 작용에 의해 호흡기감작에 관련된 것으로 1건이 개발되고 있으나 일부 화학물질 노출 근로자의 임상적 증상과 맞지 않는 경우가 있어 문헌조사를 통해 추가적인 KE 및 기전을 검토하였다. 이를 위해 이소시아네이트류 및 금속류(미세먼지 내의 금속물질 포함)를 중심으로 인체, 동물 및 세포에서의 실험 문헌을 바탕으로 주요 KE를 탐색하였다. 그 결과, 염증, Th-17 면역, Th1/Th2 면역, 산화적 손상, 특정miRNA의 변화 및 이온채널의 변동 등의 탐색 되었고, 이를 중심으로 천식과 관련된 2건의 AOP 구성안을 제안하였다.
○ 직업성 천식과 면역성으로 발생되는 피부질환 사이의 KE를 검색한 결과, 수지상 세포와 관련된 T-림프구의 작용이 공통적으로 작용하는 것을 확인하였으며, 직업성 천식 외 기타 폐쇄성폐질환과 관련된 KE를 비교한 결과, 사이토카인 및 염증관련 세포의 작용 및 침착, T-림프구의 활성화 등이 공통적으로 탐색되었다.
□ 시사점
○ 화학물질에 의한 직업성 천식의 물질 별 정보 및 유해요소를 다양한 경로를 통해 검토하여 유해 요소에 확인하였다.
○ 질병의 매커니즘 분석을 위해 기존의 AOP 경로 상 KE를 탐색하고, 추가적인 KE를 제시하여 새로운 AOP 구성안를 제안하였다.
○ 각 화학물질과 관련하여 천식 관련 AOP와 연결할 수 있는, 임상적으로 이용 가능한 다양한 기전 마커를 탐색하고, 이를 기반으로 직업성 천식의 조기 진단 및 원인 화학물질의 스크리닝을 위한 기초 자료를 제공하였다.
3. 연락처
- 연구책임자 : 산업안전보건연구원 산업화학실 병리검사부 조은상
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- 연구기획부
- 제유리
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