LNT 수정·폐기 제안의 근거와 효과

▼ 저선량 방사선피폭

  LNT 모델(가설) 사용 이유

  LNT 수정·폐기 제안의 근거와 효과

  방사선피폭, 담배피우기, 환경적응성

  저선량 방사선 적응보호(Adaptive protection)

  저선량피폭의 영향

개요

방사선피폭으로 생길 수 있는 건강상의 영향에 대한 논란은 그 역사가 길다. 급성으로 많은 양의(> 500 mSv) 방사선을 피폭하면 그로 인한 영향의 종류와 크기는 분명하나, 그 양이 적을 경우(예를 들어 선량 < 100 mSv, 선량률 5 mSv/h) 전문가들 사이에 의견이 다르다. 그러나 이는 근본적으로 방사선 생물학자, 의학자, 역학자 및 방사선 방호 전문가와 규제 기관 간에 존재하는 접근방법에 따른 이해의 차이에서 기인한다.

방사선방호 전문가 사회는 오로지 과학적 사실에 기초하여 방사선의 건강영향을 선량 및 선량률에 따라 최적으로 해석해야 한다. 국제방사선방호학회(ICRP)는 보고서를 작성하는 과정에서 관련 전문가들이 이해당사자의 의견을 확인하는 공개 검토과정을 거친다. 최근(2018년 5월) 미국 방사선방호위원회(NCRP)가 LNT(문턱 없는 선형모델) 계속 지지에 관한 해설서를 냈으며,¹⁾ 이 또한 LNT 폐기를 주장하는 전문가들에게서 공격을 받고 있다.^2,3) 다시 Radiation Hormesis와 LNT, 문턱선량의 유무가 논란의 장으로 나왔다.

많은 수의 방사선피폭자(작업종사자 등)들을 대상으로 한 역학조사연구만으로 저선량의 방사선피폭의 경우에서도 암발생의 위험이 있다고 예측하기는 어렵다. 분명한 근거가 될 수 있으려면 생물학적 방법으로 접근해야 하지만, 아직 분명한 결과가 없다.

현재 전 세계적으로 합의된 대부분의 관련 보고서와 방사선방호 정책을 수립하고 이행하는 정부(규제)기관들은 문턱 없는 선형모델(LNT, Linear No-Threshold 가설)을 지지하고 있다. 그러나 최적의 방사선 방호를 위해서는 LNT 모델 사용을 대신하는 다양한 접근법을 다시 찾아야만 한다.

주요 논란의 내용

LNT는, 아주 작은 양의 방사선일지라도 DNA 손상이 있고 (돌연)변이가 발생할 수 있다는 이유와, 암은 체세포가 (돌연)변이 결과라는 모델에 근거하여, 생겨난 돌연변이가 암을 발생시킨다고 주장한다. 그러나 방사선이 없는 환경에서조차 내인성(內因性, endogenous) DNA 손상이 발생한다. 저선량의 방사선은 약간의 DNA 손상을 줌에도 불구하고 동시에 항산화제와 DNA 복구(손상복구)효소 등과 같은 방호기작을 하는 물질을 만들어 낸다. 전체적으로는 방호기능(방호시스템)이 강화되기 때문에, 이로 인하여 이후 계속된 기간에는 내인성 손상이 더 적게 발생하기도 한다. 이는 쥐를 이용한 실험결과이기도 하다.⁴⁾ 역설적으로 누적 (돌연)변이가 최대인 젊은 세대 연령에서는 암 발생률이 가장 낮으며, 인간의 경우도 마찬가지이다. 따라서 암 발생을 설명하기엔 (돌연)변이만으로는 부족하고 어떤 다른 요인들이 나중에(생애 중) 암을 발생시키는 것으로 추정된다.

심각한 비(非) 방사선 유발 손상(즉, 이중나선절단(DSB, Double Strand Break)과 같은 자연적인 DNA 손상)은 매일 10개의 세포 당 약 1 회 발생한다.⁵⁾ 이는 하루에 약 2.5 mGy(또는 약 900 mGy/년)의 엑스선 피폭에 의해 유발된 방사성 DSB의 비율과 거의 같다. 방사성 DSB가 자연 DSB보다 평균 30배 이상 독성이 있다고 가정하면, 자연 DSB 생성(율)은 X 선 선량 연간 약 30 mGy 또는 하루 약 0.1 mGy와 동일한 독성을 갖게 된다. 그러나 이 수준의 방사선에 피폭한 사람들의 암 발병률이 높다는 증거는 없다.⁶⁾

저선량의 방사선은 면역체계를 활성화하여 결과적으로 암 발생을 억제하기에 방사선 호미시스 현상이다.⁷⁾ 일반적으로 면역체계는 노화가 진행되면서 감소하고, 일단 면역체계가 약화 또는 붕괴되면 급격히 암(세포 혹은 조직)이 커지는 것은 대부분의 암발생 원인이 면역체계 억제 기능과 밀접한 관계가 있음을 의미한다. 미국 원자력규제위원회(NRC)가 수용한 2006년 BEIR VII 보고서에는 저선량의 영역에서는 방사선이 면역체계를 자극하여 활성화 하면 이 면역체계가 암 발생을 막는다는 것의 중요성을 무시하고 암 발생의 원인으로 DNA 손상과 돌연변이에 초점을 맞추었다.⁸⁾

방사선 호미시스로 설명하는 저선량 피폭 후 생물체에 나타나는 방호기작의 결과의 예로 저선량 피폭 후 설치류와 인간에게서도 수명이 연장되었다고 보고되었다. 이러한 실험결과는 포유류인 개에게서 분명히 나타났으며, 연간 약 50 mGy의 감마선량에서 수명이 크게 증가했고, 이 경우 방사선 유발 수명단축의 문턱선량은 연간 약 700 mGy 였다.⁹⁾

또한 일부 역학자료는 약 100 mGy 이하에서 암 발병률이 유의하게 증가하지 않음도 보여준다. 오히려 암 예방이 나타날 수 있다.¹⁰⁾ 그 유의성의 한계는 적어도 부분적으로는 조사대상 및 대조군이 갖는 통계적 제약 때문이다.

문턱 선량(률)의 설정(100 mSv 이하의 저선량 영역에서) 근거와 효과

- 근거 : 방사선생물학 및 역학자료 기반
- 저선량의 방사선에 의한 건강영향 이해; 막연한 불안감 해소로 원자력산업 발전
- 과도한 방사선방호 조치 불필요; ALARA 원칙(합리적으로 가능한 한 최소한의 피폭 허용) 폐기 혹은 수정
- 방사선의학 분야에서 제기될 수 있는 윤리문제 해결; 방사선피폭이 두려워 건강보전 목적의 진단검사와 치료를 위한 방사선사용을 거부하여 나타날 수 있는 건강훼손 피해 방지

참고
1. NCRP, NCRP Commentary No. 27: Implications of Recent Epidemiologic Studies for the Linear-Nonthreshold Model and Radiation Protection, NCRP, May 2018

2. B. A. Ulsh, A critical evaluation of the NCRP COMMENTARTY 27 endorsement of the linear no-threshold model of radiation effects, Env. Res. 167, 472-487, 2018

3. XLNT Foundation

4. Osipov, A. N., et al. In vivo gamma-irradiation low dose threshold for suppression of DNA double strand breaks below the spontaneous level in mouse blood and spleen cells, Mutat Res, 756, 141-145, 2013

5. Feinendegen LE, Pollycove M, Neumann RD. Hormesis by low dose radiation effects: Low-dose cancer risk modeling must recognize up-regulation of protection. In: Baum RP, ed. Therapeutic nuclear medicine, medical radiology, radiation oncology. Berlin Heidelberg, Springer-Verlag, 789–805, 2012

6. L.E. Feinendegen, J.M. Cuttler, Biological Effects from Low Doses and Dose Rates of Ionizing Radiation: Science in the Service of Protecting Humans, A Synopsis, Health Phys 114, 623–626, 2018

7. Yang, G., et al., Low-dose ionizing radiation induces direct activation of natural killer cells and provides a novel approach for adoptive cellular immunotherapy, Cancer biotherapy & radiopharmaceuticals, 29, 428-34, 2014

8. NRC, Health risks from exposure to low levels of ionizing radiation : BEIR VII Phase 2, National Research Council (U.S.). Committee to Assess Health Risks from Exposure to Low Level of Ionizing Radiation., Washington, D.C., National Academies Press, 2006

9. Cuttler JM, Feinendegen LE, Socol Y. Evidence that lifelong low dose rates of ionizing radiation increase lifespan in long- and short-lived dogs Dose-Response, 15(1), 1–6, 2017

10. Cuttler JM, Welsh JS. Leukemia and ionizing radiation revisited, Leukemia 3, 202, 2015

이 자료의 최초 작성 및 등록 : 김봉환(KAERI) bhkim2@kaeri.re.kr