LNT 수정·폐기 제안의 근거와 효과: 두 판 사이의 차이

2018년 12월 30일 (일) 12:43 판

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.

이해당사자이기도 한 방사선방호 전문가 사회에서는 특히 과학적 사실에 기초하여 유해 또는 유익 여부에 관계없이 선량 및 선량률에 따른 영향을 최적으로 모델링하는 것이 필요하다. 국제방사선방호학회(ICRP)는 관련 전문가들이 보고서를 작성하는 과정에서 이해당사자의 의견을 수렴하고자 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) Radiation Hormesis와 LNT가 다시 논란의 장으로 나왔다.

많은 수의 방사선피폭자(작업종사자 등)들을 대상으로 한 역학조사연구가 저선량의 방사선피폭의 경우에서도 암발생의 위험이 있다고 예측하기는 어렵다. 분명한 근거가 될 수 있는 것은 생물학적 방법으로 접근할 때 나올 수 있을 것이다.

현재 전 세계적으로 합의된 대부분의 주요보고서와 정부(규제)기관들은 문턱 없는 선형모델(LNT, Linear No-Threshold 가설)을 지지하고 있으나, 최적의 방사선 방호를 위해서 필요하다면 LNT (linear no-threshold) 모델 사용을 대신하는 다양한 접근법을 다시 찾아야만 한다.

주요 논란의 내용

LNT는, 아주 작은 양의 방사선일지라도 DNA 손상이 있고 돌연변이가 발생할 수 있다는 이유와, 암은 체세포가 돌연변이로 한 것이라는 모델에 근거하여, 증가된 돌연변이가 암을 발생할 수 있다고 주장한다. 그러나 방사선이 없는 환경에서조차 내인성(內因性, endogenous) DNA 손상이 발생하며, 저선량의 방사선이 약간의 DNA 손상을 가져옴에도 불구하고 동시에 항산화제와 DNA 복구(손상복구)효소 등과 같은 방호기작을 하는 물질을 만들어 내어 전체적으로 방호기작을 강화하기 때문에 이로 인하여 연속된 기간에 발생하는 것 보다 내인성 손상이 적게 된다. 이는 쥐를 이용한 실험결과이기도 하다.⁴⁾ 역설적으로 누적 돌연변이가 최대인 젊은 세대 연령에서는 암 발생률이 가장 낮으며, 인간의 경우도 마찬가지이다. 따라서 돌연변이만으로는 암 발생을 설명하기 부족하고 어떤 다른 요인들이 나중에(생애 중) 암을 발생하게 할 것으로 추정된다.

심각한 비 방사선 유발손상(즉, 이중나선절단(DSB, Double Strand Break)과 같은 자연적인 DNA 손상)은 매일 10개의 세포 당 약 1 회 발생 한다.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 호메시스의 현상이다.⁷⁾ 일반적으로 면역체계는 노화가 진행되면서 감소하고, 일단 면역체계가 약화 또는 붕괴되면 급격히 암이 커지는 것은 대부분의 암발생 원인이 면역체계억제임을 의미한다. 미국 원자력규제위원회(NRC)가 수용한 2006년 BEIR VII 보고서에는 이 면역체계가 암 발생을 막고 저선량에서는 면역체계를 자극하여 활성화 한다는 것의 중요성을 간과하고 암 발생의 원인으로 DNA 손상과 돌연변이에 초점을 맞추었다.⁸⁾

방사선호메시스로 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 방사선 유발 수명단축의 임계선량은 연간 약 700 mGy 였다.⁹⁾

또한 역학자료는 약 100 mGy 이하에서 암 발병률이 유의하게 증가하지 않음을 보여준다. 오히려 암 예방이 나타날 수 있다.¹⁰⁾ 그 유의성의 한계는 적어도 부분적으로는 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

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 <big>'''주요 논란의 내용'''</big> <br/>
-LNT는 아주 작은 양의 방사선일지라도 DNA 손상이 있고 돌연변이가 발생할 수 있다는 이유와, 암은 체세포가 돌연변이로 한 것이라는 모델에 근거하여, 증가된 돌연변이가 암을 발생할 수 있다고 주장한다. 그러나 방사선이 없는 환경에서조차 내인성(內因性, endogenous) DNA 손상이 발생하며, 저선량의 방사선이 약간의 DNA 손상을 가져옴에도 불구하고 동시에 항산화제와 [[DNA 복구]](손상복구)효소 등과 같은 방호기작을 하는 물질을 만들어 내어 전체적으로 방호기작을 강화하기 때문에 이로 인하여 연속된 기간에 발생하는 것 보다 내인성 손상이 적게 된다. 이는 쥐를 이용한 실험결과이기도 하다.<sup>4)</sup> 역설적으로 누적 돌연변이가 최대인 젊은 세대 연령에서는 암 발생률이 가장 낮으며, 인간의 경우도 마찬가지이다. 따라서 돌연변이만으로는 암 발생을 설명하기 부족하고 어떤 다른 요인들이 나중에(생애 중) 암을 발생하게 할 것으로 추정된다.<br/>
+LNT는, 아주 작은 양의 방사선일지라도 DNA 손상이 있고 돌연변이가 발생할 수 있다는 이유와, 암은 체세포가 돌연변이로 한 것이라는 모델에 근거하여, 증가된 돌연변이가 암을 발생할 수 있다고 주장한다. 그러나 방사선이 없는 환경에서조차 내인성(內因性, endogenous) DNA 손상이 발생하며, 저선량의 방사선이 약간의 DNA 손상을 가져옴에도 불구하고 동시에 항산화제와 [[DNA 복구]](손상복구)효소 등과 같은 방호기작을 하는 물질을 만들어 내어 전체적으로 방호기작을 강화하기 때문에 이로 인하여 연속된 기간에 발생하는 것 보다 내인성 손상이 적게 된다. 이는 쥐를 이용한 실험결과이기도 하다.<sup>4)</sup> 역설적으로 누적 돌연변이가 최대인 젊은 세대 연령에서는 암 발생률이 가장 낮으며, 인간의 경우도 마찬가지이다. 따라서 돌연변이만으로는 암 발생을 설명하기 부족하고 어떤 다른 요인들이 나중에(생애 중) 암을 발생하게 할 것으로 추정된다.<br/>
 심각한 비 방사선 유발손상(즉, 이중나선절단(DSB, Double Strand Break)과 같은 자연적인 DNA 손상)은 매일 10개의 세포 당 약 1 회 발생 한다.<sup>5)</sup> 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.<sup>6)</sup><br/>

LNT 수정·폐기 제안의 근거와 효과: 두 판 사이의 차이

2018년 12월 30일 (일) 12:43 판

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