바이오인

BIOSAFETY Vol.20 No.1

< 목  차 >

04 권두언

특집 GMO 위해성평가

08 독성평가에 기초한 유전자변형식품의 인체위해평가
12 유전자변형식품이 알레르기를 유발하는가?
16 우리나라의 유전자변형생물체위해성평가 항목

GMO Information
22 국내외 LMO 동향
30 LMO 시험과 관련된 용어들 무엇이 다른 걸까요?
34 말라리아 모기 멸종시키는 ‘유전자 드라이브’ 기술, 쥐에서도 성공, 야생 적용은 시기상조
40 LMO 콜센터
44 2019년 유전자변형생물체법 개선 동향

LMO Status

56 2018년 LMO 주요 통계
64 2018 대국민 LMO 인식조사 결과

Genome Editing
78 유전자가위 기술을 활용한 정밀육종 신품종 개발의 혜택

LMO Issues
86 GMO완전표시제 국민청원 1년, 그리고 과제
89 미국의 유전자변형식품 표시제도 현황
92 GM감자, 정말로 괜찮은 걸까?

Interesting LMO
100 영화 「아일랜드」를 보면서 정보와 신체에 관해 생각한다고?
106 우리는 KBCH 대학생 기자단
114 KBCH 뉴스

---------------------------------------------------------------------------------------------

독성평가에 기초한 유전자변형식품의 인체위해평가

위해평가 개요 및 GMO 위해평가

일상적으로 섭취하는 식품을 (또는 식품 중의 특정 성분을) 하루에 어느 정도 양으로 섭취하는 것이 안전할까? 이러한 질문에 대한 과학적인 기준을 제시하기 위하여, 실험동물을 이용한 독성실험 결과를 토대로 인체에서의 안전한 섭취량 수준을 과학적으로 예측한다. 또한 현재의 섭취수준 또는 가까운 미래의 예상 섭취수준을 앞서 예측한 안전섭취수준과 비교함으로써 안전성 여부를 판단하게 된다. 이와 같은 위해평가(Risk assessment)는 위험성 확인, 위험성 결정, 노출평가, 위해도 결정의 4단계로 구성된다.

① 위험성 확인(Hazard Identification) : 독성실험 및 역학연구 등의 문헌을 통해 화학적·미생물적·물리적 위해요인의 유해성, 독성 및 그 정도와 영향 등을 파악하고 확인하는 과정이다.

② 위험성 결정(Hazard Characterization) : 위해요소의 노출량과 유해영향발생과의 관계를 정량적으로 규명하는 단계로 동물실험 등의 불확실성 등을 고려하여 최대무독성량(NOAEL) 또는 인체안전기준(TDI, ADI, RfD 등)을 결정한다.

③ 노출평가(Exposure Assessment) : 사람이 섭취하는 위해요소의 양 또는 수준을 정량적 또는 정성적으로 산출하는 과정이다.

④ 위해도 결정(Risk Characterization) : 위험성 확인, 위험성 결정 및 노출평가 결과를 근거로 하여 평가대상 위해요인이 인체건강에 미치는 위해영향 발생과 위해정도를 정량적 또는 정성적으로 예측하는 과정이다.

예를 들면, 유럽식품안전청(EFSA)이 2010년에 실시한 커큐민(cur?cumin)에 대한 4단계 위해평가 사례는 다음과 같다. 커큐민은 강황 또는 카레분말에 존재하며 식품첨가물인 착색제로도 사용되고 있다. 커큐민에 대한 각종 독성시험을 통하여 커큐민의 발암성 및 유전독성에 대한 우려는 없으나 24주간 커큐민 960?1100 mg/kg bw/day을 섭취시킨 생식독성시험에서 제2세대에서의 체중 감소가 관찰됨에 따라 최대 무독성량(NOAEL)을 250?320 mg/kg bw/day으로 설정하였다. 여기에 불확실계수(uncertainty factor) 100을 적용하여 사람에서의 1일 섭취 허용수준(Acceptable Daily Intake, ADI)을 0-3 mg/kg bw/day으로 산출하였다. 유럽에서 강황 또는 카레분말에 존재하는 커큐민의 섭취량은 어린이와 어른 모두 0.1 mg/kg bw/day 수준으로서 1일 섭취 허용수준의 7% 정도로 안전한 수준이었다. 그러나 강황 또는 카레분말에 존재하는 커큐민 섭취량과 식품첨가물로 사용되는 커큐민 섭취량을 합산하였을 때 평균적으로 어른의 경우는 1.0 mg/kg bw/day 수준으로 안전한 섭취수준을 보였으나 어린이의 경우 평균 1일 섭취량이 0.7-3.6mg/kg bw/day으로 조사되어 일부 1일 섭취 허용수준을 초과하는 경우도 조사되었다. 앞에서 설명한 커큐민의 인체위해평가 사례에서 볼 수 있듯이, 각종 독성시험결과를 근거로 인체에서의 안전한 섭취기준을 설정하고 현재의 섭취수준 또는 가까운 미래의 예상 섭취수준이 안전 섭취수준에 해당되는지 판단하여 인체위해여부를 판단할 수 있다.

현재 식품의약품안전처에서 GMO 안전성심사를 수행하고 있으나 안전성 심사항목에 4단계 위해평가는 전혀 포함되어 있지 않다. 따라서 식품의약품안전처의 안전성심사를 통과한 GMO라도 안전 섭취수준을 파악할 수 없으며 섭취량에 대한 예측도 없어 이에 대한 보완이 절실하다. 이러한 맹점이 ‘실질적 동등성’이라는 개념만으로 해결되는 것은 아니며 적극적으로 안전성심사에 위해평가를 포함시키는 것이 필요하겠다.

GMO 위해 우려사항과 독성평가

독성평가는 4단계 위해평가 중 제2단계인 ‘위험성 결정’단계에서 최대무독성용량(No-observed-adverse-effect level, NOAEL) 또는 인체안전기준(TDI, ADI, RfD 등)을 결정할 때 핵심적인 데이터를 제공하는 역할을 한다. 독성시험은 세포 또는 실험동물을 이용하여 천연에서 유래한 물질이나 인공적으로 화학합성한 물질의 독성에 대한 정보를 얻기 위한 시험법이다. 사람에게 노출되지 않았거나 독성학적 정보가 부족한 신약, 마약류, 농약, 살충제, 식품첨가물, 식물독소, 건강기능식품 및 기능성화장품 등은 임상시험 이전에 독성시험을 통하여 세포 또는 실험동물에서의 독성학적 정보를 충분히 얻어야 한다. 독성시험법은 다양한 측면에서 독성을 평가할 수 있도록 개발되어 있는데 일반독성시험은 단회투여독성시험과 반복투여독성시험으로 구분할 수 있으며, 보다 특수한 독성학적 정보를 얻기 위한 특수독성시험에는 그 목적에 따라 생식·발생독성시험, 유전독성시험, 항원성시험, 면역독성시험, 발암성시험, 국소독성시험, 흡입독성시험, 독성동태시험 등의 다양한 시험법이 개발되어 있다.

01 _ 단회투여독성시험

단회투여독성시험은 시험물질을 실험동물에 단회투여하고 단기간 내에 나타나는 급성독성을 관찰하기 위한 시험이다. 설치류나 비설치류의 실험동물에 시험물질을 1회 투여하고 14일간 일반상태를 관찰하는데, 체중변화, 각종 자극에 대한 반응, 행동, 호흡, 경련, 피부털 및 피부상태, 배설물 상태 등을 관찰하게 된다. 단회투여독성시험을 통하여 시험물질을 투여한 실험동물 중 반수의 개체가 사망하게 만드는 시험물질의 용량인 반수치사용량(LD50)을 확인할 수도 있다.

02 _ 반복투여독성시험

반복투여독성시험은 시험물질을 실험동물에 반복적으로 투여하고 중·장기에 나타나는 독성을 관찰하기 위한 시험이다. 반복투여독성시험에서 시험물질을 투여하는 기간에 따라 대체로 1~3개월 투여시험을 아급성(sub-acute) 독성시험, 3~6개월 투여시험을 아만성(sub-chronic) 독성시험, 6개월 투여시험을 만성(chronic) 독성시험으로 분류한다. 반복투여독성시험에서 시험물질을 투여하는 기간은 시험물질이 시판되었을 때 소비자가 사용할 것으로 예상되는 기간을 고려하여 결정하게 되는데 GMO는 사람들이 일상적으로 매우 장기간에 걸쳐 섭취하는 식품이므로 6개월 이상 투여하는 만성독성시험이 유용한 독성정보를 제공할 것이다. 반복투여독성시험에서는 일반적으로 단회투여독성시험에서 사용하였던 실험동물 종에 시험물질을 3개 이상의 용량으로 투여하면서 일반상태, 체중, 사료 및 물 섭취량, 혈액학적 지표, 혈액생화학적 지표, 뇨검사 지표, 안과학적 지표 등을 관찰하거나 분석된다. 반복투여독성시험을 통하여 시험물질의 독성이 확실하게 나타나는 최소용량인 확실중독량 또는 시험물질의 독성이 나타나지 않는 최대용량인 무독성량을 구할 수 있다.

03 _ 생식·발생독성시험

생식·발생독성시험은 시험물질이 포유류의 생식·발생에 미치는 영향을 규명하는 시험이다. 생식·발생에 미치는 영향으로는 생식세포의 형성 장애, 수태저해, 임신유지, 분만, 포육 등에 대한 영향, 차세대의 발육 지연 및 기형 발생 등에 대한 영향, 출생 후 성장과 발달, 생식능력에 대한 영향 등이 있다.

04 _ 유전독성시험

유전독성시험은 시험물질이 DNA에 손상을 유발하는지, 유전자에 돌연변이를 유발하는지, 또는 염색체 이상을 초래하는지 등을 파악하는 시험법이다. 유전독성시험은 단기 검색법으로서 시험물질의 발암성을 예측할 수 있는 중요한 의미를 갖는다.

05 _ 면역독성시험

면역독성시험은 시험물질이 의도하지 않게 면역증강 또는 면역억제를 유발하는가를 평가하는 방법으로서 반복투여독성시험 결과 면역계에 이상을 유발한 것으로 의심되는 경우에 면역독성시험을 수행하게 된다. 면역독성시험을 통하여 시험물질이 대식세포 및 자연살해세포(Natural killer cell, NK cell)의 활성에 미치는 영향, 세포매개성면역 및 체액성면역에 미치는 영향을 평가하게 된다.

06 _ 발암성시험

발암성시험은 시험물질의 투여에 의한 동물에서의 종양 유발을 탐색함으로써 사람에서의 발암성 위험을 예측하기 위한 방법이다. 발암성이 염려되는 경우는 반복투여독성시험에서 전암병변 변화 등의 발암성 소견이 나타나는 경우, 유전독성시험에서 DNA 손상, 유전자 돌연변이, 염색체 이상 등이 관찰되는 경우, GMO의 섭취와 같이 장기간 사람에게 노출되는 경우 등이 포함된다. 시험물질을 랫드에 24개월 이상 또는 마우스에 18개월 이상 투여하면서 종양발생을 관찰하고 병리학적 검사를 수행하게 된다.

일반 대중이 매일 다양한 종류의 GMO event를 섭취하는데 인체에 전반적으로 안전할까? 이러한 우려에 대해서는 단회투여독성시험이 아닌 반복투여독성시험을 통하여 일반독성에 대한 검증이 이루어져야 하며 GM농수산물 자체 또는 도입유전자로부터 발현되는 단백질에 대한 최대무독성량이 반복투여독성시험을 통하여 결정되어야 한다.

또한 GMO가 암을 유발하지 않을까? 단기검색법으로서 유전독성시험을 통하여 GMO의 발암가능성을 예측하고 필요하다면 발암성시험을 통하여 적극적으로 발암가능성을 평가해야 한다. GMO가 현 세대에는 안전하지만 다음 세대에 위해한 영향을 미치지 않을까? 생식·발생독성시험을 통하여 GMO가 후세대에 미치는 독성학적 영향을 평가해야 한다.

위해평가와 마찬가지로, 독성평가도 식품의약품안전처 GMO 안전성심사항목에 포함되어 있지 않다. 발현단백질에 대한 단회투여독성시험만이 포함되어 있는데 일반 대중이 매일 섭취하는 GMO 특성상 단회투여독성시험은 안전성 검증에 별로 기여하지 못한다. GMO 안전성을 적극적으로 확보할 수 있는 반복투여독성시험 및 유전독성시험이 의무화되어야 하며 필요한 경우에는 생식·발생독성시험, 면역독성시험, 발암성시험에 대한 검토도 필요하겠다.

최근 GM감자 안전성 논란과 안전성심사체계 개선방향

작년 GM감자의 개발에 참여한 연구자가 GM감자의 안전성에 대한 부정적인 의견을 표명하면서 안전성에 대한 논란이 있었다. 해당 GM감자는 이미 미국 등 여러 국가에서 시판승인을 받은 바 있으며 우리나라 식약처에서도 안전성에 문제가 없음을 밝힌 상태에서 논란이 발생하였다. 아이러니하게도, GM감자에 대한 안전성 논란에는 독성시험결과나 위해평가결과 등의 과학적 근거는 전혀 없었다는 점이다. 이슈를 제기한 연구자도 독성학적 근거자료를 제시한 것이 아니라 우려되는 의견을 표명했을 뿐이고 우리나라 식약처에서도 독성시험결과나 위해평가결과를 근거로 안전성 심사를 하지 않았기 때문에 과학적인 근거를 기반으로 한 해명을 할 수 없는 실정이다.

이러한 상황이 발생하는 근본적인 원인은 우리나라 식약처의 GMO 안전성심사에 독성평가가 부실하고 위해평가가 결여되어 있기 때문이라 생각된다. 시급히 OECD 및 ICH 프로토콜에 따른 반복투여독성시험 및 유전독성시험 등 각종 독성시험을 의무화하고, 이러한 독성평가결과를 기반으로 한 4단계 위해평가를 통하여 GM농수산물 자체 또는 발현단백질에 대한 안전섭취기준을 설정하고 평균 섭취량을 예측하여 최종적인 위해도 결정을 적극적으로 도입해야 할 것이다.

...................(계속)

☞ 자세한 내용은 내용바로가기 또는 첨부파일을 이용하시기 바랍니다.