- 인체 바이오모니터링 자료 활용, PopPK 기반 정량평가 플랫폼 개발

…독성학 분야 상위 4.2% 국제학술지 Archives of Toxicology 게재

▲(사진) 국립순천대학교 약학과 정승현 교수

국립순천대학교(총장 이병운) 약학대학 약학과 정승현 교수 연구팀이 인체 바이오모니터링(Human Biomonitoring) 자료를 활용하여 환경유해물질의 실제 외부 노출량과 위해도를 정량적으로 추정할 수 있는 새로운 독성평가 플랫폼을 개발하였다.

이번 연구결과는 독성학 분야의 세계적 권위 학술지인 Archives of Toxicology (Impact Factor 10.9)에 게재되었다. Archives of Toxicology는 Toxicology 분야 세계 106개 학술지 가운데 5위(상위 4.2%)에 해당하는 국제 저명 학술지이다.

환경유해물질에 대한 인체 바이오모니터링은 소변이나 혈액 속 대사체를 측정하여 실제 인체 노출 수준을 평가하는 중요한 방법으로 활용되고 있다. 그러나 지금까지는 측정된 바이오마커 농도로부터 실제 사람이 얼마나 많은 환경유해물질에 노출되었는지, 그리고 그 노출 수준이 건강 위해성과 어떤 관계를 갖는지를 정량적으로 해석하는 데에는 많은 한계가 있었다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 Population Pharmacokinetic(PopPK) 모델과 Reverse Dosimetry(역용량추정) 기법을 결합한 새로운 정량평가 플랫폼을 개발하였다. 개발된 모델은 인체에서 측정되는 소변 바이오마커(NMMA 및 M-12)의 배설 양상을 정량적으로 분석하여 실제 외부 노출량을 역산하고, 이를 독성학적 기준값과 연계하여 위해도를 평가할 수 있도록 설계되었다.

특히 연구팀은 실제 독일 국가 바이오모니터링 자료를 적용하여 성인과 소아·청소년 집단의 노출 수준을 정량적으로 재구성하였으며, 개인 간 약동학적 차이를 고려한 Population 기반 모델을 이용함으로써 기존의 단순 농도 비교 방식보다 한 단계 발전된 정량적 노출평가 방법을 제시하였다. 또한 모델 검증 과정에서는 Bootstrap, Visual Predictive Check(VPC), Goodness-of-fit, NPDE 분석 등을 통해 높은 예측 신뢰성을 확보하였다.

모델을 활용한 위해성 평가 결과에서는 일반 환경에서 관찰되는 바이오모니터링 자료를 기반으로 추정한 노출 수준이 대부분 충분한 안전 여유(Margin of Exposure)를 확보하는 것으로 나타났으며, 본 연구는 인체 바이오모니터링 자료를 정량적 위해성 평가로 연결할 수 있는 새로운 분석 체계를 제시하였다는 점에서 의미를 가진다.

정승현 교수는 "이번 연구는 인체 바이오모니터링 자료를 단순한 노출지표가 아니라 실제 외부 노출량과 위해도를 정량적으로 해석할 수 있는 과학적 플랫폼으로 확장하였다는 점에서 의미가 있다. 앞으로 다양한 환경유해물질에 대한 노출평가와 위해성 평가, 규제과학 연구 등에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대한다."고 밝혔다.

이번 연구는 국립순천대학교 약학과 정승현 교수 연구팀의 주도로 수행되었으며, 공동연구진과 함께 인체 바이오모니터링 자료와 Population Pharmacokinetic 모델링을 융합하여 환경유해물질의 정량적 노출평가 기술 개발에 기여하였다.

▲(그림 1) Online published, Archives of Toxicology (2026), https://doi.org/10.1007/s00204-026-04452-6