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대기오염이 치매 위험 증가와 직접적으로 연관됨

 (nature.com)
1P by GN⁺ 2일전 | ★ favorite | 댓글 1개
  • 대기오염 노출이 Lewy body 치매 등 특정 치매 위험의 증가와 직접적으로 연결됨
  • PM2.5라는 미세먼지에 장기간 노출 시, 유전적으로 치매 소인이 있는 사람에서 발병이 가속화됨
  • 미국 내 5,650만 명 자료 분석 결과, PM2.5 노출이 세 가지 주요 신경퇴행성 질환의 입원 위험을 현저히 높임
  • 쥐 실험에서 PM2.5 노출로 뇌 αSyn 단백질 집적 및 기억력 장애가 유발됨
  • 유전자 발현 분석에서 PM2.5 노출로 인한 뇌 유전자 변화가 치매환자와 유사한 양상을 보임

연구 개요 및 주요 결과

  • 5,650만 명 규모의 대규모 인구 데이터를 분석한 결과 대기오염(특히 PM2.5) 에 노출되면 Lewy body 치매 등 특정 형태의 치매 발생 위험이 증가함
  • 해당 연구는 9월 4일 Science지에 게재됨
  • PM2.5란 크기가 2.5마이크로미터 이하인 공기 중 입자로, 자동차 배기가스, 산불, 공장 매연 등에서 발생함

PM2.5 노출과 치매 연관성

  • Lewy body 치매는 Parkinson’s disease with dementia 및 dementia with Lewy bodies 두 가지를 포함하는 용어임
  • 두 유형 모두 뇌 신경세포 내 α-synuclein(αSyn) 단백질이 뭉쳐 Lewy body가 형성되고, 이로 인해 신경세포가 기능을 상실하고 사멸함
  • 기존 연구에서 자동차 배기가스, 산불, 공장 매연 등 장기 대기오염 노출이 파킨슨 치매 위험 증가와 연관이 있음이 확인됨

인구 데이터 및 위험 분석

  • 연구진은 2000~2014년 미국 내 Lewy body 치매 및 파킨슨병 환자 5,650만 명의 입원 기록을 분석하여 PM2.5 노출이 위험에 미치는 영향을 평가함
  • 장기적으로 PM2.5에 노출된 경우, 세 가지 신경퇴행성 질환의 입원 위험이 증가하며, Lewy body 치매의 경우 12%의 위험 증가가 확인됨
  • PM2.5 노출이 높은 지역의 거주자가 그렇지 않은 지역에 비해 Lewy body 치매 발병률이 더 높음

쥐 실험 결과

  • 쥐에게 10개월간 코를 통해 PM2.5를 노출시킨 결과, 미로 탐색 및 신물체 인식 등 기억력 관련 행동에 어려움이 나타남
  • 10개월 후 뇌에서 αSyn 단백질의 비정상적 축적이 증가함
  • PM2.5 노출은 쥐의 뇌 측두엽의 위축과 기억력 장애로 이어졌으며, αSyn 단백질이 제거된 유전자 변형 쥐에서는 이러한 변화가 관찰되지 않음
  • αSyn 단백질 뭉침이 노출 쥐의 장과 폐에서도 찾아졌으며, 이는 정상 및 변형 쥐에선 보이지 않았음
  • αSyn 단백질은 씨앗(Seed)처럼 몸의 일부 기관에서 뇌로 전파되고, 최종적으로 치매를 유발할 수 있음
  • PM2.5는 폐에 축적되고 염증을 일으키며, 혈류를 통해 혈뇌장벽을 통과할 수 있음

유전적 소인과 PM2.5 영향

  • 연구진은 쥐에게 PM2.5 노출 후 유전자 발현 변화를 분석, 이를 Lewy body 치매 환자와 비교함
  • 분석 결과, 뇌의 전측 대상피질(anterior cingulate cortex) 에서 유전적 변화가 인지 장애와 밀접한 관련이 있음을 확인함
  • PM2.5에 노출된 쥐와 치매 환자의 유전자 발현 변화는 높은 상관성을 보였고, 파킨슨병(치매 없음) 환자에서는 이러한 경향이 나타나지 않음
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GN⁺ 2일전  [-]
Hacker News 의견

  • 이 글은 상관관계와 인과관계를 혼동하는 흔한 오류를 반복함. 주요 결과는 (1) PM2.5 노출이 인간의 치매와 상관관계가 있다는 점과 (2) 쥐를 대상으로 한 실험 결과임. 하지만 이를 통해 인간에게서 인과관계를 증명한 것은 아님. 논문은 신중하게 '연관성(associated)'이라는 표현을 사용하지만, 보도자료는 엄밀한 태도를 버리고 인간에게 인과관계가 있다는 주장으로 바로 넘어감. 예를 들어 장기 노출은 치매 발병을 가속화한다는 식임. 실제로 이 내용이 맞을 수도 있다고 생각하지만, 논문이 그걸 보여주진 않았음

    • 맞음, 확실히 치매에 취약한 사람이 오염이 심한 곳으로 일부러 이사갈 가능성도 똑같이 크다고 할 수 있겠음

    • Parkinson's Plan에서는 이 질환과 관련된 위험 요인에 대해 심도 있게 다루고 있음. 특히 대기 오염과의 연관성도 언급하고 있으며, 어떤 경우에는 방아쇠 역할을 할 수 있다고 함(그 이유는 아직 알려져 있지 않음, 의역). '가끔 원인'이 되는 것도 인과관계로 볼 수 있는지 의문임

    • 기사에 나온 지도는 자세히 봐도 그다지 뚜렷하지 않음. 연구는 안 읽어봤지만 상관관계가 그렇게 강하게 보이지는 않음

    • 왜 항상 연관성 관련 기사가 언급될 때마다 이 얘기가 나오는지 모르겠음. 통계학 1학년만 들어도 상관관계와 인과관계 구분은 다 알게 됨. 우리가 인구 단위 상관관계 연구를 하는 이유는 이중맹검 연구가 비윤리적이거나 현실적으로 어렵기 때문임. 어떤 집단에만 의도적으로 나쁜 공기를 마시게 하는 건 현재로선 윤리상 불가능임. 실제로 논의해야 할 것은 데이터임. 연구에서 용량 의존적 결과가 발견됐는데, 이는 강한 연관성을 시사함. 작동 메커니즘도 명확히 있음(공기→폐→혈류→뇌). 이런 결과는 논란의 소지가 있는 게 아니라, 우리가 이미 알던 대기 오염의 해로움에 대한 추가적 증거임

    • 기사 제목과 부제에서 인과관계 표현을 사용한 것은 아쉬움. 다행히 본문에서는 상관관계와 인과관계 구분을 잘 유지하고 있음

  • 전 세계에 PM2.5 측정치를 공개하는 공기질 센서가 약 5만 개 있음. 그래도 좋은 공기질 예측 모델은 없음. 내가 사는 더블린과 스톡홀름에는 센서가 각각 30~50개쯤 있음. 내가 곧 출간하는 O'Reilly 책의 첫 번째 실습은 간단한 머신러닝을 활용해 공기질 예측(pm25)을 만들어보는 것임(날씨와 이전 공기질 기록 사용). 코드는 여기에서 확인 가능함

  • Miami Dade의 치매 발생률은 미국에서 최고 수준이고 Utah는 매우 낮은 편임. 그런데 Utah가 대기질이 더 나쁜데도 치매가 덜함. 이유가 궁금함

    • 연령을 조정해봐야 함. 대기 오염이 치매의 주요 원인인 게 맞아도 해당 질환이 발병하는 데 수십 년이 걸림. Utah는 미국 50개 주 중 출산율이 가장 높아 인구가 가장 젊음(평균 나이 31.5세). Florida는 최고령 주는 아니지만 거의 상위권임(평균 나이 42.7세)

    • 이사 효과도 고려해야 함. 많은 사람들이 은퇴 후 Florida로 이주하고, 그 전까지는 다른 지역에서 대부분의 오염 노출 시간을 보냈음

    • 치매는 알려진 바로는 단일 요인으로 유발되는 게 아님. 이런 연구들에서 대기질이 대체로 치매와 상관관계가 있다고는 하지만, 대기질 자체가 직간접적으로 원인인지 혹은 다른 요인과 연관이 깊은 건지 아직 모름. Utah의 경우 음주 및 약물 사용이 적고, 신체 활동 및 야외 활동이 많음 등 여러 요인이 있음. 또 Utah의 평균 대기질은 언론에서 알려진 것에 비해 실제로는 나쁘지 않음. 산악 지형 때문에 겨울엔 오염이 갇히지만, 실제로 Salt Lake City의 PM2.5 평균 농도는 인구 50만 이상 도시 중 11위로 낮은 편임

    • 은퇴 후 어디서 사는지가 평생 오염 노출 장소를 반영하지 않을 수도 있고, Florida는 은퇴자, 특히 호흡기 질환(치매처럼 대기질이 영향을 주는)을 가진 사람들이 많이 모이는 곳임

    • CDC 알츠하이머 사망률 데이터도 보면 Florida의 치매 사망률이 높음

  • 그렇다면 베이징, 뭄바이, 울란바토르에 사는 사람들도 미래가 암울한 걸까? PM2.5 농도가 200이 넘는 도시도 수십 년째 존재하는데, 그런 극단적인 사망률 증가 소식은 못 들어봄

  • 도시의 대기 오염은 어쩔 수 없는 부분이 있지만, 집안에서의 오염도 주의해서 살필 필요가 있음. 스테이크 팬에 굽는 것만으로도 측정치가 급격히 올라가는 걸 보고 충격을 받았음

    • 공기청정기는 비교적 저렴하고 요리로 인한 집안 오염을 많이 줄여줌. 내가 사용하던 다소 신뢰성이 떨어지는 센서 기준으로도 효과를 체감했음. NYTimes Wirecutter 공기청정기 리뷰

    • 주거 환경에서 요리로 발생한 실내 오염이 치매와 연관된다는 연구가 있는지 궁금함

    • 이런 연구들은 사실 정책결정자를 대상으로 하는 경우가 많음. 정책을 통해 실제로 변화를 일으킬 수 있는 주체들이 있음

    • 만약 요리로 인한 실내 오염이 문제라면, 요리사들에게서 치매가 더 많이 발견되어야 하지 않을까? 실제로 그런가 궁금함

  • 흡입 마약이나 흡연 등으로 이미 위험군인 사람들에게 대기 오염이 미칠 영향도 궁금함. 결과가 훨씬 더 심각해질 것으로 예상함. 참고 링크 slashdot 기사. 폐 흉터, 폐기종, 기관지 질환 등은 장기적으로 폐가 먼지를 더 오래 가두게 하고, 그 결과 건강 위험이 커질 수 있음

    • 모든 흡입 약물이 동일하진 않음. 흡연이나 파이프, 저품질 대마초 흡연(특히 필터 없이)은 PM2.5나 연소 가스를 발생시켜 위험할 수 있음. 반면 드라이 허브 베이퍼라이저를 이용한 흡입은 PM2.5와 연소 가스를 거의 발생시키지 않으므로, 위험이 적음. 대마초의 휘발성 성분은 오히려 항염증 효과가 있을 수 있음

    • 이게 논리적으로 납득되진 않음. 지금은 마약 사용자와 흡연자가 '위험군'이란 건데, 정작 문제는 약물이나 연기, 그을음, 재를 직접 들이마시는 행위인데 공기 오염만 걱정해야 한다는 논지처럼 들림. 그래도 유럽권 전체의 대기 오염 수치는 그 외 국가들 대비 훨씬 낮다는 사실을 알리면 도움이 될 수도 있겠음. 비주얼 자료

  • 산불 진화하는 소방관들도 치매 위험이 더 높은지 궁금함

  • 이 분야 전문가가 있다면 공기 중 농약이 대기 입자 연구에서 어떻게 다뤄지는지 궁금함. 개인적으로 PM연구는 주로 연소물질에 집중하는 걸로 알고 있음. 그런데 농약도 PM 측정값에 포함되는지, 또는 별도 연구가 있는지 궁금함. 예전에 농약이 치매나 파킨슨과 연관 있다는 기사를 본 기억이 있음

  • 공기질이 지난 80년간 크게 개선된 런던같은 도시에서 치매 발생률이 실제로 줄었는지 궁금함

  • 연구에서 PM2.5 농도를 어느 수준으로 잡고 평가했는지 궁금함. 전체 논문을 볼 수가 없음

    • 미국 PM2.5 분포를 보여주는 히트맵에서 오염 농도를 15까지로만 표시한 건 뭔가 조작된 느낌임. 실제로는 비유럽권 국가가 이보다 훨씬 높은 농도를 보임. 관련 시각화
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