미세먼지와 가족력, 최악의 궁합일까?

미세먼지 많은 날, 가족력까지 있다면 정말 더 위험해질까?

출퇴근길에 뿌연 하늘을 보면 "오늘 공기 참 안 좋네" 하고 지나치기 쉽습니다.
그런데 집안에 당뇨나 고혈압, 혹은 치매 같은 질환을 앓았던 가족이 있다면 이야기가 조금 달라집니다.
"매일 마시는 이 공기가, 내가 타고난 체질과 겹쳐서 병을 더 키우는 건 아닐까?"
하는 걱정이 드는 것도 당연합니다.

최근 영국 바이오뱅크(UK Biobank)에 등록된 31만 3,534명을 대상으로, 평균적으로 노출되는 대기오염 농도와 유전적 위험이 함께 작용할 때 심혈관질환, 호흡기질환, 신경퇴행성질환, 고혈압, 당뇨병이라는 5대 주요 만성질환 위험이 어떻게 달라지는지를 추적한 대규모 연구가 국제학술지 Human genetics에 발표되었습니다.
이 글에서는 왜 공기 오염이 몸에 영향을 주는지부터, 유전적으로 취약한 사람이 오염된 공기에 노출됐을 때 구체적으로 위험이 얼마나 더 커지는지, 그리고 나와 가족에게는 어떤 대비가 필요한지까지 차근차근 짚어드리겠습니다.

미세먼지가 우리 몸에 들어오면 생기는 일

공기 중에는 눈에 보이지 않는 아주 작은 입자들이 떠다닙니다.
이 연구에서 다룬 PM2.5(지름 2.5마이크로미터 이하의 초미세먼지), PM10(미세먼지), NO2·NOx(질소산화물, 주로 자동차 배기가스에서 나오는 물질)가 대표적입니다.
PM2.5는 머리카락 지름의 약 30분의 1 정도로 매우 작아서, 코와 기관지에서 걸러지지 못하고 폐 깊숙한 곳까지, 심지어 혈관 속까지 들어갈 수 있는 것으로 알려져 있습니다.

이렇게 몸속에 들어온 작은 입자들은 우리 몸의 면역 시스템을 자극해 염증 반응을 일으키는 것으로 알려져 있습니다.
염증 반응이란, 몸이 외부의 이상한 물질이 들어왔다는 것을 감지하고 이를 방어하기 위해 일으키는 자연스러운 보호 반응입니다.
다만 이런 반응이 짧게 끝나지 않고 오랜 시간 반복되면, 혈관 벽이 서서히 손상되고 혈압 조절이나 혈당 조절 기능에도 부담이 쌓이면서 고혈압이나 당뇨병, 심혈관질환 같은 만성질환으로 이어질 수 있다는 것이 이 분야 연구들이 공통적으로 지목하는 경로입니다.
이번 연구팀은 이런 배경 위에서, 거주지 주변의 도로나 교통량, 공장 분포 등을 바탕으로 그 지역의 평균 대기오염 농도를 추정하는 "토지이용회귀모형(Land Use Regression)"이라는 방법을 사용해 참가자 개개인이 실제로 어느 정도의 오염에 노출되어 왔는지를 계산했습니다.
쉽게 말해, 내가 사는 동네의 특징만 봐도 "여기 공기는 평균적으로 이 정도로 나쁘겠다"를 추정해내는 방식입니다.

숫자로 보면: 공기 오염과 유전 위험, 각각 얼마나 위험을 높일까

연구팀은 참가자들을 오랜 기간 추적하면서 "언제, 누가" 만성질환 진단을 받았는지를 비교하는 콕스(Cox) 비례위험모형이라는 통계 방법을 사용했습니다.
그 결과 PM2.5, PM10, NO2, NOx 네 가지 오염물질에 대한 평균 노출 농도가 높을수록 만성질환 발생 위험이 뚜렷하게 높아지는 것으로 나타났습니다.
그중에서도 PM2.5의 영향이 가장 강하게 나타났는데, PM2.5 농도가 5µg/m³(세제곱미터당 마이크로그램) 늘어날 때마다 만성질환 발생 위험이 1.22배 높아지는 것으로 확인되었습니다(95% 신뢰구간 1.19~1.26).
여기서 "위험비(Hazard Ratio)"란 한쪽 조건에 해당하는 사람이 다른 쪽보다 질병에 걸릴 가능성이 얼마나 더 높은지를 비율로 나타낸 값입니다.
1.22배라는 것은 똑같은 조건이라면 위험이 22% 더 높아진다는 뜻으로 이해하시면 됩니다.
그리고 "95% 신뢰구간"은 이 1.22라는 추정값이 통계적으로 믿을 만한 범위(여기서는 1.19~1.26) 안에 있다는 것을 보여주는 지표로, 이 범위가 1(위험이 전혀 없다는 기준선)을 넘지 않고 뚜렷하게 1보다 크면 그 영향이 우연이 아니라는 뜻으로 해석할 수 있습니다.

한편 공기 오염과는 별개로, 유전적인 소인 자체도 독립적인 위험요인으로 작용했습니다.
연구팀은 각 질환에 대해 "다유전자 위험점수(Polygenic Risk Score, PRS)"라는 지표를 만들었는데, 이는 어느 한 유전자만 보는 것이 아니라 그 질환과 관련된 여러 유전자의 영향을 종합해서 "유전적으로 얼마나 취약한 체질인지"를 하나의 점수로 환산한 것입니다.
당뇨병의 경우 이 유전 위험 점수가 1 표준편차(점수가 흩어져 있는 정도를 나타내는 통계적 단위로, 평균보다 한 단계 더 높은 수준이라고 이해하시면 됩니다)만큼 높아질 때마다 당뇨병 발생 위험이 1.77배까지 높아지는 것으로 나타났습니다.
즉 타고난 체질적 소인만으로도 공기 오염보다 더 크게 위험을 끌어올릴 수 있다는 뜻입니다.

최악의 조합: 오염도 심하고 유전 위험도 높을 때 벌어지는 일

여기서 이 연구가 특히 주목한 부분은, 공기 오염과 유전적 위험이 "단순히 각각 더해지는" 것을 넘어서 서로 맞물려 위험을 더 키우는지였습니다.
이를 확인하기 위해 연구팀은 RERI(상호작용으로 인한 초과 위험 비율)와 AP(귀속 비율)라는 지표를 사용했습니다.
RERI는 두 위험요인이 각각 따로 작용했을 때 예상되는 위험을 단순히 합친 값보다, 실제로 두 요인이 동시에 작용했을 때의 위험이 얼마나 더 "초과로" 커지는지를 보여주는 수치입니다.
RERI가 0보다 크면, 두 위험요인이 만났을 때 단순한 더하기 이상의 위험이 생긴다는 의미로 해석됩니다.

분석 결과, 높은 유전 위험과 높은 PM2.5 노출이 함께 있을 때 신경퇴행성질환에서는 RERI 0.14, 당뇨병에서는 RERI 0.21이라는 뚜렷한 상호작용이 관찰되었습니다.
두 질환 모두 RERI가 0보다 분명히 크게 나타났다는 것은, 유전적으로 취약한 사람이 동시에 오염이 심한 환경에 오래 노출될 경우, 각각의 위험을 단순히 더한 것보다 실제 발병 위험이 더 크게 올라간다는 뜻입니다.
실제로 유전 위험과 오염 노출이 둘 다 높은 그룹이 전체 참가자 중에서 질병 부담이 가장 큰 그룹으로 확인되었습니다.
이는 "타고난 체질은 바꿀 수 없으니 포기해야 한다"는 뜻이 아니라, 오히려 유전적으로 취약한 사람일수록 환경 관리(공기 질 관리, 정기검진 등)의 효과가 더 크게 나타날 수 있다는 의미로도 읽을 수 있습니다.

다른 연구에서도 확인된 연결고리: 고혈압과 치매, 저항성 고혈압의 특징

이런 공기 오염·유전·만성질환의 연결은 이번 연구 하나에서만 나타난 이야기가 아닙니다.
고혈압과 신경퇴행성질환(치매)의 관계를 다룬 한 체계적 문헌고찰(여러 개별 연구들을 모아 공통된 흐름을 찾아내는 연구 방법)에서는, 부검을 통해 뇌를 직접 살펴본 15건의 연구(총 5,879명)를 종합한 결과 고혈압이 있던 사람들에게서 알츠하이머병의 특징적인 뇌 변화(플라크와 타우 단백질 축적)가 더 많이 관찰되는 경향이 확인되었습니다.
다만 연구마다 대상자나 추적 기간, 고혈압을 정의하는 기준이 달라 결과가 완전히 일치하지는 않았으며, 일부 연구에서는 고혈압 약을 꾸준히 복용한 경우 이런 뇌 변화가 줄어드는 경향도 함께 보고되었습니다.

또한 혈압약을 세 가지 이상 써도 조절이 잘 되지 않는 "저항성 고혈압" 환자들을 다룬 연구에서는, 이런 환자들이 비만, 당뇨병, 신장 기능 저하 등 여러 만성질환을 동시에 가지고 있는 경우가 많다는 점이 확인되었습니다.
즉 고혈압 하나만 따로 떼어 보기보다, 여러 만성질환이 서로 얽혀서 함께 나타나는 경향이 있다는 것인데, 이는 이번 UK Biobank 연구에서 공기 오염과 유전적 위험이 여러 만성질환에 동시에 영향을 미친다고 밝힌 결과와도 맥이 닿아 있습니다.

그래서 우리는 무엇을 할 수 있을까

처음 질문으로 돌아가 보겠습니다.
"미세먼지 많은 날, 가족력까지 있다면 정말 더 위험해질까?"
이번 연구가 보여준 답은 "그렇다"에 가깝습니다.
공기 오염은 그 자체로 만성질환 위험을 뚜렷하게 높이는 독립적인 요인이었고, 유전적 소인 역시 독립적으로 위험을 높였으며, 특히 신경퇴행성질환과 당뇨병에서는 두 요인이 만났을 때 단순한 더하기 이상의 위험이 나타났습니다.

그렇다고 해서 미리 걱정만 할 필요는 없습니다.
실생활에서는 다음과 같은 것들을 고려해볼 수 있습니다.

• 가족력(부모님이나 형제자매의 당뇨, 고혈압, 치매 등 병력)이 있다면 공기질 지수가 나쁜 날에는 외출을 줄이거나 보건용 마스크를 착용하는 습관을 가져보시기 바랍니다.
• 실내 공기질 관리(환기, 공기청정기 사용)도 누적 노출을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 가족력이 있는 경우 정기적인 건강검진을 통해 혈압, 혈당 등을 꾸준히 확인하시기 바랍니다.
• 다만 이 연구는 특정 집단(영국 바이오뱅크 참가자)을 대상으로 한 관찰 연구이므로, 개인의 실제 질병 위험이나 유전자 검사의 필요성, 치료 방향에 대한 판단은 반드시 전문의와 상의하시기 바랍니다.

타고난 유전적 체질은 스스로 선택할 수 없는 부분이지만, 어떤 공기를 더 피하고 어떤 습관을 들일지는 우리가 조금씩 조절해볼 수 있는 부분입니다.
오늘 하루, 내가 사는 곳의 공기질 지수를 한 번 확인해보시는 것도 작은 시작이 될 수 있습니다.

※ 본 글은 PubMed(PMID: 42831997) 논문을 근거로 작성되었으며, 의학적 진단을 대체하지 않습니다.