- 노출량부터 폐 조직 독성까지 연결하는 통합 독성예측 플랫폼 제시

▲약학과 정승현 교수

국립순천대학교(총장 이병운) 약학대학 약학과 정승현 교수 연구팀이 가습기 살균제 사건의 주요 원인 물질인 Polyhexamethylene guanidine(PHMG)의 인체 독성을 정량적으로 예측할 수 있는 통합 독성예측 모델을 개발하였다.

이번 연구 결과는 독성학 분야의 국제 권위 학술지인 Archives of Toxicology (SCIE)에 게재되었다. 해당 학술지는 독성학 (Category : Toxicology) 분야에서 상위 7.1%에 해당하는 국제 학술지로, 2025년 6월 발표 기준 분야 내 세계 저널 순위 8위(8/106, 92.9%)를 기록하고 있다.

PHMG는 살균 및 소독 목적으로 다양한 생활제품에 사용되어 왔지만, 2011년 국내 가습기 살균제 사건에서 수많은 인명 피해를 일으킨 대표적 환경 독성물질로 알려져 있다. 특히 흡입 노출 시 폐 조직에 심각한 손상을 유발하며 만성 호흡기 질환과 사망을 초래할 수 있는 것으로 보고 되어왔다. 그러나 지금까지 PHMG가 체내에서 어떻게 분포하고 어느 장기에 얼마나 축적되며, 그 결과 인체 독성이 어떻게 나타나는지를 정량적으로 예측할 수 있는 모델 시스템은 거의 없는 상황이었다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 생리학적 기반 독성동태 모델(PBTK)과 독성반응 모델(TD)을 결합한 통합 ‘PBTK-TD 모델’을 세계 최초로 구축하였다.

이 모델은 PHMG가 폐, 간, 신장 등 주요 장기에서 어떻게 분포하는지, 폐 조직에서의 독성 반응이 시간과 농도에 따라 어떻게 증가하는지를 동시에 계산하여 외부 노출 → 체내 축적 → 조직 독성의 전 과정을 정량적으로 예측할 수 있도록 설계되었다.

특히 연구팀은 동물실험 기반 체내 분포 데이터, 인간 폐 세포의 독성 반응 데이터를 통합 분석하여 인체 수준에서의 폐 독성 발생 가능성을 시뮬레이션할 수 있는 시스템을 구축했다.

모델 시뮬레이션 결과에 따르면 PHMG는 체내에서 분해와 제거 속도가 매우 느려 폐 조직에 장기간 축적되는 특성을 보였다. 특히 반복 노출 시 폐 조직 내 농도가 점진적으로 증가하며 일정 수준 이상의 농도에서는 세포 독성이 급격히 증가하는 패턴이 확인되었다.

연구팀은 이러한 모델을 활용하여 조직 독성 기준에 기반한 인체 노출 기준(reference dose), 인구집단별 잠재적 노출량 역추정(reverse dosimetry), 실제 환경 노출 상황에 대한 안전 여유도(Margin of Safety) 등을 정량적으로 평가할 수 있음을 제시하였다.

정승현 교수는 “이번 연구는 환경 독성물질의 체내 거동과 독성 반응을 하나의 시스템으로 연결해 예측할 수 있는 통합 독성평가 플랫폼을 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다.”며, “향후 PHMG뿐 아니라 다양한 환경 유해물질의 인체 위험평가와 규제 정책 수립에 과학적 근거를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다.

본 연구는 국립순천대학교 약학과 정승현 교수 연구팀의 주도아래 전남대학교 약학과 장지훈 교수 연구팀, 가습기살균보건센터 연구팀의 공동연구로 수행되었으며, 국립환경과학원의 지원을 받아 진행되었다.

▲(그림 1) 연구 요약 모식도

▲(그림 2) Online published, Archives of Toxicology (2026), https://doi.org/10.1007/s00204-026-04335-w