미세먼지 심하면 미숙아 분만 가능성 높아진다

미세먼지 심하면 미숙아 분만 가능성 높아진다

고려대 안암병원 연구팀, 미숙아 출생 데이터 분석 연구결과 발표

건강에 각종 악영향을 일으키는 ‘미세먼지’가 단기간 노출만으로도 ‘미숙아 출산’의 원인이 된다는 사실을 국내 연구진이 처음으로 밝혀냈다.

사진: KBS

허주선 고려대 안암병원 소아청소년과 교수팀은 조한나 소아청소년과 교수, 이광식 AI센터 교수팀과 공동으로 출산 달과 가까운 기간에 산모가 고농도 미세먼지에 노출될 때 미숙아 출산 위험이 증가한다는 사실을 알아냈다고 2일 밝혔다.

연구진은 인공지능(AI) 기술을 적용해 데이터 분석을 진행했다. 이번 연구에 이용된 AI는 ‘랜덤포레스트’ 기반 모델이다. 광범위한 데이터를 분석·학습하는데 최적화된 머신러닝 기법이다. 1000개 가량의 ‘의사결정나무(Decision Tree)’를 만든 다음, AI가 다수결의 원칙을 통해 가장 정확한 답을 찾아내는 것이다. 마치 여러 질문을 하면서 대상(정답)을 찾아 나가는 ‘스무고개’ 놀이와 비슷한 원리다. 연구팀에 따르면 이 AI의 분석 능력은 의사 1000명의 분석 능력을 대신할 수 있다.

연구팀은 이 AI 모델에 2013년 1월부터 2017년 12월 사이에 태어난 1.5㎏ 미만의 극소저체중 미숙아 1만423명의 데이터를 학습시켰다. 주요 학습 데이터는 △산모 연령 및 질병 여부 △재태연령(주 단위의 태아 나이) △출생체중 △출생년도 등 일반적인 미숙아 출생 요인들이다. 데이터는 ‘한국신생아네트워크(KNN)’에서 얻었다. KNN은 질병관리청과 대한신생아학회에서 수집·관리 중인 데이터베이스로, 국내 미숙아 출산 기록 등이 저장된다.

연구팀은 또 출산 달과 근접한 기간의 미세먼지 농도 데이터도 AI에 추가로 학습시켰다. 그다음 기존 미숙아 출생 위험요인과 비교해 얼마나 큰 ‘변수중요도’를 갖는지 분석했다. 변수중요도는 AI가 학습한 데이터 중 어떤 것이 결괏값에 큰 영향력을 보이는지를 수치화한 것이다. 즉 변수중요도가 높은 데이터는 미숙아 출생에 심각한 악영향을 미치는 요인인 셈이다.

▲ 미세먼지로 가득한 도심

분석 결과 ‘출산 달과 근접한 기간의 미세먼지의 농도’가 높을수록 미숙아 출생의 가장 위험한 요인으로 확인됐다. 이는 ‘산모 연령’에 이어 두 번째로 높았다. 지금까지 미숙아 발생의 주요 요인으로 꼽히는 ‘융모양막염’과 ‘임신성 고혈압’과 비교해도 2배 이상 수치가 높았다.이는 질병 등 다른 요인보다 미세먼지가 도리어 미숙아 발생의 더 큰 위험 요인이라는 의미다.

특히 주의할 점은 산모가 미세먼지에 매우 단기간만 노출돼도 조산 위험도를 매우 크게 높인다는 사실이다. 산모가 장기간 미세먼지에 노출된 것이 아니라도, 출산에 근접한 달에 미세먼지에 노출되면 질병보다도 심각한 미숙아 분만 위험을 유발할 수 있다. 연구진이 분석한 ‘고농도의 미세먼지’의 평균값(46.41㎍/㎥)은 세계보건기구 권고 농도(20㎍/㎥)의 2배를 상회한다. 3월과 5월 등 특히 미세먼지 농도가 높은 달은 3배(60㎍/㎥)에 달하는 때도 있었다. 산모가 이 미세먼지 농도 이상의 환경에 한 달 정도 단기간에만 노출돼도 미숙아 분만 위험이 높아질 수 있는 것이다.

연구진은 미세먼지가 미숙아 출산 위험을 높이는 이유는 ‘산화 스트레스’를 유발하기 때문이라고 보고 있다. 산화 스트레스는 체내 산화 물질이 과도하게 증가하면서, 이에 대응하는 항산화 물질 사이의 균형이 파괴되는 현상이다. 이 경우, 체내 세포는 증가한 활성산소에 의해 손상된다. 산모의 경우 산화 스트레스가 발생하면 태반과 태반 내 혈관내피세포의 기능 장애가 발생할 수 있다. 이는 곧 미숙아 분만 및 태아의 자궁 내 성장지연 등으로 이어지게 된다.

허 교수는 “특히 질병 유발이 쉬운 유전적 특성을 가진 산모의 경우, 미세먼지에 의한 미숙아 분만 위험이 더욱 크다”며 “최근에는 태반으로 전달된 대기오염물질이 자궁 내 성장 부진과 같은 부정적 영향을 초래한다는 연구결과도 있다”고 말했다.

한편 이번 AI의 분석 정확도는 약 77%다. 일반적인 랜덤포레스트 기반 AI의 경우, 분석 정확도가 평균 80%이면 ‘최고 우수’로 평가받는다. 이번 연구 성과는 ‘매우 우수’한 정확성을 보인 셈이다. 허 교수는 “최고 수준의 정확도를 가진 예측 결과를 보인 이번 연구에는 미숙아 출산 예측 연구 중 가장 많은 양의 데이터와 변수가 이용된 연구 중 하나”라며 “향후 미숙아 및 산모 건강 데이터 분석 연구 등에 AI를 사용하는 것은 탁월한 선택임을 입증한 것”이라고 전했다. 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 10월 1일자로 게재됐다.[디지틀 조선일보 ▶관련기사 바로가기]

▲ 미세먼지로 가득찬 도심 사진:SBS

이런 비슷한 연구결과들은 이미 2019년 경희대병원 등 공동연구팀, 174만2천여건 출산 분석에서 이미 알려졌으며 미세먼지 농도 70 이상인 지역 살면 이른둥이 7.4% 70 이하 지역에 사는 임신부의 4.7%에 견줘 약 1.6배 된다는 결과를 발표하기도 ▶관련기사 다시보기]

관련 내용을 다시 살펴보면 미세먼지 농도가 높은 지역에 사는 임신부는 그렇지 않은 지역에 사는 임신부보다 이른둥이(미숙아)를 낳을 가능성이 약 1.6배 높다는 연구 결과가 나왔다. 만삭은 임신 40주를 채우는 경우를 말하는데, 이른둥이는 임신 기간 37주 미만에 태어난 신생아를 뜻한다.

경희대병원·국립암센터·강동경희대병원 공동연구팀이 2010∼2013년에 태어난 174만2183건의 출생기록을 분석한 결과를 보면, 미세먼지에 대한 세계보건기구(WHO) 가이드라인 최고치인 70㎍/㎥를 기준으로 이보다 높은 지역에 사는 임신부의 경우 이른둥이 출산율이 7.4%로 나타났다. 이에 견줘 미세먼지 평균 농도가 70㎍/㎥ 이하인 지역에 사는 임신부는 이른둥이 출산율이 4.7%로 상대적으로 낮은 편이었다.

연구팀은 이른둥이 출산에 영향을 미치는 다른 요인의 영향을 배제하고 미세먼지 농도와 이른둥이 출산과의 관계만을 조사했을 때에는 미세먼지 농도가 70㎍/㎥를 넘는 지역에 사는 임신부의 이른둥이 출산 가능성은 그렇지 않은 지역의 여성보다 1.57배 높은 것으로 추산됐다. 특히 ‘임신 기간 32주 미만의 이른둥이’(초미숙아)를 낳을 가능성은 같은 조건에서 1.97배로 더 큰 차이가 났다. 지역별로는 수도권의 경우 도심보다는 서해안 지역에서, 다른 지역에서는 대도시 주변이거나 공장이 많은 지역일수록 이른둥이 출산 가능성은 높아졌다.

그렇다면 관연 2019년도와 3년이 지난 2022년 과연 무엇이 달라졌을까?

장기화된 코로나 영향으로 중국 내 공장 가동률이 현저히 줄어들면서 중국발 미세먼지의 국내 유입이 많이 줄어들었다. 그럼에도 불구하고 대기 중 미세먼지 농도가 조금 나아진 원인이 국내 정책의 노력으로만 나타난 성과라 홍보하기엔 부족함이 너무 많다.

지난해 호주와 중국의 관계가 악화되면서 호주의 석탄 수입이 중단되면서 중국은 석탄 부족 현상이 있었다. 그러면서 중국은 사상 최악의 전력난을 겪으며 공장 가동률이 악화가 되었지만 이후 관계가 개선되면서 수입 제개와 함께 전력난이 해소가 되면서 공장들이 하나, 둘 정상적으로 가동되고 있다. 여기에 석탄을 이용한 겨울 난방까지 더해진다면 올해 중국에서 몰려올 미세먼지는 지난해 보다 몇 배는 심각할 것이라 예상된다. 그렇기 때문에 우리 정부는 지금부터 충분한 대응이 필요할 것이다.

미세먼지 차단숲을 한다며 여러 지자체에서 많은 예산을 들여 진행하고 있다. 국민의 한 사람으로 바라보는 시선에선 미세먼지 차단숲이 아닌 그냥 도시 정화사업에 가깝지 않나 생각해 본다. 막대한 국민 세금을 투입해 만들어 놓은 미세먼지 차단숲. 중국에서 날아온 미세먼지로 도심을 가득 채울 때 어떠한  말들로 국민을 설득시킬지 기대해 본다.

국내 최초 '친환경 도로미세먼지 저감제' 개발, (주)에코케미칼

주식회사 에코케미칼