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발암물질
1. 개요
발암물질(發癌物質, carcinogen)은 인체의 유전적 손상을 유발하여 암의 발생 가능성을 높이는 모든 물질 또는 행위, 현상 등을 총칭하는 용어이다.
발암물질에 대해 연구하는 기관으로는 세계보건기구 산하 국제암연구소(International Agency for Research on Cancer, 이하 IARC)가 가장 유명하며, GHS(Globally Harmonized System), NTP(U.S. National Toxicology Program), ACGIH(American Conference of Governmental Industrial Hygienists), EU(European Union)등 여러 기관에서 발암물질을 발표하고 있다.
IARC의 발암물질 목록에는 물질 뿐만 아니라 행위나 현상도 포함되어 있는데, 이는 엄밀히 말해 '발암물질'의 원어명인 'carcinogen'이 '물질'만을 의미하는 것이 아니라 '발암의 원인이 되는 것', '발암원'이라는 뜻이기 때문이다.
'알루미늄 공정', '간접 흡연 행위', '튀김 과정', '야근' 등이 실제로 목록에 포함되어 있다.
발암물질에 대해 연구하는 기관으로는 세계보건기구 산하 국제암연구소(International Agency for Research on Cancer, 이하 IARC)가 가장 유명하며, GHS(Globally Harmonized System), NTP(U.S. National Toxicology Program), ACGIH(American Conference of Governmental Industrial Hygienists), EU(European Union)등 여러 기관에서 발암물질을 발표하고 있다.
IARC의 발암물질 목록에는 물질 뿐만 아니라 행위나 현상도 포함되어 있는데, 이는 엄밀히 말해 '발암물질'의 원어명인 'carcinogen'이 '물질'만을 의미하는 것이 아니라 '발암의 원인이 되는 것', '발암원'이라는 뜻이기 때문이다.
'알루미늄 공정', '간접 흡연 행위', '튀김 과정', '야근' 등이 실제로 목록에 포함되어 있다.
2. 특성
2.1. 역치
발암물질에 의하여 단일 세포에 단 하나의 변이가 생겨도 종양이 발생할 수 있기에 역치는 존재하지 않는다는 것이다.
이론적으로 암은 세포 하나에서 시작되므로 세포 하나가 변해서 암세포가 되면 이것이 계속 분열하고 성장하여 암 덩어리가 될 수 있다는 것이다.
따라서 역치가 없기 때문에 암 발생을 예방하려면 노출되는 일이 없어야 한다.
김수근 성균관대학교 의과대학 직업환경의학과 교수, '발암물질의 역치' 대한산업보건협회. 발암물질이 통상적인 독극물과 구별되는 특징은 바로 '역치(閾値)가 없다'는 것이며, 이것이 무역치 가설(non-threshold hypothesis)이라고 하여 널리 받아들여져 있다.
일반적인 독극물은 그것이 신진대사를 통해 해독 또는 희석되므로, 몸에 양적으로 충분히 많이 퍼졌을 때 비로소 독성이 발휘된다.
그 양적인 기준이 역치이며, 독성물질의 양이 역치보다 낮으면 분해되든 쌓이든 일단은 개체 전체에서 독성이 나타나지는 않는다.
이를 용량-반응 관계라고 한다.
반면에 발암물질은 미량이라도 접촉, 흡입할 경우 DNA를 손상시켜 암을 유발할 확률이 있으며, 그 양이 많으면 당연히 DNA 자가수복에 실패하여 암에 걸릴 확률이 높아지나, 반대로 적다고 해서 안전한 것이 아니다.
발암물질로 입은 세포의 피해는 영구적이며, 변이가 충분히 쌓이고 이 손상된 세포가 사멸되지 않고 면역계의 감시망을 벗어나게 되면 암으로 발전한다.
따라서 아무리 발암물질을 적게 섭취하더라도 그 물질은 확률적으로 암의 원인이 될 수 있다는 것을 고려해야 한다.
이른바 '한 방 모델(One hit model)'이라고 하는데, '단 한 개의 발암물질 분자라도 세포의 유전체에 발암성 돌연변이를 유발할 가능성을 작게나마 가지고 있다'는 것으로 무역치 가설을 단적으로 드러내는 모델이다.
이 때문에 항암물질은 발암물질의 반의어가 아니며, 항암 효과가 있는 음식 등을 섭취한다고 발암물질이 상쇄되거나 억제되는 것이 아니다.
대표적인 사례가 '탄 고기를 먹었다고 정량의 마늘을 섭취하는 등'의 미신인데, 적색육의 위험성이나 벤조피렌 함유에 대한 과장 문제는 차치하고서도, '무언가를 먹었다고 다른 무언가로 회복하는 식의 메커니즘'은 실제로는 존재하지 않는다.
다만, 여기서 역치가 없다는 말은 발암물질 가운데 그 자체로 발암성이 있어 DNA에 직접 피해를 주는 유전독성 발암물질에 대한 이야기로, 비유전독성 발암물질에 대해서는 역치가 인정된다.
비유전독성 발암물질은 일반 독성물질과 같이 역치가 있다.
이러한 화학물질에는 금속이온(Cd, Be, Pb, Ni, Cr, Co), 석면, 고체발암물질, 면역억제물질, 발암협력물질, 호르몬 등이 있다.
유전독성 발암물질과는 달리 유전자수 이상(aneuploidy)은 유발하지만 어떠한 유전적 반응이나 구조적 이상을 유발하지 않는다.
유전자수 이상은 독성물질이나 이의 대사체가 유전자가 아닌 세포내 존재하는 단백질과 반응하여 발생하며, 자손으로 전달되는 염색체의 분열이나 분포 과정이 손상되기 전에 어느 정도의 단백질에 가역적인 손상이 선행된다.
김수근 성균관대학교 의과대학 직업환경의학과 교수, '발암물질의 역치' 대한산업보건협회.상술했듯 IARC의 발암물질 목록에는 간접적으로 암의 원인이 될 수 있는 물질이나 행동, 현상 등이 폭넓게 포함되어 있다.
예를 들어 흙바람 등 규소 먼지의 경우 폐를 통해 지속적으로 흡입하면 폐포를 괴사시켜 발암의 원인이 되는 것이므로, 지속적으로 노출되는 것이 아니면 비교적 안전하며, 가역적인(회복가능) 손상만이 초래된다.
마찬가지로 발암물질 목록에 있는 '제조 공정' 이나 '미용 업무', '야근' 같은 경우도 야근을 30분 하는 것과 수 시간씩 하는 것은 완전히 다르다.
이러한 것들은 구별해야 한다.
이론적으로 암은 세포 하나에서 시작되므로 세포 하나가 변해서 암세포가 되면 이것이 계속 분열하고 성장하여 암 덩어리가 될 수 있다는 것이다.
따라서 역치가 없기 때문에 암 발생을 예방하려면 노출되는 일이 없어야 한다.
김수근 성균관대학교 의과대학 직업환경의학과 교수, '발암물질의 역치' 대한산업보건협회. 발암물질이 통상적인 독극물과 구별되는 특징은 바로 '역치(閾値)가 없다'는 것이며, 이것이 무역치 가설(non-threshold hypothesis)이라고 하여 널리 받아들여져 있다.
일반적인 독극물은 그것이 신진대사를 통해 해독 또는 희석되므로, 몸에 양적으로 충분히 많이 퍼졌을 때 비로소 독성이 발휘된다.
그 양적인 기준이 역치이며, 독성물질의 양이 역치보다 낮으면 분해되든 쌓이든 일단은 개체 전체에서 독성이 나타나지는 않는다.
이를 용량-반응 관계라고 한다.
반면에 발암물질은 미량이라도 접촉, 흡입할 경우 DNA를 손상시켜 암을 유발할 확률이 있으며, 그 양이 많으면 당연히 DNA 자가수복에 실패하여 암에 걸릴 확률이 높아지나, 반대로 적다고 해서 안전한 것이 아니다.
발암물질로 입은 세포의 피해는 영구적이며, 변이가 충분히 쌓이고 이 손상된 세포가 사멸되지 않고 면역계의 감시망을 벗어나게 되면 암으로 발전한다.
따라서 아무리 발암물질을 적게 섭취하더라도 그 물질은 확률적으로 암의 원인이 될 수 있다는 것을 고려해야 한다.
이른바 '한 방 모델(One hit model)'이라고 하는데, '단 한 개의 발암물질 분자라도 세포의 유전체에 발암성 돌연변이를 유발할 가능성을 작게나마 가지고 있다'는 것으로 무역치 가설을 단적으로 드러내는 모델이다.
이 때문에 항암물질은 발암물질의 반의어가 아니며, 항암 효과가 있는 음식 등을 섭취한다고 발암물질이 상쇄되거나 억제되는 것이 아니다.
대표적인 사례가 '탄 고기를 먹었다고 정량의 마늘을 섭취하는 등'의 미신인데, 적색육의 위험성이나 벤조피렌 함유에 대한 과장 문제는 차치하고서도, '무언가를 먹었다고 다른 무언가로 회복하는 식의 메커니즘'은 실제로는 존재하지 않는다.
다만, 여기서 역치가 없다는 말은 발암물질 가운데 그 자체로 발암성이 있어 DNA에 직접 피해를 주는 유전독성 발암물질에 대한 이야기로, 비유전독성 발암물질에 대해서는 역치가 인정된다.
비유전독성 발암물질은 일반 독성물질과 같이 역치가 있다.
이러한 화학물질에는 금속이온(Cd, Be, Pb, Ni, Cr, Co), 석면, 고체발암물질, 면역억제물질, 발암협력물질, 호르몬 등이 있다.
유전독성 발암물질과는 달리 유전자수 이상(aneuploidy)은 유발하지만 어떠한 유전적 반응이나 구조적 이상을 유발하지 않는다.
유전자수 이상은 독성물질이나 이의 대사체가 유전자가 아닌 세포내 존재하는 단백질과 반응하여 발생하며, 자손으로 전달되는 염색체의 분열이나 분포 과정이 손상되기 전에 어느 정도의 단백질에 가역적인 손상이 선행된다.
김수근 성균관대학교 의과대학 직업환경의학과 교수, '발암물질의 역치' 대한산업보건협회.상술했듯 IARC의 발암물질 목록에는 간접적으로 암의 원인이 될 수 있는 물질이나 행동, 현상 등이 폭넓게 포함되어 있다.
예를 들어 흙바람 등 규소 먼지의 경우 폐를 통해 지속적으로 흡입하면 폐포를 괴사시켜 발암의 원인이 되는 것이므로, 지속적으로 노출되는 것이 아니면 비교적 안전하며, 가역적인(회복가능) 손상만이 초래된다.
마찬가지로 발암물질 목록에 있는 '제조 공정' 이나 '미용 업무', '야근' 같은 경우도 야근을 30분 하는 것과 수 시간씩 하는 것은 완전히 다르다.
이러한 것들은 구별해야 한다.
2.2. 발암 메커니즘
암 문서의 메커니즘 문단에 나와있듯, 암세포는 해당 세포에 특정한 유전적 변이가 존재하여 정상적인 세포 주기에서 벗어나 죽지 않고 무한하게 세포분열하는 세포이다.
발암물질은 간접적 혹은 직접적으로 이런 특정한 유전적 변이를 유발하여 암을 유발하는 물질로 암을 유발하는 메커니즘에 따라 크게 2가지로 분류할 수 있는데, Genotoxic carcinogen(유전자독성 발암물질)과 Non-Genotoxic carcinogen(비유전자독성 발암물질)로 나누어 진다.
Genotoxic carcinogen(유전자독성 발암물질)은 세포의 유전체 DNA에 직접적 혹은 간접적으로 작용해서 DNA 정보를 손상시키고, 암을 유발할 수 있는 돌연변이를 초래하는 발암물질이다.
모든 Mutagen(돌연변이원)은 여러 돌연변이 중에서 '암을 유발할 수 있는 돌연변이'도 초래할 수 있기 때문에 Genotoxic하다고 할 수 있다.
Non-Genotoxic carcinogen(비유전자독성 발암물질)은 세포의 유전체 DNA에 영향을 미치진 않으나, 세포의 대사 과정에 영향을 미쳐서 세포의 분열을 촉진하는 발암 물질이다.
Mutagen이 없더라도 기본적으로 세포의 세포 분열 과정 도중에 돌연변이가 발생하는데, 세포 분열이 자주 일어날수록 이런 돌연변이가 나타날 확률이 증가하며 발생한 돌연변이 중 특정 돌연변이가 암세포를 유발할 확률 또한 증가하게 된다.
각 장기에 생긴 염증(간염, 폐렴 등)이 암으로 진행되는 경우가 많은 이유도, 염증 반응이 일어날 경우 세포가 죽고 재생되는 일이 빈번하게 일어나기 때문.다.
발암물질은 간접적 혹은 직접적으로 이런 특정한 유전적 변이를 유발하여 암을 유발하는 물질로 암을 유발하는 메커니즘에 따라 크게 2가지로 분류할 수 있는데, Genotoxic carcinogen(유전자독성 발암물질)과 Non-Genotoxic carcinogen(비유전자독성 발암물질)로 나누어 진다.
Genotoxic carcinogen(유전자독성 발암물질)은 세포의 유전체 DNA에 직접적 혹은 간접적으로 작용해서 DNA 정보를 손상시키고, 암을 유발할 수 있는 돌연변이를 초래하는 발암물질이다.
모든 Mutagen(돌연변이원)은 여러 돌연변이 중에서 '암을 유발할 수 있는 돌연변이'도 초래할 수 있기 때문에 Genotoxic하다고 할 수 있다.
Non-Genotoxic carcinogen(비유전자독성 발암물질)은 세포의 유전체 DNA에 영향을 미치진 않으나, 세포의 대사 과정에 영향을 미쳐서 세포의 분열을 촉진하는 발암 물질이다.
Mutagen이 없더라도 기본적으로 세포의 세포 분열 과정 도중에 돌연변이가 발생하는데, 세포 분열이 자주 일어날수록 이런 돌연변이가 나타날 확률이 증가하며 발생한 돌연변이 중 특정 돌연변이가 암세포를 유발할 확률 또한 증가하게 된다.
각 장기에 생긴 염증(간염, 폐렴 등)이 암으로 진행되는 경우가 많은 이유도, 염증 반응이 일어날 경우 세포가 죽고 재생되는 일이 빈번하게 일어나기 때문.다.
3. WHO IARC 발표 발암물질
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WHO IARC 지정 발암물질
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3.1. 암 종류별 분류
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암
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발암물질
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아직 증거가 부족한 발암물질
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구순암
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-
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태양복사, 히드로클로로티아지드
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구강암
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술, 빈랑나무, 유두종 바이러스 16형, 흡연, 씹는 담배
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유두종바이러스 18형
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침샘암
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X선, 감마선
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방사성 요오드
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편도암
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유두종바이러스 16형
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-
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인두암
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술, 빈랑나무, 유두종바이러스 16형, 흡연
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석면, 뜨거운 액체마시기, 인쇄과정, 간접흡연
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비인두암
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엡스타인-바 바이러스, 포름알데하이드, 절인 생선, 흡연, 나무가루
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-
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소화관암
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음주시의 아세트알데하이드
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방사성 요오드
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식도암
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음주시의 아세트알데하이드, 술, 빈랑나무, 흡연, 씹는 담배, X선, 감마선
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드라이클리닝, 뜨거운 액체마시기, 절인 채소, 고무 생산 과정, 질산염, 아질산염
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위암
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헬리코박터 파일로리, 고무생산과정, 흡연, X선, 감마선, 술
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석면, 에프스타인바 바이러스, 납화합물, 질산염, 아질산염, 절인 채소, 절인 생선, 가공육섭취
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대장암, 직장암
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술, 흡연, X선, 감마선, 가공육섭취
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석면, 일본주혈흡충, 적색육섭취
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항문암
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에이즈 1형, 유두종바이러스 16형
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유두종바이러스 18형과 33형
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간암, 담관암
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아플라톡신, 술, 간흡충, 디클로로프로판, 에스트로겐 프로게스테론 피임약, B형간염, C형간염, 타이간흡충, 플루토늄, 토륨, 흡연, 염화비닐
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아나볼릭 스테로이드, 비소화합물, 빈랑나무, DDT, 디클로로메탄, 에이즈 1형, 일본주혈흡충, 트리클로로에틸렌, X선, 감마선
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담낭암
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토륨
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-
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췌장암
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흡연, 씹는 담배
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술, 토륨, X선, 감마선, 적색육섭취
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비강암, 부비동암
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이소프로필알코올 생산과정, 가죽가루, 니켈화합물, 라듐, 흡연, 나무가루
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목수일 및 소목일, 크롬화합물, 포름알데하이드, 직물생산과정
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후두암
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산성 안개, 술, 석면, 흡연
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유두종바이러스 16형, 뜨거운 액체마시기, 고무생산과정, 황겨자, 간접흡연
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폐암
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애치슨법, 알루미늄생산, 비소화합물, 석면, 베릴륨, 클로로메틸에테르, 카드뮴, 크롬, 석탄, 콜타르피치, 코크스생산, 디젤엔진배기가스, 적철성 채광, 주철법, 니켈화합물, 공기오염, 페인트칠과정, 플루토늄, 라돈, 고무생산과정, 규진, 그을음, 황겨자. 간접흡연, 흡연, X선, 감마선
|
산성 안개, 유리제품 생산과정, 바이오매스 연료, 역청, 탄소전극생산과정, 톨루엔과 염화벤조일, 코발트금속과 탄화텅스텐, 크레오소트, 다이아지논, 튀김과정, 살충제, 인쇄과정, 테트라클로로디벤조다이옥신, 용접 연기
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골암(뼈암)
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플루토늄, 라돈, X선, 감마선
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방사성 요오드, 술, 담배,설탕, 고나트륨섭취
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피부암
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태양복사, 자외선선탠기, 폴리염소화비페닐, 비소화합물, 아자티오프린, 콜타르증류, 콜타르피티, 사이클로스포린, 메톡살렌, 광유, 셰일오일, 태양복사, 그을음, X선, 감마선
|
크레오소트, 에이즈 1형, 유두종바이러스 5형 및 8형, 히드로클로로티아지드, 질소머스타드, 석유정제과정
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중피암
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석면, 에리오나이트, 페인트칠과정
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-
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내피암
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에이즈 1형
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-
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연조직암
|
-
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폴리클로로페놀, 방사성 요오드, 테트라클로로디벤조다이옥신
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유방암
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술, 디에틸스틸베스트롤, 에스트로겐 프로게스토젠 피임약, X선, 감마선
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디곡신, 에틸렌옥시드, 폴리염소화비페닐, 흡연
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외음암
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유두종바이러스 16형
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에이즈 1형, 유두종바이러스 18형 및 33형
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질암
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디에틸스틸베스테롤, 유두종바이러스 16형
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에이즈 1형
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자궁경부암
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디에틸스틸베스테롤, 에스트로겐 프로게스토젠 피임약, 에이즈 1형, 유두종바이러스 16형, 18형, 31형, 33형, 35형, 39형, 45형, 51형, 52형, 56형, 58형, 59형, 흡연
|
유두종바이러스 26형, 53형, 66형, 67형, 68형, 70형, 73형, 82형
|
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자궁내막암
|
타목시펜
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디에틸스틸베스테롤
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난소암
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석면, 흡연
|
활석 파우더, X선, 감마선
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음경암
|
유두종바이러스 16형
|
에이즈 1형, 유두종바이러스 18형
|
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전립선암
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-
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아나볼릭 스테로이드, 비소화합물, 카드뮴, 말라티온, 고무생산과정, 토륨, X선, 감마선, 적색육섭취
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고환암
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-
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DDT, 디에틸스틸베스테롤, 퍼플루오로옥타노익 에시드
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신장암
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흡연, X선, 감마선, 트리클로로에틸렌
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비소화합물, 카드뮴, 퍼플루오로옥타노익 에시드, 인쇄과정
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신우요관암
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아리스톨로크산을 가진 식물, 페나세틴, 흡연
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아리스톨로크산
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방광암
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알루미늄 생산과정, 아미노비페닐, 비소화합물, 오라민생산과정, 벤지딘, 클로나파진, 시클로포스파미드, 마젠타 생산과정, 나프틸아민, 페인트칠과정, 고무생산과정, 방광주혈흡충, 흡연, 오르토톨루이딘, X선, 감마선
|
염화오르토톨루이딘, 콜타르피치, 커피, 드라이클리닝, 디젤엔진배기가스, 미용사 일, 피오글리타존, 인쇄과정, 그을음, 직물 제조과정, 테트라클로로에틸렌
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안구암
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에이즈 1형, 자외선선탠기
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태양복사
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뇌종양
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X선, 감마선
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무선주파수
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갑상선암
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방사성 요오드, X선, 감마선
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-
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혈액암, 림프종
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아자티오프린, 벤젠, 부설판, 부타디엔, 클로람부실, 시클로스포린, 엡스타인-바 바이러스, 에토포시드, 스트론튬을 포함한 핵분열 생성물, 포름알데하이드, 헬리코박터 파일로리, C형간염, 에이즈 1형, T세포림프친화바이러스, 린데인, 멜파란, 인-32, 고무생산과정, 티오테파, 토륨, 흡연, X선, 감마선
|
클로람페니콜, DDT, 다이아지논, 다이클로로메테인, 에틸렌 옥시드, 글리포세이트, B형간염, 자기장, 말라티온, 미톡산트론, 질소머스타드, 페인트칠과정, 석유정제과정, 폴리염소화비페닐, 폴리클로로페놀, 방서성 요오드, 라돈, 스틸렌, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로디벤조다이옥신, 흡연, 말라리아
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여러 부위
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사이클로스포린, 스트론튬을 포함한 핵분열 생성물, X선, 감마선
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고엽제, 플루토늄
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모든 부위
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테트라클로로디벤조다이옥신
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