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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 국내 주요 식중독 원인균에 대한 정량적 미생물 위해평가 연구에 필요한 용량-반응 모델을 선정하기 위하여, 국외 용량-반응 모델 관련 자료를 수집 및 정리한 후, 메타분석을 통한 주요 식중독 원인 미생물들의 적정 용량-반응 모델을 제안하고자 하였다.
제안 방법
- 그러나, 용량-반응 모델이 개발된 식중독 원인 바이러스 5종 중 단 1종(Rota virus)의 용량-반응 모델(exponential, r = 1.73 ×10−2, fi = 1.00)만이 현재 미생물 위해평가에서 활용되고 있는 것으로 조사되어, 이 모델을 식중독 원인 바이러스 중 Rota virus의 적정 용량-반응 모델로 선정하였다(Table 3).
- 0에 가까울수록 위해평가시 용량-반응 모델 활용 빈도가 높다는 것을 의미)을 가지는 모델을 해당 식중독 원인 미생물에 대한 가장 적정한 용량-반응 모델로 선정하였다32). 단, 미생물 위해평가 사례가 없는 경우에는 가장 최근에 발표된 용량-반응 모델을 적정 모델로 선정하였다.
- 대상 미생물은 Table 1에서 보는 바와 같이 국내·외적으로 발생한 식중독 원인 미생물 총 43종(식중독 원인 세균 26종, 식중독 원인 바이러스 9종, 식중독 원인 원생동물 8종)에 대한 용량-반응 모델을 조사 및 분석하였다.
- 조사된 자료들은 메타분석에서 사용하고 있는 식 (1)을 이용하여 각각의 용량-반응 모델들의 활용 수준을 relative frequency (fi)로 산출하여 가장 높은 fi값 (1.0에 가까울수록 위해평가시 용량-반응 모델 활용 빈도가 높다는 것을 의미)을 가지는 모델을 해당 식중독 원인 미생물에 대한 가장 적정한 용량-반응 모델로 선정하였다32). 단, 미생물 위해평가 사례가 없는 경우에는 가장 최근에 발표된 용량-반응 모델을 적정 모델로 선정하였다.
- 주요 식중독 원인 미생물 (세균, 바이러스, 원생동물)에 대한 용량-반응 모델 및 미생물 위해평가 사례 조사는 1980년부터 2012년까지 국내·외적으로 발표된 저서 및 문헌(WHO/FAO 보고서, 국내 NDSL (National Digital Science Library), 국외 PubMed, ScienceDirect database 등) 에서 “식품(food)”, “식중독 세균(foodborne)”, “용량-반응 모델(dose-response model)”, “미생물학적 위해평가(Microbiological Risk Assessment)”를 핵심어로 하여 총 193편의 문헌을 선택한 후, 주요 식중독 원인 미생물별로 용량-반응 모델을 정리하였다.
대상 데이터
- 그러나 개발된 용량-반응 모델 중 현재 미생물 위해평가에서 활용되고 있는 모델은 C. pavum 에 대한 3종류의 용량-반응 모델뿐이었으며, fi 값이 가장 높은 exponential 모델(r = 1.73 × 10−2 , fi = 0.17)을 적정 용량-반응 모델로 선정하였다(Table 3).
- 식중독 원인 세균별 적정 용량-반응 모델을 선정하기 위해 식중독 세균별 위해평가 관련 문헌 총 141편을 조사하였다(Table 1). 조사대상 식중독 원인 세균 26종 중 10종(Campylobacter jejuni, Clostridium perfringens, Pathogenic Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Salmonella spp.
이론/모형
- 는 Beta-Poisson (α = 0.21, β = 1,120, fi =0.15)모델을 적정 용량-반응 모델로 선정하였다(Table 3).
- 의 적정 용량-반응 모델은 Beta-Poisson(α = 0.11, β = 6,097, fi = 0.09)으로 분석되었으며(Table 3), Soller 등(2010)이 이 모델을 활용하여 포크 소시지에서의 위해수준을 평가한 결과, 1.4 × 10−6/grilled serving 정도의 위해수준이 있는 것으로 추정하였다10).
성능/효과
- 72) 모델이 가장 적정한 용량-반응 모델로 나타났다(Table 3). C. jejuni 용량-반응 모델을 이용한 식품별 위해수준 조사 결과, 식품은 대부분 육류였으며, 닭고기 1.53~2.00 log cfu/serving, 육계류 2.56 log cfu/serving, 가금류 1.72 log cfu/serving, 소고기 2.69~8.00 log cfu/serving 섭취시 식중독이 발생할 것이라고 추정하였다8).
- Pathogenic E. coli O157:H7 중 장출혈성 대장균(Enterohemorrhagic E. coli; EHEC) 은 Beta-Poisson (α = 0.49, β =1.81 × 105, fi = 0.67), 장독소성 대장균(Enterotoxigenic E. coli; ETEC)는 Beta-Poisson (α = 0.18, β = 8.60 × 107, fi =0.60), 장병원성 대장균(Enteropathogenic E. coli; EPEC)는 Beta-Poisson (α = 0.22, β = 8.70 × 103, fi = 0.40) 모델이 가장 적정한 용량-반응 모델로 나타났다(Table 3).
- V. parahaemolyticus의 적정 용량-반응 모델은 BetaPoisson (α = 0.17, β = 1.18 × 105, fi = 0.50), V. cholera은 Beta-Poisson (α = 0.25, β = 16.2, fi = 0.57)으로 분석되었다(Table 3).
- , Plesiomonas shigelloides, Aeromonas hydrophila, Coxiella burnetii, Clostridium difficile, Acrobacter butzleri, Acrobacter cryaerophila, Francicella tularensis)은 현재까지 용량-반응 모델이 개발되지 않은 것으로 조사되었다. 또한, 조사된 자료 중 용량-반응 모델이 개발된 식중독 원인균 10종 중 2종(Cl. perfringens6), V. vulnicus7))은 현재 적정 용량-반응 모델이 선정되어 미생물 위해평가에 활용하고 있는 것으로 조사되었다.
- 메타분석(meta-analysis)을 통한 relative frequency (fi) 값을 비교하여 fi 값이 가장 높은 모델을 적정 용량-반응 모델로 선정한 결과, C. jejuni는 Beta-Poisson (α = 0.15, β =7.59, fi = 0.72) 모델이 가장 적정한 용량-반응 모델로 나타났다(Table 3).
- 식중독 원인 바이러스별 적정 용량-반응 모델을 선정하기 위하여 위해평가 관련 문헌 총 29편을 조사한 결과, 조사대상 식중독 원인 바이러스 9종 중 5종(Adeno virus, Echo virus, Hepatitis A virus, Noro virus, Rota virus)은 미생물 위해평가 관련 용량-반응 모델이 개발되어 있는 것으로 조사되었으나, 식중독 원인 바이러스 4종(Astro virus, Hepatitis E virus, Polio virus, Sapo virus)은 현재까지 용량-반응 모델이 개발되지 않은 것으로 조사되었다. 그러나, 용량-반응 모델이 개발된 식중독 원인 바이러스 5종 중 단 1종(Rota virus)의 용량-반응 모델(exponential, r = 1.
- 식중독 원인 원생동물별 용량-반응 모델 관련 문헌 총 23편을 조사한 결과, 조사대상 식중독 원인 원생동물 8종 중 3종(Cryptosporidium pavum, Entamoeba histolytica, Giadia)은 미생물 위해평가 관련 용량-반응 모델이 개발되어 있는 것으로 조사되었고, 나머지 원생동물 5종(Cyclospora cayetanesis, Cysticercus taenia, Echinococcus, Toxoplasma, Trichinella)은 현재까지 용량-반응 모델이 개발되지 않은 것으로 조사되었다. 그러나 개발된 용량-반응 모델 중 현재 미생물 위해평가에서 활용되고 있는 모델은 C.
- 식중독 원인 세균별 적정 용량-반응 모델을 선정하기 위해 식중독 세균별 위해평가 관련 문헌 총 141편을 조사하였다(Table 1). 조사대상 식중독 원인 세균 26종 중 10종(Campylobacter jejuni, Clostridium perfringens, Pathogenic Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Salmonella spp., Shigella spp., Staphylococcus aureus, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio cholerae, Vibrio vulnificus)은 미생물 위해평가 관련 용량-반응 모델이 개발되어 있는 것으로 조사되었으나, 이외 나머지 식중독 원인 세균 16종(Bacillus cereus, Bacillus anthracis, Brucella, Clostridium botulinum, Cronobacter sakazaki, Yersinia enterocolitica, Hafnia albei, Mycobacterium bovis, Streptococcus spp., Plesiomonas shigelloides, Aeromonas hydrophila, Coxiella burnetii, Clostridium difficile, Acrobacter butzleri, Acrobacter cryaerophila, Francicella tularensis)은 현재까지 용량-반응 모델이 개발되지 않은 것으로 조사되었다. 또한, 조사된 자료 중 용량-반응 모델이 개발된 식중독 원인균 10종 중 2종(Cl.
후속연구
- 이와 같이 용량-반응 모델을 이용한 위해평가 결과는 같은 용량-반응 모델을 활용하더라도 이용된 세부 모델 및 식품 섭취량 등에 따라 다르게 나타날 수 있어, 직접적으로 용량-반응 모델을 평가하는데 한계가 있으므로, 우선적으로 본 연구에서 제시한 가장 많이 활용된 용량-반응 모델을 중심으로 국내 QMRA가 수행이 진행되어야 할 것이며, 이들 제시된 용량-반응 모델들은 국내 QMRA 관련 연구 및 기술 개발에 많은 도움이 될 것으로 보인다.
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