[논문]프로바이오틱스 안전성 문제 개선을 위한 안전성 평가방법의 제안

김세정; 윤요한; 오세종

doi:10.22424/jdsb.2020.38.2.99

프로바이오틱스 안전성 문제 개선을 위한 안전성 평가방법의 제안
Suggestion of a Safety Evaluation Procedure to Improve Probiotic Safety 원문보기

Journal of dairy science and biotechnology, v.38 no.2, 2020년, pp.99 - 111

김세정 (숙명여자대학교 위해분석연구센터) , 윤요한 (숙명여자대학교 위해분석연구센터) , 오세종 (전남대학교 농업생명과학대학)

Abstract ▼ AI-Helper

Probiotics are actively being studied for their efficacious anticancer, anticholesterol, and antidiabetic properties. As novel probiotic strains are being developed continuously, new strain-specific safety issues may be reported. Therefore, a procedure for the safety evaluation of probiotic strains is needed. In this study, we investigated the current status of domestic and foreign guidelines for the evaluation of safety of probiotics and suggested a general probiotic safety evaluation process. In other countries, the guidelines for probiotic evaluation are provided and managed separately. However, in Korea, general guidelines are provided regarding the use of functional ingredients, and specific guidelines for the use of probiotics are lacking. A review step based on the characteristics of the probiotics has been introduced in the procedure for safety evaluation of probiotics. Additionally, it has been suggested that the safety evaluation process should consider the results of the functional and genomic analysis for strain identification. Moreover, the factors to be evaluated are presented separately for the notified and non-notified strains. The suggested evaluation procedure may ensure the safety of probiotics, thereby promoting enhanced utilization of probiotics as functional products.

주제어

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문제 정의

신청하는 프로바이오틱스 원료 섭취로 인한 안전성 관련 자료(이상반응, 독성, 부작용 사례, 섭취 시 주의사항 등)에 대한 학술지 논문, 국내․외 정부보고서, 국제기구 보고서 등의 데이터베이스 검색 결과를 제출하도록 제시한다. 검색결과는 검색 데이터베이스와 검색어, 결과에 대한 서술 및 출처를 포함하도록 한다.
국외에서는 프로바이오틱스 허가만을 위한 가이드라인을 별도로 제공하여 관리하고 있으나, 국내의 경우 건강기능식품 기능성 원료 인정을 위한 전반적인 자료 제출 가이드라인을 제공하고 있고, 프로바이오틱스 원료에 대한 구체성과 특이성 은 부족한 실정이다. 이에 프로바이오틱스의 특성을 고려한 안전성 평가 절차 개선의 필요성이 있다고 판단되었으며, 따라서, 본 논고를 통해 국내․외 프로바이오틱스 안전성 평가 현황을 분석하고, 안전성 평가 절차 확립을 위한 방안을 제시하였다.
인체적용시험 과정에서 관찰된 이상반응이나, 안전성 지표 변화에 대한 관찰 결과를 제출하도록 한다. 인체적용시험의 정보(대상자, 시험물질, 섭취량 및 섭취기간, 안전성 지표 종류 및 결과)를 정리 하여 기술하도록 한다.

제안 방법

기본독성시험(단회투여독성시험, 90일 반복투여독성시험, 유전독성시험) 외에 추가 독성 시험(생 식․발생독성, 항원성, 면역독성, 발암성)은 기능성 평가 중 부작용 관찰이나 취약군에서의 과도한 면역 증강 여부 사례를 바탕으로 결정하고, 독성시험 방법은 경제협력개발기구(Organization for Economic Cooporation and Development, OECD)에서 정하는 독성시험 방법 등을 따라 분석 하여 제시토록 한다. 독성시험 결과 이상반응 및 독성 여부와 최소치사량, 무독성량 등을 결과 자료로 제시한다.
기본독성시험(단회투여독성시험, 90일 반복투여독성시험, 유전독성시험) 외에 추가 독성 시험(생 식․발생독성, 항원성, 면역독성, 발암성)은 기능성 평가 중 부작용 관찰이나 취약군에서의 과도한 면역 증강 여부 사례를 바탕으로 결정하고, 독성시험 방법은 경제협력개발기구(Organization for Economic Cooporation and Development, OECD)에서 정하는 독성시험 방법 등을 따라 분석 하여 제시토록 한다. 독성시험 결과 이상반응 및 독성 여부와 최소치사량, 무독성량 등을 결과 자료로 제시한다.
유전체 분석 결과, 프로바이오틱스 균주가 항생제 내성 유전자나 독성 유전자를 가지고 있다면 항생제 내성 실험과 독소 생성 실험 등을 통해서 그 안전성을 확인하도록 한다. 또한, 기능성 평가 중 인체적용시험이나 동물시험이 진행되므로 프로바이오틱스 원료의 기능성 평가 시험 도중 관찰되는 부작용(이상 반응 발현, 섭취 전후 지표 변화 등)의 유무에 따라 안전성 평가가 이루어질 수 있도록 절차를 제시하였다. 기능성 평가 중 부작용이 관찰되었다면, 추가적인 알러지 반응 시험이나 부작용 시험이 시행되어야 하고, 이에 대한 평가가 이루어져야 한다.
본 원고에서는 프로바이오틱스 특성을 고려한 안전성 평가 가이드라인을 위해서, 프로바이오틱스에 대한 안전성 자료 제출 범위(섭취근거 및 섭취량 평가, 안전성 DB 검색 결과, 인체적용시험 평가, 독성시험 평가)를 명확히 하도록 자료 제출 범위를 일부 제시하였다. 또한, 안전성 평가가 프로바이오틱스 건강기능성 원료 인정을 위해 필요한 균주 동정이나 기능성 평가와도 유기적으로 연결될 수 있도록 프로바이오틱스 원료 인정의 전체적인 절차를 고려한 안전성 평가 절차를 구성하여 제시하였다. 이러한 국내 프로바이오틱스 안전성 평가 절차에 대한 개선안을 통해서 기능성 원료로써 프로바이오틱스의 안전성을 확보하고, 이를 통해 기능성 원료로써의 프로바이오틱스 활용을 높이는 데에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.
본 원고에서는 프로바이오틱스 특성을 고려한 안전성 평가 가이드라인을 위해서, 프로바이오틱스에 대한 안전성 자료 제출 범위(섭취근거 및 섭취량 평가, 안전성 DB 검색 결과, 인체적용시험 평가, 독성시험 평가)를 명확히 하도록 자료 제출 범위를 일부 제시하였다.
이는 국내 건강기능성 원료 인정 절차와 WHO의 가이드라인에도 제시되어 있는 사항이다. 이처럼 안전성 평가가 기능성 평가 결과와 균주동 정에서의 유전체 분석 결과를 활용하여 이루어지도록 하고, 현재의 가이드라인을 바탕으로 고시형 균주와 비고시형 균주에 대한 안전성 평가 시험항목을 각각 제시한다. 최신 연구 동향을 반영하기 위하여 안전성에 대한 연구 사례 또는 부작용 사례가 보고된 균주의 경우, 해당 안전성 항목에 대한 추가적인 실험(알러지 확인 실험, 항생제 내성 및 독소 생성 실험 등)을 실시하고 자료를 제시해야 한다.
인체적용시험 과정에서 관찰된 이상반응이나, 안전성 지표 변화에 대한 관찰 결과를 제출하도록 한다. 인체적용시험의 정보(대상자, 시험물질, 섭취량 및 섭취기간, 안전성 지표 종류 및 결과)를 정리 하여 기술하도록 한다.

성능/효과

이상의 결과를 종합하여, Fig. 9와 같이 프로바이오틱스 기능성원료에 대한 안전성 평가 절차를 구성할 수 있다. 프로바이오틱스 원료가 기능성원료로 인정받기 위해서는 균주 동정과 기능성 평가 및 안전성 평가 과정을 거쳐야 한다.

후속연구

또한, 기능성 평가 중 인체적용시험이나 동물시험이 진행되므로 프로바이오틱스 원료의 기능성 평가 시험 도중 관찰되는 부작용(이상 반응 발현, 섭취 전후 지표 변화 등)의 유무에 따라 안전성 평가가 이루어질 수 있도록 절차를 제시하였다. 기능성 평가 중 부작용이 관찰되었다면, 추가적인 알러지 반응 시험이나 부작용 시험이 시행되어야 하고, 이에 대한 평가가 이루어져야 한다. 이는 국내 건강기능성 원료 인정 절차와 WHO의 가이드라인에도 제시되어 있는 사항이다.
프로바이오틱스 특성을 고려한 안전성 평가 가이드라인을 위해서는 현재 마련된 건강기능식품에 대한 가이드라인을 바탕으로 프로바이오틱스 안전성에 대한 최신 연구결과와 국외 가이드라인을 종합하여 가이드라인이 마련되야 한다. 또한, 가이드라인에 프로바이오틱스에 대한 안전성 자료 제출범위(섭취근거 및 섭취량 평가, 안전성DB 검색결과, 인체적용시험 평가, 독성시험 평가 등)를 명확히 하고, 안전성 자료 제출을 위한 시험 방법과 설계안이 제시될 필요가 있다(Fig 7).
따라서, 프로바이오틱스 균주에 따라 안전성과 기능성에 대한 평가도 달라져야 할 것이다. 또한, 현재까지의 미생물 종의 분류가 달라질 가능성도 있기 때문에 균주의 전장 유전체, 비교유전체 와 같은 유전체 분석 기술을 이용한 더 명확한 균주 분류를 해야 한다. L.
이 유전체 분석 자료는 균주 계열에 대한 정보뿐만 아니라, 항생제 내성 유전자, 독성 유전자의 유무에 대한 정보도 함께 제공하므로 이를 안전성 평가에 활용할 수 있다. 유전체 분석 결과, 프로바이오틱스 균주가 항생제 내성 유전자나 독성 유전자를 가지고 있다면 항생제 내성 실험과 독소 생성 실험 등을 통해서 그 안전성을 확인하도록 한다. 또한, 기능성 평가 중 인체적용시험이나 동물시험이 진행되므로 프로바이오틱스 원료의 기능성 평가 시험 도중 관찰되는 부작용(이상 반응 발현, 섭취 전후 지표 변화 등)의 유무에 따라 안전성 평가가 이루어질 수 있도록 절차를 제시하였다.
또한, 안전성 평가가 프로바이오틱스 건강기능성 원료 인정을 위해 필요한 균주 동정이나 기능성 평가와도 유기적으로 연결될 수 있도록 프로바이오틱스 원료 인정의 전체적인 절차를 고려한 안전성 평가 절차를 구성하여 제시하였다. 이러한 국내 프로바이오틱스 안전성 평가 절차에 대한 개선안을 통해서 기능성 원료로써 프로바이오틱스의 안전성을 확보하고, 이를 통해 기능성 원료로써의 프로바이오틱스 활용을 높이는 데에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.
국내의 경우, 건강기능식품 전반적으로 기능성 원료 인정을 위한 자료 제출 가이드 라인을 제공하고 있기는 하지만, 프로바이오틱스 원료에 대한 구체성과 특이성은 부족하다. 이에, 프로바이오틱스의 특성을 고려한 안전성 평가 가이드 라인을 별도로 마련할 필요성이 있다고 판단된다
이처럼 안전성 평가가 기능성 평가 결과와 균주동 정에서의 유전체 분석 결과를 활용하여 이루어지도록 하고, 현재의 가이드라인을 바탕으로 고시형 균주와 비고시형 균주에 대한 안전성 평가 시험항목을 각각 제시한다. 최신 연구 동향을 반영하기 위하여 안전성에 대한 연구 사례 또는 부작용 사례가 보고된 균주의 경우, 해당 안전성 항목에 대한 추가적인 실험(알러지 확인 실험, 항생제 내성 및 독소 생성 실험 등)을 실시하고 자료를 제시해야 한다.
현재 고시형 균주에 대해서는 기초적인 안전성 평가(내산성시험, 내담즙성시험, 용혈활성 등)만 하도록 제시되어 있으나, Enterococcus와 같이 안전성에 대한 문제(항생제 내성, 병원성 등)가 새롭게 제기된 균주들이나 소비자에 의한 부작용사례가 신고된 균주에 대해서는 추가적인 면역조사나 알러지 조사 결과를 제출하도록 하고[18], 비고시형균주에 대해서는 기초적인 안전성 평가결과뿐만 아니라, 추가적인 독성시험 결과와 독성관련 자료들을 제출하도록 해야 한다(Fig. 8).

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