제6장 독성 시험법

독성시험은 독성학 분야에서는 필수적인 과정이지만 다음과 같은 한계점으로 인하여 많은 논쟁의 소지를 안고 있는 실정이다.

 

▷ 사용동물의 유전적 계통의 정확성 ▷ 실험동물의 처치 방법에 따른 차이 ▷ 실험동물의 자료를 인간으로의 외삽 시의 한계성 ▷ 고용량의 독성에서 저용량의 독성 가능성 추정에 대한 불확실성 ▷ 동물실험의 비용 증대와 과정의 복잡성 등 따라서 기존의 시험방법에 대한 보안의 필요성이 증대됨에 따라 새로운 시험방 법들이 계속 개발되고 있다.

 

시험방법은 대체적으로 급성, 아만성 혹은 만성독성에 관한 생체내(in vivo) 시 힘과 유전독성 혹은 세포 형질변환 등을 다루는 시험관내(in vitro) 시험으로 나눌 수 있다. 인간에 대한 독성시험은 윤리적인 이유로 시행하기 힘들지만, 자극, 구토, 알레 르기, 냄새 평가 및 고차 신경계 등에 미치는 영향을 평가하기 위하여 반드시 필요하다.

 

실험동물에서 얻은 독성자료를 인간으로 외삽할 경우 대사경로, 침투경로, 작용 기전 등의 차이로 인한 문제점이 다소 있지만 여전히 동물실험은 다음과 같은 장점을 지니고 있다. ▷ 동질의 유전적 특성을 지닌 동물의 선택이 용이하다. ▷ 노출 조건의 조절이 용이하다. 현재 판매되고 있거나 향후 개발될 모든 화학물질 그리고 산업공정 폐기물(연 소 생성물 등)에 포함될 수 있는 물질들은 관련 기관의 다양한 규제 조건을 만족시키기 위하여 반드시 독성시험을 거쳐야 한다. 따라서 독성평가는 어떠한 물질의 독성이 발생될 수 있는 조건에서 독성 가능성을 측정하는 것이고, 위해성 평가는 주어진 조건에서 부정적 영향의 가능성을 정량적으로 평가하는 것으로 이 두 가지는 독성물질에 대한 규제법에 포함되어 있다.

 

미국의 경우, 화학물질의 독성 시험은 기업, 정부, 학교 등 많은 단체에서 실시하고 있으나 이에 대한 규제는 특별법에 의하여 집행을 담당하고 있는 정부기관에서 관장하고 있다(표 6.1). 독성물질 규제에 관한 제도가 잘 정비된 대표적인 국가로서 미국의 경우를 표 6.2에 표시하였다. 물론 다른 선진국의 경우도 역시 유사한 법령과 기관이 있다 대부분 독성시험의 목적은 인간에 미치는 잠재적 위해성을 평가한 후 이를 제거하는 것이지만 방법으로는 동물을 대상으로 실험을 수행하고 있는 실정이다. 왜 냐하면 우리가 현재 기존의 알고 있는 화학물질의 구조와 활성(여기서는 주로 독성)에 대한 정량적 상관관계(QSAR : quantitative structure activity relationships)를 새로운 화학물질에는 정확하게 적용할 수 없기 때문에 일차적으로 동물을 통한 독성시험이 필요하기 때문이다. ▷ 해부를 통한 다양한 장기의 상세한 검사가 가능하다. 동물을 이용한 독성시험에 필요한 사항을 표 6.3에 제시하였다. 그러나 실제적 으로는 사용하는 화학물질의 종류와 노출 경로 그리고 물리 화학적 특성에 따라 달라질 수 있다.

 

6.1 독성물질의 투여방법

 

발적으로 접근하지 않는 경우가 발생(시험물질이 자극적인 냄새를 갖는 경우) 하 지 않도록 하여야 한다. 왜냐하면 실험동물이 먹이를 기피함으로써 발생할 수 있는 영양학적인 측면을 고려해야 하기 때문이다. 또한 위로 시험물질을 강제로 주 입하기 위하여 용매를 사용할 경우는 대조 실험군에도 반드시 같은 용량의 용매를 함께 투여하여야 한다. 생체내 시험의 경우 화학물질의 종류나 독성시험 종류와 상관없이 독성은 투여 경로에 따라 상당히 달라질 수 있기 때문에 인간의 노출 경로와 유사한 조건으로 한 다음 해당 화학물질의 일정한 양을 투여해야 한다(표 6.4 참조). 6.1.2 피부투여 6.1.1 경구투여 피부투여는 피부 자극, 빛에 대한 민감성 평가, 피부를 통해 침투하는 물질의 독 일반적으로 경구로 투여하는 방법은 화학물질을 사료와 혼합하거나 음료수에 녹여 투여하지만 경우에 따라서는 기구를 이용하여 위에 강제로 주입할 수도 있다. 최근에는 화학물질의 위장 내 방출을 인위적으로 조절하기 위한 캡슐 법도 개 발 되었다. 성평가 등을 위해 필요하다. 화학물질의 투여방법은 동물의 털을 제거한 후 직접 혹은 적당한 용매에 녹여 피부에 직접 바른다. 이때 염두에 둘 점은 용매 사용이나 털 제거 작업등이 실험동물에게 상당한 스 트레스를 일으킨다는 점이다. 인간을 대상으로 하는 피부 자극 시험은 지원자를 공개 모집하여 실시할 수도 있다.

 

6.1.3 호흡기 투여(흡입)

 

호흡기계는 독성물질의 중요한 유입경로로서 동물실험의 경우, 독성물질이 포 함 된 대기 중에 적당히 노출시킴으로써 독성을 평가할 수 있다. 그러나 이 방법 은 실험실에서 오염된 대기의 물리적 특성을 인위적으로 만들거나 조절하는 것 이 기술적으로 복잡하고, 실험을 수행할 경우에도 많은 비용이 필요하다. 따라서 현재 대안으로써 활용되고 있는 방법으로는 실험동물을 대상으로 폐에 직접 점 적 주입(instillation)하는 방법이 있다.

 

그러나 이 방법 역시 번식능력 저하와 스트 레스 등의 문제를 초래하므로 그다지 만족스럽지는 않다. 흡입독성시험에 필요한 장비로는 에어로졸 입자 · 먼지 또는 일정한 조성과 입자 크기를 갖는 가스 혼합물 투여 용량의 계산은 사료나 음료수로 투여한 경우에는 이들의 소비량으로부터, 캡슐 형태로 투여한 되는 경우에는 소비된 캡슐의 수로부터 알 수 있다.

 

특히 사료나 음료수로 투여할 경우 주의할 점은 실험동물이 사료에 대하여 자의 생성장치, 실험동물의 노출용 공간, 시험 공간 내의 실제 농도 분석용 시료채취 장치 등이 있어야 한다. 실험동물은 매일 일정한 시간과 매주 일정한 일수 동안 노출시켜야 하며, 노출 부위는 머리(옷을 입혀 다른 부위는 노출을 방지하고)나 경우에 따라서는 몸 전 체가 될 수도 있다.