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경희 연구력으로 환경과 사람 위하는 환경기술 개발 도전

2022-08-01 연구/산학

의학과 김진배 교수와 의예과 박은정 교수가 환경부 ‘2022년도 환경기술개발사업’에 선정됐다. 김진배 교수는 ‘환경성질환 예방관리 핵심 기술개발사업’의 ‘미세먼지 및 대기오염물질 복합노출에 의한 순환계질환 영향 규명 기술개발’ 과제에 선정됐고, 박은정 교수는 ‘생활화학제품 안전관리 기술개발 사업’의 ‘MoA특성 기반 제품 중 복합혼합물 대상 인체 독성영향평가 기술개발’ 과제에 선정됐다. 사진 출처: 게티이미지

환경부 환경기술개발사업, 의학과 김진배 교수 및 의예과 박은정 교수 각각 선정
김진배 교수, 미세먼지 및 대기오염물질 복합노출에 의한 순환계질환 영향 규명 기술개발
박은정 교수, MoA특성 기반제품 중 복합혼합물 대상 인체 독성영향평가 기술개발

환경부가 지난해 공고한 ‘2022년도 환경기술개발사업’에 의학과 김진배 교수와 의예과 박은정 교수가 선정됐다. 김진배 교수는 ‘환경성질환 예방관리 핵심 기술개발사업’에 ‘미세먼지 및 대기오염물질 복합노출에 의한 순환계질환 영향 규명 기술개발’ 과제로 5년간 53억 원을 지원받는다. 박은정 교수는 ‘생활화학제품 안전관리 기술개발 사업’의 ‘MoA특성 기반 제품 중 복합혼합물 대상 인체 독성영향평가 기술개발’ 과제로 3년간 약 17억 원을 지원받게 됐다. 이에 두 교수를 만나 사업 선정 소감과 각오를 들었다.<편집자 주>

김진배 교수는 ‘환경성질환 예방관리 핵심 기술개발사업’의 ‘미세먼지 및 대기오염물질 복합노출에 의한 순환계질환 영향 규명 기술개발’ 과제로 향후 5년간 53억 원을 지원받는다. 관련 바이오마커를 발굴하고, 순환기 질환에 대한 영향평가와 예측 시스템을 구축하는 것이 목표이다.

대기오염 복합물질 노출, 바이오마커 개발 및 순환기 질환 영향평가와 예측 시스템 구축
김진배 교수는 심장내과 전문의로 부정맥 분야의 전문의이다. 그는 “처음 부정맥 전문의가 될 때는 부정맥 질환 환자를 위해 평생을 바치겠다는 생각이었다. 이후 부정맥을 제외하고 관심을 가진 분야가 두 가지인데, 하나는 ‘미세먼지’이고, 하나는 ‘운동선수’ 관련 분야이다. 미세먼지에 관한 관심이 이제 빛을 봤다”라며 사업 선정 소감을 밝혔다. 그 관심은 전임의였던 2007년부터 시작됐다. 연세대 동기인 연세대 예방의학과 김창수 교수가 조교수 발령 이후 새로운 연구 분야를 찾다가 미세먼지 관련 심장질환 연구를 해보자고 제안했다. 당시는 관련 분야 연구가 정립되기 전이었다. 두 사람은 의기투합해 심장학회의 연구비 공모에 당선됐다.

‘미세먼지 및 대기오염물질 복합노출에 의한 순환계질환 영향 규명 기술개발’ 과제의 궁극적 목표는 △대기오염의 복합물질 노출 관련 바이오마커 개발 △대기오염의 순환기 질환에 대한 영향평가 및 예측 시스템 구축이다. 김진배 교수는 “심장질환 환자에게 미세먼지의 위험성을 알리고 싶다. 황사가 불면 보통 ‘삼겹살 먹자’라고 한다. 원시적이다”라며 “이를 막는 방법도 마스크나 공기청정기 사용 등이 전부인 상황이다. 어쩔 수 없이 야외 활동을 하는 환자들에게 과학적 근거에 기반한 방법이나 약제를 추천하고 싶고, 새로운 약제 개발도 염두에 두고 있다”라고 밝혔다.

김진배 교수는 연세대 원주의과대학의 스마트폰 기반 미세먼지 디지털 바이오마커 연구과제에도 참여하고 있다. 대기 중 미세먼지 농도와 환자의 생체 반응을 실시간으로 측정해 사용자에게 경고하는 시스템을 개발하는 과제이다. 김 교수는 이 과제에 참여하며, 미세먼지가 체내에 유입될 때 심장의 반응을 측정하는 연구의 아이디어를 떠올렸다. 그는 대표적인 심장질환인 고혈압과 심부전, 심방세동 등의 코호트를 구성하고, 이들을 대상으로 미세먼지 관련 바이오마커를 찾을 계획이다. 기초실험 이후에는 미세먼지에 노출됐을 때의 반응을 예측할 수 있는 모델을 만들 예정이다.

김진배 교수에게 ‘미세먼지’는 오랜 관심사다. 전임의였던 2007년 처음 시작해 관련 연구 경험과 체계를 구축해왔다.

‘미세먼지’ 오랜 관심과 연구 경험, 도전 정신으로 사업 선정
이번 과제 선정은 미세먼지에 관한 김진배 교수의 오랜 관심과 그의 연구팀이 쌓아온 경험의 결과물이다. 김진배 교수는 “2007년은 서울의 봄철황사가 심했던 시기다. 당시에 미세먼지 측정 장치가 신촌 사거리 가운데에 있었는데, 황사가 심하면 측정기가 꺼지면서 측정치를 알 수 없었다”라며 미세먼지에 관심을 가진 이유를 밝혔다. 김 교수는 연구과제를 준비하며, 공학 분야와 독성학 분야의 교수들을 만나면서 자신감을 가졌다. 경희대 의예과 박은정 교수와 영남대 기계공학부 변정훈 교수가 그들이다. 2016년부터 다양한 국책과제를 통해 구성해온 코호트의 존재도 든든했다. 김 교수는 “미세먼지가 심혈관질환에 미칠 영향 연구나 코호트 구성 등의 경험이 쌓였다. 이번 과제 선정이 갑작스러운 일이 아니다”라고 강조했다.

김진배 교수는 과제 선정의 또 다른 원동력을 ‘도전’으로 설명했다. 김 교수는 “생소한 분야에 도전하며 생기는 위험성의 감수를 어려워하는 분위기가 있다. 처음 미세먼지를 연구할 때도 ‘언젠가는 빛을 볼 것’이라는 생각이었는데, 많은 분이 도전했으면 좋겠다”라면서 “위험을 감수하지 않으면, 지금의 자리에서 한 발자국도 나아갈 수 없다. 실패는 그걸로 끝이 아니라 새로운 도전의 경력과 경험이 남는 일이다. 모험심을 가졌으면 좋겠다”라고 강조했다. 그는 “대학이나, 의료기관의 누구라도 참여하길 원하신다면 함께할 수 있다”라며 과제에 대한 경희 구성원의 관심을 요청했다.

박은정 교수는 ‘MoA특성 기반 제품 중 복합혼합물 대상 인체 독성영향평가 기술개발’ 과제에 선정됐다. 꾸준히 생산되는 새로운 물질의 독성을 예측할 수 있는 프로그램을 개발하는 과제이다.

단일·복합 혼합물 특성, 호흡기·피부 등 노출 영향 연구 및 예측 프로그램 개발
박은정 교수는 ‘MoA특성 기반 제품 중 복합혼합물 대상 인체 독성영향평가 기술개발’ 과제에 선정됐다. 박 교수는 최근 생활 속 화학물질로부터 건강을 지키는 방법을 담은 대중서인 <햇빛도 때로는 독이다>(경희대학교출판문화원)를 출간했다. 박 교수는 “책 발간은 시간을 벌기 위한 작업이었다”라고 말한다. 이 ‘시간’은 독성물질의 위험성을 밝혀낼 연구를 위한 시간이다. 그는 “물론 연구자로서 절대 게으르게 연구하진 않겠지만, 연구자들이 독성 데이터를 도출하는 속도에는 한계가 있기 마련이다. 따라서 독자님들이 독성물질에 대한 노출을 줄여주시면 제가 연구할 수 있는 시간을 조금 더 벌어주시는 일이라 생각했다”라고 말했다. 그는 독성을 연구하는 연구자로서 “‘가습기살균제 사건’을 막지 못했다는 마음의 빚이 있다. 이번 과제를 그런 과오를 반복하지 않을 기회로 삼겠다”라며 각오를 밝혔다.

이번 과제는 단일·복합 혼합물의 특성과 이들이 호흡기나 피부를 통해 노출됐을 때, 인체에 미치는 영향을 세포와 동물 수준에서 평가하는 독성시험법과 화학물질 독성 예측 프로그램을 개발하는 것이다. 우리가 사용하는 생활용품 속 화학물질의 안전성 평가는 단일 성분 기준이다. 특정 제품에 함유된 단일 성분이 안전한 농도로 함유돼 있어도, 다른 화학물질과의 혼합 작용(Cocktail Effects)의 결과는 예상할 수 없다. 또한 기존의 검사가 주로 경구로 이뤄져 에어로졸(Aerosol)이나 피부로 노출되는 상황의 안전성 평가가 없었다. 실험동물 사용 감소에 따른 대응도 과제의 의미 중 하나이다.

박은정 교수는 이번 과제의 성공적 수행을 자신하는데, 그 기반은 함께 꾸려진 연구팀에 있다. 연구팀은 2년 전부터 산업통상자원부의 ‘단일성분 화학물질의 호흡기 안전성 데이터 생산 과제’를 함께 수행하고 있었고, 미국 표준과학기술원의 데이터, 물성 연구의 성과를 보유한 연구자 및 기관이 참여한다. 박은정 교수는 “과제 심사 중에도 ‘최고의 팀을 꾸렸다’는 평가를 받았다”라고 밝혔다. 호흡기 안정성 예측을 위한 머신러닝과 ‘인 실리코(in silico)’ 개발도 과제에서 다루는 주요한 내용 중 하나이다. 박은정 교수는 “동물 실험이 제한될 미래 연구 환경에서 시뮬레이션으로 도출될 결과들은 동물 실험 결과를 로우데이터로 사용해야 한다. 시뮬레이션 결과에 대한 검증 작업도 필요하다. 시뮬레이션 결과는 로우데이터가 풍부해야 데이터에 대한 신뢰도를 결정할 수 있다”라면서 “화학물질은 27초에 하나씩 개발된다. 앞으로 호흡기 안정성에 대한 로우데이터를 만드는 일에 올 인(all in)할 계획이다”라고 밝혔다.

박은정 교수는 ‘시간이 얼마 없다’라는 조바심을 연구에 전념하는 원동력으로 삼고 있다. 그는 “제게 남은 10여 년의 연구 기간을 데이터 생산과 프로그램 구축에 전념할 예정이다”라고 밝혔다.

‘시간 없다’는 조바심을 연구 원동력 삼아, 데이터 생산과 프로그램 구축에 전념
‘시간이 얼마 없다’라는 조바심은 박은정 교수를 연구에 전념하게 만드는 원동력이다. 그는 “저와 안전성평가연구소는 복합성분으로 이뤄진 생활화학제품 속 화학물질의 호흡기 안전성 데이터를 동일한 시험 시스템으로 지속해서 생산할 것이다. 그리고 이 데이터를 머신러닝과 인 실리코를 개발하는 공동 연구팀에서 데이터 베이스로 만들고, 축적된 데이터 베이스를 이용해 예측 프로그램을 만들어 갈 예정이다”라며 “엄청난 양의 데이터 생산이 필요하고, 저는 제게 남아있는 10여 년의 연구 기간을 이 프로그램을 구축하는 데 전념할 예정이다”라고 강조했다.

박은정 교수는 연구자로서 소명 의식과 함께 경희 구성원으로서의 자신의 마음가짐을 밝혔는데, 그 근간에는 ‘자신의 자리에서 최선을 다해야 하는 위기 상황’이라는 인식이 깔려 있었다. 그는 “‘연구하고, 교육하고 배우는’ 자신의 역할에 전력을 다해야 한다. 험난한 시간을 버티기 위해서는 온 구성원이 뭉쳐서 1명의 몫보다 조금 더 할 수 있는 방안을 고민해야 할 때가 아닌가 싶다”라며 “개인적으로 어려운 시기를 겪고 살았기에 그 막연함을 안다. 미리 걱정만 할 것이 아니라 위기감을 느끼며 경희 구성원이 다 함께 노력했으면 좋겠다”라고 말했다. 고등 교육의 환경이 바뀌고 학령 인구가 감소되는 상황에서 경희 구성원으로의 역할에 대한 고심이 느껴졌다.

7월 초에는 경희의료원 정보행정동 제2세미나실에서 과제의 성공을 기원하는 킥오프 워크숍이 개최됐다. 세부 과제를 진행할 연구진이 모여 과제의 진행 상황과 목표를 공유했다. 의과대학 우정택 학장은 “인류 문명은 100여 년 동안 엄청난 발전을 이뤘다. 하지만 인간 기술의 발전에는 명암이 있다. 상당한 이익을 주었지만, 이에 비례하는 불이익을 주는 양상이다”라며 “문명의 이기에서 발생하는 여러 부작용을 해결하는 것이 경희의 교시인 ‘문화세계의 창조’에 기여하고 국민 보건 건강을 보장하는 길이다. 과제의 수행으로 탁월한 성과가 나와 인류 난제 해결에 기여하길 기대한다”라고 말했다.

7월 초에는 환경부 과제의 성공을 기원하는 킥오프 워크숍을 개최했다. 연구진이 모여 과제의 진행 상황과 목표를 공유하는 자리였다. 사진은 워크숍 전경

글 정민재 ddubi17@khu.ac.kr
사진 커뮤니케이션센터 communication@khu.ac.kr 및 게티이미지

ⓒ 경희대학교 커뮤니케이션센터 communication@khu.ac.kr

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