한식과 건강이야기

역학연구는 크게 기술역학(descriptive epidemiology)과 분석역학(analytical epidemiology) 두 가지로 분류할 수 있다. 기술역학은 질병이나 위험요인의 양과 분포를 시간, 장소, 사람에 관하여 연구하는 것이고, 분석역학은 인구집단에서 질병의 결정요인을 연구하는 것이다.

1) 기술역학(descriptive epidemiology)

(1) 횡단적 조사연구

횡단적 조사연구(cross-sectional studies)는 특정한 시점 또는 짧은 기간 내에 대상 인구 각 개인의 유병여부와 연구하고자 하는 요인의 유무를 동시에 조사한 후, 이들 간의 관계를 찾아내는 연구설계를 갖는다. 횡단적 조사연구의 대표적인 예로 우리나라 에서 현재 실시되고 있는 국민건강영양조사를 들 수 있다.

여러 나라에서 자국의 국민을 대표할 수 있는 표본을 선정하여 인구통계학적 특성, 질병의 유병 상태 및 건강 관련 행태 등을 파악하기 위한 단면적 연구를 일정기간을 단위로 주기적으로 수행하고 있다.

예를 들어, 고혈압 환자가 얼마나 되나 알고자 하는 경우, 인구집단의 특성 자료를 수집하여 성, 연령, 식습관 등과 같은 특성과 고혈압 간의 관련성을 유추할 수 있다. 횡단적 조사연구의 장점은 비교적 단시간 내에 결과를 얻을 수 있으며, 동시에 여러 종류의 질병과 요인과의 관련성을 조사할 수 있다.

또한 인구통계학적 자료인 인종, 사회경제수준, 혈액형 등을 결정요인으로 하는 연구에 매우 유용하게 적용할 수 있다. 횡단적 조사연구의 단점은 질병과 요인 간의 선·후관계를 규명하기 어려우며, 복합 요인들 중에서 원인 요인만을 찾아내기 어렵다.

또한 대상 인구집단이 비교적 커야만 의미 있는 자료를 얻을 수 있다. 특히, 식생활 관련 연구는 같은 인구집단을 대상으로 할 때 그 안에서는 식이 형태를 공유하기 때문에 더 큰 표본수와 정확한 자료를 얻어야만 한다.

(2) 생태학적 연구

생태학적 연구(ecological studies)는 흔히 역학적 연구를 시작하는 초기 단계에 많이 수행되고 있다. 이 연구의 특징은 분석의 단위가 개인이 아니고 인구집단이 된다.

대부분 다른 목적으로 수집된 자료의 평균치 또는 집단 자료를 이용하기 때문에 적합한 관련 요인을 정확히 가려내기가 어렵다. 따라서 연구가설을 제공하는 데 많이 쓰인다. 생태학적 연구의 예는 국민 1인당 지방 섭취량과 대장암 사망률과의 관련성을 보고자 하는 연구를 수행한다고 하자.

여러 나라의 지방 섭취량 자료와 대장암 사망률 자료를 가지고 관련성을 분석할 수 있는데, 두 변수(지방 섭취량과 대장암 사망률) 간의 통계적인 상관계수(보통 pearson계수)를 구하고 그 유의성 여부를 판정하는 것이다.

생태학적 연구의 장점은 비교적 단시간 내에 결과를 얻을 수 있으며, 기존 자료를 이용할 수 있어서 비교적 비용이 적게 든다는 것이다. 생태학적 연구의 단점은 생태학적 오류의 발생 가능성이 있다.

즉, 지방 섭취량과 대장암의 경우 인구집단에서 관계를 보여 주었어도, 그 인구집단에서 지방 섭취가 높은 사람이 대장암에 걸렸는지는 알 수 없다. 시간적 선후관계에 의한 오류가 있을 수 있어서 해석에 주의해야 한다.

생태학적 연구에는 시간의 변화에 따라 인구집단의 특성을 비교하는 경우도 있고, 특수한 인구집단, 즉 식이가 특수한 인구집단을 질병과 비교할 수 있다. 이민자 연구도 대표적인 생태학적 연구로 이민간 인구집단들과 모국의 인구집단의 식이와 질병의 특성을 비교하기도 한다.

2) 분석역학

분석역학(analytical epidemiology)은 개인의 자료를 기본으로 식이와 질병에 관한 가설검정에 주로 사용된다. 이 연구는 그림 12-1에서 볼 수 있는 바와 같이 연구자가 노출(exposure, 영양역학의 경우 식이)을 조작하는 경우와 관찰만을 하는 경우로 나눌 수 있다.

* 자료 : Lillienfield, D. E.(1994). Oxford university

(1) 환자대조군 연구

환자대조군 연구(case-control studies)는 식생활과 질병과의 인과성을 규명하기 위한 가장 많이 쓰이는 연구 형태이다.

특정한 질병에 걸린 환자나 위험요인을 가진 사람을 환자군(case)으로 하고, 그 질병에 걸리지 않거나 위험요인이 없는 사람 가운데 다른 모든 특성은 환자군과 비슷한 사람을 대조군(control)으로 삼아 비교하는 것으로써, 이들로부터 식이요인에 대한 자료를 수집하여 질병의 원인을 찾는다.

환자군은 특정 인구집단에서 발생하는 모든 환자들을 대표할 수 있는 사람들이고, 대조군은 만약 그들이 질병에 걸렸다면 환자군으로 선정될 수 있는 사람들을 대표할 수 있어야 한다. 즉, 질병에 걸리지 않았다는 차이점만 있을 뿐 환자군이 갖고 있는 특성을 모두 갖고 있어야 한다.

특히, 환자군과 대조군의 선정은 동일한 방법으로 결정 하여야 한다. 예를 들어, 대장암에 걸린 환자들과 걸리지 않은 사람들을 대상으로 육류 섭취에 관한 정보를 수집하였다고 하자.

대장암 환자 61명 중 육류를 많이 섭취한 사람은 50명 이었고, 환자가 아닌 사람 57명 가운데 육류를 많이 섭취한 사람은 16명으로 나타났으면, 육류가 대장암과 관련이 있을 것으로 추정되어 더 자세한 연구를 시행해야 할 것 이다.

환자대조군 연구의 장점은 비교적 비용이 적게 들며, 필요한 연구대상자의 숫자가 적어도 된다. 왜냐하면 이미 알려진 환자를 연구대상으로 시작하게 되어 같은 수의 대조군과 비교하기 때문이다.

그리고 자료수집에 소요되는 시간이 적고 단기간 내에 연구를 수행할 수 있으며, 희귀한 질병 및 잠복기간이 매우 긴 질병도 연구할 수 있다. 또한 동일 자료로 식이요인 이외의 다른 위험요인에 대한 원인성도 알아낼 수 있다.

환자대조군 연구의 단점은 필요로 하는 요인에 대한 정보수집이 제한되어 있으며, 기억력 또는 과거의 기록에 의존하므로 정보편견(information bias)의 위험이 크다. 또한 통제가 필요한 변수에 대한 정보를 구하지 못할 때가 많으며, 대조군 선정이 쉽지 않고 항상 문제의 소지가 있다.

(2) 코호트 연구

코호트 연구(cohort studies)의 방법은 질병이 아직 발생하지 않은 건강한 사람들을 대상으로 식이요인에 관한 자료를 확보한 다음 이들에게서 해당 질병이 발생하기까지 계속 추적 관찰한다. 그리고 일정 규모 이상의 환자가 발생하면 자료 분석을 시행하여 인과성을 평가한다.

예를 들어, 심장병 연구에 있어 혈액내의 콜레스테롤 함량과 지방 섭취량을 측정한 후 그 수치가 높은 집단과 낮은 집단의 심장병 발생률을 오랜 기간 동안 비교해 볼 수 있다.

코호트 연구의 장점은 한 가지 요인에 의한 다양한 결과(질병)를 평가할 수 있으며, 원인과 결과와의 시간적 선후관계가 명확하여 인과관계를 알아내는 데 매우 유리하다. 또한 식이요인에 관한 자료내용의 신빙성이 환자대조군 연구에서보다 훨씬 높으며 오류의 가능성도 적다.

그러나 코호트 연구의 단점은 과다한 소요경비, 대규모의 대상자 수 및 장기간의 소요기간 등이 필요하며, 연구계획이나 수행내용이 잘못되었다고 확인된 경우 이를 회복시키기 어렵다. 현재 우리나라에서도 코호트 연구가 일부 진행되고 있으나 비용과 시간, 자료 축적과 관리 등 어려운 점이 많이 있다.

(3) 실험적 역학연구

실험적 연구는 위의 환자군-대조군 연구나 코호트 연구와는 다르게 관찰만 하는 것이 아니라 연구자가 중재를 시도하는 것이다.

실험적 역학연구(experimental epidemiology)의 방법은 실험군과 대조군을 추적 관찰하여 중재(intervention, manipulation)의 효과를 비교하는 연구방법으로, 무작위 배정 임상시험(randomized clinical trial)과 지역사회 임상시험(community trial)이 있다.

실험적 역학연구 중 지역사회연구의 예는 심혈관 질환의 발생률과 사망률을 줄이기 위한 ‘Stanford three community study’가 좋은 예다. 지역사회주민의 연령, 콜레스테롤, 수축기 혈압, 흡연, 상대체중 및 심전도 자료를 갖고 위험성이 높은 사람들로 구분 하는 기초로 삼았다.

실험군으로 배속된 지역사회 두 개 중 한 지역사회에서는 위험성이 높은 사람들에게 개인적인 상담을 하고, 다른 지역사회는 대중 매체를 통해서 건강 지식을 전달했다. 조사 결과 두 지역사회 모두 포화지방 섭취량이 현저히 줄어들었고, 특히 개인상담을 집중적으로 받은 지역사회의 변화는 현격하게 컸다.

무작위 배정 임상시험은 신약이나 건강기능식품의 효능연구에 많이 쓰이는 방법으로 연구 대상을 무작위로 배정하여 실험군과 대조군의 결과를 비교하는 것이다. 실험적 역학연구의 장점은 다른 어떤 관찰 역학적 방법에서 얻어진 결과보다 타당성(validity)이 높다.

왜냐하면 혼란변수(confounding variable)의 영향을 가장 잘 통제할 수 있기 때문이다. 단점은 자유롭게 생활하는 사람들(free living population)을 대상으로 연구자의 의도대로 관리하기 위해서는 많은 비용과 시간, 노력이 든다는 것 이다.