1. 연구배경

-최근 환경성 질환 역학연구에서는 수태부터 현재까지의 모든 노출의 총합, 태내에서부터 출생
후 현재까지 환경 노출을 반복적으로 측정하는 출생코호트 연구 등이 활발히 진행되어, 발전된
통계기법을 활용하여 유해물질 복합노출로 인한 건강영향을 평가하는 연구가 수행되고 있음
-국내 작업환경에서 유해물질 노출량은 줄어들고 있고 복합 노출이 빈번히 이루어지는 상황에서
직업성 질환 역학연구에서 복합노출의 건강영향을 확인하기 위한 적절한 통계기법에 대한
검토가 필요함

2. 주요 연구내용

○ 연구결과

-기존 문헌 검토를 통하여 환경성 질환에서 유해물질 복합 노출에 사용되는 통계기법과 특징,
장단점, 직업성 질환 역학연구의 적용 가능성을 고찰하였음. 문헌고찰에 포함된 통계적 방법
으로 베이지안 모델 평균(Bayesian model averaging, BMA), 나무기반 모델(tree based models)로 분류 및 회귀나무(classification and regression tree, CART)와 무작위 숲(random forest, RF)이 있으며, 최소 절대 수축 선택 연산(least absolute shrinkage selector operator, LASSO)과 탄성그물회귀(elastic net regression, ENR), 베이지안 계층적 회귀(Bayesian hierarchical regression,BHR), 가중 분위수 합 회귀(Weighted quantile sum regression, WQSR), 주성분 분석(Principalcomponent analysis, PCA), 부분 최소 제곱 회귀(Partial least squares regression, PLS), 구조 방정식 모델링(Structural equation modeling, SEM), 베이지안 커널 기계 회귀(Bayesian kernel machine regression, BKMR)가 있었음
-유해물질 복합노출을 평가하는 통계적 방법을 선택하기 위해 먼저 국내 노동자의 건강을 평가할 수 있는 이차자료의 특성을 고려하여 분석의 목표를 설정하였음. 이를 통하여 주성분분석(Principle Component Analysis, PCA), 부분최소제곱(partial least square, PLS) 회귀, 베이지안커널머신 회귀(Bayesian kernel machine regression, BKMR) 방법을 선택하였음

-선택된 통계적 방법에 대한 시범 연구로 2013년부터 2017년의 특수건강진단 자료를 분석하였음.
노출 변수로 요 중 마뇨산, 요 중 메틸마뇨산, 요 중 디메틸포름아미드를 사용하였고, 건강영향
평가를 위해서 간기능 검사 수치를 사용하였음. 주성분분석, 부분 최소제곱 회귀, 베이지안커널
머신 회귀를 적용하여 유해물질 복합 노출과 건강영향을 평가하였음. 결과, 2013년 자료에서
톨루엔, 자일렌, 디메틸포름아미드의 복합노출이 증가할 때 혈중 아스파테이트아미노전이효소가
상승하는 결과를 부분최소제곱 회귀와 베이지안커널머신 회귀 분석을 통해 확인할 수 있었음
-통계 방법을 실제로 적용한 결과, 노출 물질의 기여도 순위, 노출-결과의 비선형성, 노출-결과의
교호 작용, 복합노출의 건강영향 평가, 단일노출의 건강영향 평가를 동시에 할 수 있는 베이지안
커널머신 회귀가 가장 좋은 통계방법으로 생각되었으나, 분석시간이 오래 걸리는 단점이 있어
자료의 용량이 커질수록 적용하기 어려울 것으로 생각됨. 반면, 주성분분석과 부분최소제곱
회귀의 경우 분석시간이 빠르고, 전통적인 차원축소 방법이라는 점에서 장점이 있으나, 로딩
벡터가 마이너스 값이 나올 경우 노출과 결과 간의 연관성을 설명하기 어렵다는 단점이 있었고,
산출된 성분의 단위를 측정하기 어려워 결과 해석이 어려운 단점이 있었음

○ 시사점

-최근 발전된 통계 방법들은 각각 단점이 있으나, 다중공선성에 강하고 복합노출의 건강영향
추정치, 비선형성, 교호작용 등의 정보를 제공해 줄 수 있다는 점에서 전통적인 회귀분석과는
다른 장점이 있으므로, 노동자 대상 역학 연구에 적극적으로 활용할 가치가 있음

3. 연락처

- 연구책임자 : 산업안전보건연구원 직업건강연구실 중부권역학조사팀 이지혜