제 6장. 분야별 역학연구

1. 약물역학

 

1.1 약물역학의 정의 및 역사적 배경

pharmacoepidemiology : 인구집단에서 약물의 사용으로 인하여 발생하는 이롭거나 해로운 결과의 빈도를 파악하고, 특정 약물복용과 질병발생간의 연관성을 분석하는데 역학적인 지식과 연구방법론을 적용하는 학문

 

1.2 약물역학 연구의 필요성과 의의

새로운 약물의 시판허가를 받기위한 임상시험은 최대한 빨리 시판허가를 받기위한 목적 때문에 관찰기간이 제한되고 연구대사자의 수가 한정되어 유해반응의 발생을 완전히 관찰하기 어려우므로 시판 후 대규모 인구집단을 대상으로 장기간에 걸친 ㅌ약 후의 임상경과를 관찰하는 약물역학연구가 필요

 

1.3 약물역학연구 방법

1) 사례연구

• 특정한 약물을 복용한 후 특이한 유해반응을 나타낸 환자에 대한 임상경과를 기술하여 학계에 보고하는 것
• 특정 약물과 유해반응 발생간의 인과적 가설을 제시할 수 있지만 유해반응의 발생규모를 파악할 수 없어 인과관계를 통계적으로 구명할 수 없음

1. 약물역학적인 측면에서 약물복용과 유해반응 발생간의 시간간격이 그 약물의 약물역동학적 성상과 일치하고, 유해반응의 특성이 그 약물의 약리학적 특성과 일치하며
2. 용량-반응관계를 보이거나
3. 약물의 투입을 중단하였을 때 유해반응이 소실되었다가 재투여 시 재발하는 등의 양상이 관찰되면
   인과관계를 강력히 시사하는것으로 받아들일 수 있어 인과성 구명에 큰 기여

2) 사례군연구

• 새로 개발된 신약이 시판된 이후에 발생률이 낮은 유해반응이나 장기간에 걸친 투약 후에 발생하는 유해반응을 확인하기 위한 시판후조사의 목적으로 이용하기에 용이한 연구설계
• 신약이 시판되 이후에 복용하기 시작한 환자들의 명단을 확보하여 일정 기간 동안 특정 유해반응이 발생하는지를 확인함으로써 유해반응의 발생 양상과 그 빈도 파악 가능

3) 생태학적연구

• 약물사용ㅇ양상의 연도별 변화양상과 그 약물에 의애 발생한 것으로 추정되는 유해반응의 연도별 발생수준간의 상관관계를 분석하여 인과환계에 관한 가설을 제기하는데 유용하게 사용

4) 환자-대조군연구

• 특정한 유해반응을 나타낸 사례군과 그 유해반응을 나타내지 않으면서 이들과 유사한 특성을 가진 대조군을 선정하여 두 집단에 속한 사람들의 의심약물에 대한 과거 노출경험을 비교함으로써 인과을 평가하는 연구설계
• 비교적 드물게 발생하는 약물유해반응에 관해 연구할 수 있고, 단일한 유해반응을 발생시키는 여러 약물들을 동시에 파악할 수 있으며, 비교적 단시간 내에 경구결과 얻을수 있음

5) 코호트연구

• 연구대상 약물 복용자와 비복용자를 추적 관찰하여 연구대상 유해반응의 발생률을 비교함으로써 특정 약물과 유해반응간의 연관성을 평가하고자 하는 연구

1.4 약물역학의 기여

• 자발적 부작용신고제도(spontaneous adverse event reporting system): 약물의 시판 허가 후에 해당 약물을 복용한 화자에서 원하지 않는 불편을 경험하였을 때 환자나 그 환자를 진료한 의사나 약사나 자발적으로 정부(식약처)에 신고하도록 하는 제도

2. 분자역학

 

2.1 분자역학(molecular epidemiology)의 개념

• 역학연구에 있어 분자와 세포 수준의 생체 표지자(biologic marker)를 주요 방법으로 이용하는 역학
• 노출-영향-개체의 감수성 등 질병 발생과정에서 일어나는 일련의 과정에 대해 직접적으로 분자생물학적 기법을 적용하는것
• 주 내용은 분자 수주에 대한 구체적인 정보 없이도 가능한 대부분의 체내 생화학적 지표 측정과 달리, 질병 또는 환경노출 등으로 손상되거나 자연적으로 변일르 일으킨 분자구조나 특징적인 유전자 생성물질을 분자생물학적 또는 면역학적 기법을 이용해 감지하고 확인하는 것

 

2.2 분자역학의 생체 표지자

1) 노출 지표(biomarkers of exposure, internal indicators of exposure)

• 요 중 발암물질의 대사산물이나 DNA 또는 단백질 부가체(carcinogen-DNA adducts, caecinogenprotein adducts)
• 환자-대조군연구나 코호트연구와 같은 역학연구에 활용 가능

2) 효과 지표(biomarkers of effects, indicates of preclinical adverse effect)

• ras, p53 등의 발암단백(oncoproteins), 암 표지자(tumor markers)

3) 감수성 지표(biomarkers of susceptibiity, indicates of an intrinsic or acquired susceptibiity)

• CYP450, glitathione-S-transferanse gene 등의 발암물질 대사를 주로 담당하는 효소의 유전자다형성과 DNA 복원에 관여하는 유전자 등
• 투과도: 어떤 질병 및 특성을 타나내는 유전자형을 갖고 있는 개체들 가운데 실제 증상 등의 표현형으로 나타는 빈도
  • 높은 투과도를 보이는 유전자는 변이형인 경우 질병발생의 위험도를 현저히 높게 하지만 발현 빈도가 매우 낮기 떄문에 인구집단기여위험도는 상대적으로 흔한 발현 빈도를 보이는 낮은 투과도를 가지는 유전자보다 낮음
  • 공중보건학적 연구대상으로서의 순위는 PAR이 높은 감수성 유전자, 즉 낮은 튜과도를 가지는 유전자가 더 높음
• 투과도(penetrance)에 따른 감수성 유전자 특성

	높은 투과도	낮은 투과도
질병 발생에 있어서의 역할	필요충분 조건	필요조건도 충분조건도 아님
인구집단에서의 빈도	드문 빈도	대부분 흔한 빈도
가족 내의 유전 패턴	분명함	확실치 않음
연관성의 강도	강함	약하거나 제한적
질병의 발생 절대 위험도	높음	낮음
인구집단기여위험도	낮음	높음
환경 노출 영향	약하거나 제한적	중요
유전-환경 상호작용	약하거나 제한적	다양
연구 형태	가족 기반 연구	인구 기반 연구
예시	BRACI, RB 등	GSTs, CYPs, XRCCI 등

• 생체 표지자 분석 방법: 제한효소분석법, 직접염기서열 결정, 유전자 칩, 차세대 염기서열 분석 등 다양

2.3 분자역학적 방법의 장점

• 노출과 질병 사이에서 일어나는 생체내 사건의 서술
• 미량의 욍니성물질 노출에 대한 확인과 노출량 구명
• 질병의 자연사에 일어나느 조기 사건과 소규모 사건의 확인
• 설명변수와 피설명변수의 분류 오류 감소
• 특정 노출과 관련되는 특정 질병 발생의 기전 구명
• 다앵성과 효과수정에 대한 보다 진전된 이해
• 개인 및 집단의 위험도 평가 강화

2.4 분자역학 연구의 조건과 이슈

• 생체 표지자가 역학연구에 적절히 이용되기 위해 대구모 집단에서 검정과 분포 파악이 선행되어야 함
• 교란효과, 효과수정, 반복측정에 대한 분석 등과 같은 역학/통계학적 이슈 불러일으킴

3. 유전역학

 

3.1 유전역학(genetic epidemiology)의 정의와 배경

• 유전역학: 기계와 인구집단에서 유전자의 질병발생에 대한 병인을 밝히고 나아가서는 유전자와 환경 간의 상호작용을 평가하기 위한 방법
• 유전적 요인과 가계(pedigree) 자료를 고려한다는 점에서 역학과 다름
• 질환에 초점을 둔다는 점에서 집단유전학과 다름
• 집단을 대상으로 한다는 점에서 의학유전학과 다름
• 선진국의 최근 질병 발생 추세를 볼 때 사망의 주요 원인은 유전적 요인과 환경적 요인이 함께 기여하는 다인성 질환(multifactorial disease)인 만성퇴행성질환으로 유전역학이라는 학문 필요
• 분자수준에서 유전질환의 이해, 멘델성 질환의 분류, 진단과 치료에 대한 이해를 높이며, 암과 심장질환 등 다인성 질환에 대해 그 원인과 병리에 대한 이해 수준을 향상시키는데 기여

 

3.2 유전역학적 방법

1) 유전자 분포의 안정성 평가

• 하디-와인버그 평형(Hardy-Weinberg Equilibrium, HWE) 이론
  • 인구집단에 외적 요인이 작용하지 않는 다면(대규모 유입이나 유풀이 없는 안정된 집단이라면) 유전자의 분포는 일정한 규칙을 가지게 됨
  • 일반 인구집단에서 유전자-질병 연관성 연구 시 가장 먼저 평가
  • 유전적 모형을 알고 있는 표현형에 대해서 유전자 빈도를 추정하는데 유용

 

2) 유전학적 연구방법

(1) 대상집단과 역학적 연구설계에 따른 분류

	인구집단 연구	가계연구
기술적 연구	인구집단에서 유전자와 유전관련 질환의 분포 파악 주로 단면연구 이용	가계 내에서 유전자와 유전관련 질환의 분포 파악
분석적 연구	인구집단에서 유전관련 질환과 관련있는 유전자 연구 질병발생에서 유전자의 역할 연구 환자-대조군연구 이용	가족응집성의 원인 연구 가계 내에서 질병에 대한 유전적 기전연구

(2) 가계를 대상으로 하는 유전역학연구

1. 가족응집성 연구(familial arregation study): 질병이나 질병 관련 위험요인들의 가족응집현상 유무 파악

2. 유전력연구(heritability study)

• 가족응집현상의 원인이 환경에 의한 것인지 유전적 원인인지 밝혀내는 일
• 유전력: 가족응집현상 중 유전적 요인에 의해 설명되는 부분을 정량화한 개념
• 유전적으로 관련 없더라도 생활습관의 공유(cohabitation) 만으로 가족응집력 현상 보일 수 있음

3. 유전자분리분석(segregation study)

• 가계 내 응집현상을 설명하는 유전성 형태 파악
• 표현형(phenotupe)에 포함된 음주, 운동 등 환경인자의 영향을 제거하고 남은 잔차(residual)를 통해 유전자분리분석(segregation analysis) 실시
• 잔차: 종속변수와 독립변수와의 관계를 밝히는 통계모형에서 추정된 종속변수의 값과 실제 관찰된 종속변수 값과의 차이표현형(phenotype)에 포함된 음주, 흡연, 운동 등 환경인자의 영향을 제거하고 남은 잔차(residual)를 통해 실시

4. 연관분석(linkage analysis)

• 가계자료를 통해 얻어진 유전모형을 설명하는 유전자의 위치(location)를 찾아가는 과정
• 염색체 내에 DNA지표(marker)를 이용
• 유전자간 근접 연관(close linkage) 분석
• 염색체의 유전자간 혹은 유전자 내에서 단일 염기변이가 얼마나 근접하여 위치하는가를 검정

(3) 인구집단 대사의 유전역학연구

대립유전자(allele)와의 연관성연구(association study)

• 가계중심 연관성연구: 형제자매 쌍(sibpair) 이용 분석, 부모 자녀 트리아드(triad) 분석, 특정 유전자의 대립유전자의 전이 검정 티디티(transmission disequilibrium test, TDT)분석
• 단일염기다형성(singel nucleotide poltmorphism, SNP): 사람의 DNA 염기서열셍서 하나의 염기서열 차이를 보이는 유전적 변화 또는 변이로 인간 집단에서 1% 이상으 ㅣ빈도로 존재하는 2개의 대립 염기서열이 발생하는 위치를 SNP라 함
• 유전체전장연구(genome wide association study, GWAS)
  • 전체 유전체에 대해 일정한 간격을 두고 유전변이형 마커를 선별하여 질병 연관성 연구 수행
  • 유전변이형 마커로 주로 단일염기다형성 이용
  • 최근 개발된 PLINK 프로그램 활용

 

3) 유전-환경 상호작용(gene-environment interaction)
질병의 발생은 개인의 유전적 소인과 더불어 환경적 인자에 의해 결정. 개인 간 질병 발생 차이는 유전자와 환경요인간의 상호작용으로 인해 나타남

3.3 유전역학의 미래

• 유전 및 환경요인이 복잡하게 얽힌 다인성질환 예방 및 관리에 필수적인 방법론
• 질환의 특성상 단일 유전자나 단일염기변이가 주는 정보나 영향이 매우 적기 떄문에, 인접한 유전자나 단일염기변이들의 연계된 정보와 환경요인을 결함한 유전역학적 연구가 시행
• 선천적으로 특정 유전인자를 가지고 있더라도 환겨적 노출 정도에 따라 유전자 발현이 다른 점을 연구하는 후성유전학(epigenetics) 연구를 통해 유전-환경 상호작용 분석 가능

4. 영양역학

 

4.1 영양역학의 개념

• nutritional epidemiology: 인구집단에서 질병을 포함하여 모든 건강상태와 관련된 영양학적 결정요인을 연구하는 학문
• 목적
  • 인구집단의 식품섭취, 영양섭취 등 영양상태 모니터링
  • 식이와 건강상태에 대한 새로운 가설 설정
  • 질병 예방을 위한 과학적 근거 생산
• 영양소만을 의미하는 것이 아닌 식생활의 모든 측면을 포괄하는 식이요인(distary factors)을 다룸(식품섭취량, 영양소 섭취량, 영양생화학적 지표, 영양소 외 성분, 식습관/식행태, 식생활 환경 등)
• 인간의 식생활은 복잡하여 타당성과 신뢰성이 높은 측정치 얻는 것이 어려움

4.2 영양역학의 접근법

1) 식이섭취(dietary intake) 조사방법
(1) 개방형 영양조사

• 정량적 조사방법
  • 24시간 회상법(24 hour recall)
    • 면접 시점에서부터 24시간 이내의 식이 섭취를 면접원이 직접 조사
    • 현재 식이의 절대값을 알 수 있음
    • 다수의 반복조사 필요
    • 질문에 대한 답가지가 구조화되어 있지 않음
  • 식사기록법(food record)
    • 식사를 할 때 섭취하는 식품의 종류와 양을 기록
    • 회상에 의존하지 않음

(2) 식품섭취빈도조사

• 폐쇄형(close-ended) 영양조사
• 영야역학 연구에서 가장 흔히 사용되는 방법
• 식품목록, 평균섭취빈도, 1회섭취분량으로 구성
• 단순식품섭취빈도조사(simple food frequency questionnaire), 반정량식품빈도조사(semi-food frequency questionnaire), 정량적 식품빈도조사(quantitative food frequency questionnaire)
• 계절적 변이 영향없이 일상식이 조사 가능
• 모든 식품을 포괄하지 않으므로 목록에 영향받음
• 산출된 영양소는 절대섭취량 반영하지 못함

 

2) 식이섭취 조사 자료 분석

• 영양역학 연구에서는 절대적 영양소 섭취보다 총 에너지 섭취량을 고려한 영양섭취를 다룸
• 총 에너지 섭취는 독립변수로 영양소 섭취는 종속변수로 선형회귀분석 수행하고 잔차 구함 - 영양소 섭취의 변이 중 식이의 영양소 조성에 의한 영양소 변이만을 분리
  • 역학연구의 식이요니 측정은 면접 또는 자가 작성에 기반하여 정보바잉어스-회상바이어스, 오분류- 개입 여지
  • 환자-대조군연구에서 차별적 오뷴류 발생 가능하므로 코호트연구 선호

4.3 영양역학 연구방향

질병 생존자들의 예후 연구와 질병 예방을 위한 다양한 수준의 정보 생산 필요

5. 사회역학

 

5.1 사회역학의 진화

• 사회역학(social epidemiology): 건강의 사회적 분포와 사회적 결정요인들에 대해 연구하는 역학의 한 분야
  • 사회적 결정요인(social determinants)
    • 사회계층화, 위계구조 자체 요인
    • 노동과 고용 조건, 지역하쇠 같은 환경 요인
    • 성별, 인종/인종주의 등에 근거한 차별과 사회적 배제 등의 제도적/문화적 요인
    • 사회 네트워크와 지지 등 개인/집단 수준의 사회심리적 요인
    • 소득불평등, 복지체제와 사회정책, 세계화 등 정치경제적 요인
  • 사회결정요인들로부터 건강불평등 현상 발생
    • 건강불평등: 사회적, 경제적, 지리적으로 구분되는 인구집단들 사이에서 체계적이고 잠재적으로 개선 가능한 한 가지 이상의 건강측면에서 차이가 존재하는 상태

5.2 사회역학의 접근법

• 고위험 접근전략(high risk strategy)에 대비되는 인구집단 전략(population strategy)을 취함
  • 특정 개인이 질병에 걸리는 원인과 인구집단 질병 발생률의 원인이 같지 않을 수 있다는 가정에서 출발
  • 인구집단 전체의 위험분포를 변화시키는 요인은 개인 수준의 비교를 통해서 확인이 어려워 사회적 조건 분석시 확인 가능
• 위험요인의 '맥락화(contextualization)'라는 개념과 연결
• 생애과정(life-course) 관점을 취함
  • 사회적 조건의 건강효과도 폭로의 시기와 기간이 중요

5.3 사회역학 연구방법론

• 사회학, 경제학, 심리학, 교육학, 역사학 등 사회와 인간행동을 다루는 다른 학문분야와의 학제적 접근(interdisciplinary approach) 필수적
• 반사실적 조건(counter-factual condition)에 근거한 인과성 모형 적극 탐구
• 자연실험 방법이나 성향점수(propensity scores), 도구변수(instrumental variable) 같은 방법들 활용
• 위험요인의 맥락화, 개인을 뛰어넘는 생태적, 사회적 요인이 효과를 분석하기 위해 다수준 모형(multilevel model) 활용 두드러짐
• 다층적 사회 구조에 대한 개념화, 건강과의 복잡한 인과성을 다룬다는 점에서 이론과 관점의 문제 제기

6. 이민자연구, 쌍둥이연구, 출생코호트연구

 

6.1 이민자연구(migrant study)

• 주로 유전-환경의 구분을 위해 활용되는 연구형태로서 유전역학의 중요 연구 수단
• 정성적(qualitative)으로 유전인가 환경인가라는 단서 제공
• 선행 조건
  • 충분한 크기의 이민이 단기간에 걸쳐 이루어진 역사적 배경
  • 유전과 환경의 기여도에 대한 증거가 필요한 질환이면서, 이민 본국과 이민 수용국 간에 질병의 발생양상(발생률 등)이 차이를 보이는 질환
  • 해당 질환의 정보를 얻을 수 있고, 위험요인에 대한 조사가 가능할 것
• 이민 수용국에 비해 이민 본국의 발생률이 낮은 질환이 이민 1세대, 2세대로 가면서 발생률이 점점 늘어나고 있고, 이민 2세대가 이미 수용국과 거의 같아졌다면, 유전요인보다 환경요인이 발생률 차이를 대부분 설명한다고 판단
• 이민 1세대와 2세대의 발생률이 큰 차이를 보인다면, 환경적 요인이 본국과 수용국의 차이에 큰 역할을 하고 있닥 시사하며, 특히 성인 이후의 환경보다는 소아에서의 노출을 강조하는 증거

6.2 쌍둥이연구(twin study)

• 주로 유전-환경의 구분을 위해 활용되는 연구형태로서 유전역학의 중요 연구 수단
• 정성적 뿐 아니라 정량적(quantitative)으로 유전력이라는 개념을 통해 유전적 요인이 얼마나 기여하는지 평가
• 단순한 기술적 연구의 범위에 머물지 않고 다양한 용도로 활용
• 일란성 쌍둥이와 이란성 쌍둥이 간의 상관관계의 차이는 유전적인 기여도의 차이, 즉 유전력(heritability) 반영
  • 유전력은 유전적인 기여도에 대한 정략적인 지표 중 가장 널리 사용되는 지표
  • 직관적으로 유전이 몇 %나 기여하는가에 대한 답 제공
  • 일반적인 가족연구에서 산출 가능한 지표로서, 전체 연구대상 형질의 변이 중 측정이 가능한 상가적 유전요인(additive genetic effects)에 의해 설명되는 변이
  • 협의의 유전력 = $ V_a / V_p$ ($V_a$ = 상가적 유전요인에 의한 분산, $V_p$ = 전체 표현형의 분산 )
  • 우연성이 있거나 예측 어려운 $V_d $ (우성 유전요인에 의한 분산, 형제/이란성 쌍둥이가 한 쌍의 대립 유전자 모두를 동일하게 공유할 확률)를 무시할 경우
    일란성 쌍둥이의 상관관계 $ Rmz = (V_a+V_c) /V_p$ ($V_c$ = 공유하는 환경인자로 인한 분산)
    이란성 쌍둥이의 상관관계 $ Rdz = (1/2 \times V_a+V_c) /V_p$ ($V_c$ = 공유하는 환경인자로 인한 분산)
    $2 \times (Rmz - Rdz) = V_a/Vp$ 되어 유전력의 정의에 근사

i) 유전자발굴 연구에서의 쌍둥이연구의 활용 - 이란성 및 일란성 쌍둥이와 그 가족들을 대상으로 한 연구형태

ii) 일란성 쌍둥이를 통한 쌍둥이-대조군연구

• 유전적 요인이 거의 완전히 짝지어진 대조군으로 대조군의 이상적 형태인 반사실성에 가장 근접한 대조군
  
  1. 코호트 형태의 접근(위험요인이 서로 다른 쌍둥이)에서 서로 위험요인이 다른 일란성 쌍둥이를 비교 관찰하여 다양한 건강영향 평가 방법 (ex.흡연/비흡연 쌍둥이의 건강양상 비교 연구)
  
  2. 환자-대조군 연구 형태로 일란성 쌍둥이 간에 질병발생 차이가 있을 경우 그 위험요인의 차이가 있는지 연구
  
  3. 동일한 문제를 가진 쌍둥이엥서 중재방법을 달리하여 개이방법의 효과를 판정하고자 하는 임상실험 형태의 쌍둥이-대조군 연구(ex.고지질혈증인 쌍둥이들 사이의 중재방법 차이에 따른 효과비교 연구)
• 최근 후성유전체학(epigenomics), 마이크로비옴(microbiome) 연구, 체성변이(somatic mutation)와 전사체(transcriptomics) 등 일란성 쌍둥이 사이에서 차이가 있을 수 있는 것으로 알려진 생물학적 기전의 평가에도 활용

6.3 출생코호트 분석(birth-cohort analysis)

• 한 해의 자료가 아닌, 여러 해에 걸친 시계열자료(longitudinal data)를 통해 동일한 출생년도를 가진 집단이 연령 증가에 따른 질병발생 형태 등을 관찰하는 연구방법
• 한 시점에서 관찰된 연령별 발생률, 사망률 등의 양상이 출생코호트별로 질병발생 수준에 차이가 많이 나타날 때 실제 연령에 의한 영향 왜곡 가능
• 현재 우리나라의 중요한 건강질병현상이 출생코호트 현상을 보이고 있는 경우가 많아 시의적으로 중요한 의미를 가짐

7. 정밀의학적 개념과 역학

 

7.1 정밀의학과 역학

1) 정밀의학의 개념

• 개인의 분자유전학적 정보와 여러 개인 소인, 환경요인들을 종합하여 개인별로 각자 다른 맞춤 예방, 진단, 치료, 예측을 시행하여 개개인에 가장 적절한 예방, 진단, 치료를 제공하자는 개념
• 오믹스 검사를 통해 개인별 분자유전학적 질병 소인에 대한 위험 평가
• 생활습관, 행동, 중재활동 등 개인 위험요인의 정보와 환경적 정보의 수집과 중재 등 개인별 맞춤형 예방
• 오믹스 정보를 이용한 질병의 조기 발견
• 오믹스 정보에 근거한 정말 질병진단과 세부 분류
• 개인별 분자유전학적 질병 분류에 따른 개인 맞춤형 표적치료물질 개발
• 진단 초기부터 질병의 임상적 과정과 예후 전 과정의 예측

2) 정밀의학과 역학의 접목

• 개인별 맞춤의학적 정밀의학게서는 집단의 개념이 없으며 개인별 특이한 극한값들을 그대로 둔 상태에서 개인별 효과 평가
  • 효과없다(0%), 효과있다(100%)는 각각 50%의 확률로 어떤 예측도 불가능
  • ROC curve의 c-index가 50%이면 요인변수가 결과변수를 분류하지 못함
• 여러 확률 모형과 기존 임상역학적 가설 하에서 시뮬레이션 등을 통한 가상 반복 측정 등의 새로운 역학통계적 기법과 접목되어야 함
• 성공 사례는 반드시 인구집단의 결과로 재분석하여 외부타당성을 확인하여 개인맞춤형 과학적 접근방식으로 일반화할 수 있는 알고리즘 확인 과정 필요

7.3 시스템역학(systems epidemiology)

• 개인의 기전 중심의 정보 뿐 아니라 개인을 둘러싸고 있는 사회, 국가, 지구촌 영역까지 모든 주변 환경요인이 다 질병 발생에 관여되기 때문에 사회환경적/계통적 측면에서 포괄적으로 질병과 건강을 바라보는 입장

1) 시스템역학의 정의

• 인구집단의 질병 요인 노출 상태를 인체, 사람이 속항 생태, 거시적 수준의 국가와 지구촌 수준으로 나누어 다수준 상태의 요인 노출을 확인하고 위험요인들간 상호관련성에 대한 네트워크 분석, 생물통계학적 위험 모델링(biostatistical risk modeling), 위험 상태별 시나리오에 대한 시뮬레이션 등을 통해 개인의 질병 위험을 확인하여 이를 건강증진에 활용하는 새로운 역학적 접근방식
• 병원성(pathogenicity)에 치우쳐 있던 기존의 계통역학에 사회적/생태학적 인과성(etiology)과 빅데이터 정보 기술이 동반되어 만들어진 결과
• 매우 복잡한 시스템인 인체와 생태수준(eco-level)의 다수준에서 노출요인 측정되어야 함
• 노출요인은 시스템 수준의 포괄적 정보로 측정되어야 함
• 기존 역학연구의 분석 전략으로는 상호 관련된 구성체의 복합체인 시스템을 분석하오 해석하는데 한계가 있어 시스템 내 요소 간 상호작용과 시스템 간 상호작용 및 적응(adaptation)을 고려한 시스템 분석이 필요

2) 시스템역학의 배경

• 17세기 르네 데카르트(Rene Decartes, 1596~1660) 환원주의(reductionism): 전체를 부분의 합으로 보는 기계론적 결정주의
• 1920년대 아리스토텔레스(Aristotle, BC 384~322): 전체는 부분의 합 이상
• 얀 스뮈츠(Jan Smuts, 1926): 전체주의(Holism)
• 베텔란피(von Bertalanffy, 1950) 일반 시스템 이론(general system theory): 경계가 유지되는 독립체 또는 프로세스로 식별이 가능하면서 서로 관련성을 가지고 있고 상호작용하는 구성요소의 복합체
• 20세기 후 블랙박스패러다임(black box paradiam)
• 21세기 기계론적 입장(mechanistic stance) 강조: 대용량의 오믹스 정보 융합
• 복합세트인 노출요니이 구성요소 복합세트의 행태와 표현형 복합세트에 미치는 영향을 상호작용과 적응을 고려하여 연구하는 분야
• 최근 생태사회학적 수준의 상호 관련성을 고려한 수학적 모델링과 계산적 시나리오 시뮬레이션으로 인구집단의 질병 예방과 건강증진을 도모하려는 시스템적 접근은 복잡한 표현형에 대한 이해를 통해 질병 위험 예측력을 향상시킬 기대 학문 분야