Introduction
1. What is the scope of the problem?
Hearing loss는 세계적으로 흔한 공통 만성 질환으로, 청소년들에게는 의사소통에 영향을 미쳐 심리적 발달과 학업 성취 능력을 감소시킬 수 있고, 성인들을 비롯해 삶의 질 하락과 경제적 활동의 감소를 일으킬 수 있다 (Agrawal et al. 2008; Shargorodsky et al. 2010).
2. What do we know about the problem?
중금속(lead, cadmium, and mercury)의 ototoxic effects : blood glutathione 및 protein 결합 sulfhydryl group 감소를 통한 산화 스트레스 및 달팽이관에서의 지질 과산화가 청각 신경 전도 지연 및 청각 역치 상승 초래한다 (Park 2015; Prasher 2009)
3. What do we not know about the problem?
일반 성인과 청소년에 대해서 중금속의 저수준 장기 노출과 ototoxic effects에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 특히 쌀이나, 생선, 조개류 등의 섭취량이 많은 한국인을 대상으로 중금속의 환경 노출과 hearing loss의 연관성에 관한 역학적 연구는 수행된 적 없다.
4. What is the purpose of this paper?
다양한 소음 노출과 임상 위험 요소를 포함한 잠재적 교란요인을 제어한 상태에서 2010-2012 KNHANES(한국국민건강영양조사)의 데이터를 이용해 청소년과 성인의 hearing loss의 위험과 중금속의 환경 노출의 연관성에 대해 조사했다.
Method, Results
1. What is the study population?
- KNHANES Ⅴ2010-2012 : 1998년부터 한국의 질병관리본부(KCDC)에서 수행되고 있는, 한국인의 건강과 영양 상태를 파악하기 위해 진행되는 일련의 단면조사로 건강설문조사, 검진조사, 영양조사 세 가지로 구성
- 국민인구조사에서 192개의 표본 (3,800 가구) 무작위 추출, 검진조사 (2010년 8,958명, 2011년 8,518명, 2012년 8,057명)
- 각각의 연간조사에서 10세 이상의 참가자들 중 2,400명 무작위 선정하여 blood lead, mercury, cadmium 측정
- 12세 이상을 대상으로 청력 검사 수행 (20-87세 5,515명, 12-19세 879명). 중 데이터 누락 354명 (성인 328명, 청소년 26명) 제외
- 최종 6,040명 (성인 5,187명, 청소년 853명)
2. What is study design?
- audiometric examination : 10~110dB 범위에서 0.5, 1, 2, 3, 4, 6kHz의 각 주파수에서 Pure-tone air conduction hearing thresholds 측정 (0.5, 1, 2 및 4 kHz; speech-PTA, 3, 4, 6 kHz; high-PTA) (Agrawal et al. 2008; Choi et al. 2012b)
- hearing loss : 성인; 양쪽 귀 PTA>25dB, 청소년; PTA>15dB (Niskar et al. 1998; Shargorodsky et al. 2010).
- SAS survey procedures (version 9.4; SAS Institute Inc.). 3-y weights 적용
- blood lead, mercury, cadmium levels 자연로그 변환, OR ratio 계산: Logistic regression models
- 단일 및 다중 (총 3 가지) 오염 물질 모델을 구성하고 공통 오염 물질 조정 후 각 오염 물질의 단일 효과의 잠재적 감쇠 관찰
- Sensitivity analysis : speech- frequency PTA, urinary cotinine, 교육, 성인 연령 : logistic regression models
3. How was exposure assessed?
- lead, mercury, cadmium : 혈액 시료는 미량 금속성 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA) 튜브로 채취, 표본은 분석을 위해 즉시 2-8°C의 중앙 연구소로 보내짐 (NeoDin Medical Institute, Seoul, Korea).
- 전혈 정맥의 lead와 cadmium은 흑연로원자흡수분광광도계(modelAAnalyst600; PerkinElmer, Finland)로 분석, blood mercury 농도는 직접 mercury 분석기와 gold amalgam method으로 측정 (model DMA-80; Milestone, Italy).
- 검출 한계(LODs) : lead, mercury, cadmium에 대해 각각 0.12μg/dL, 0.158μg/dL, 0.056μg/dL
- potential confounders : 자가응답, 가스크로마토그래피 질량 분석법, 식품섭취빈도조사 (FFQ)
4. What statistical models yielded results reported in figures and tables? (each table..)
- table 1 : 성인의 조정 기하평균 (95% CI) 특성 및 분포
- blood lead, mercury, cadmium의 수치는 연장자와 흡연자에게서 높게 나타났다.
- blood lead 농도는 고주파 hearing loss이 있고, BMI 25이상, 직업 소음 노출이 있는 개인에게서 더 높았다.
- blood mercury 농도는 교육 수준이 높고, BMI 25이상, 직업 소음 노출이 있지만 음성 주파수 hearing loss이 없는 개인에게서 높게 나타났다.
- blood cadmium 농도는 음성 주파수 hearing loss이나 당뇨, 여가 소음 노출이 없는 경우에 더 높았다.
- table 2 : 청소년의 조정 기하평균 (95% CI) 특성 및 분포
- blood lead 농도는 남성과 흡연 청소년에게서 높게 나타났다.
- blood mercury 농도는 남성과 BMI 25이상의 청소년에게서 높았다.
- blood cadmium 농도는 고주파 hearing loss이 있고, 가계 소득이 낮으며 흡연 청소년인 경우 더 높게 나타났다.
- table 3 & table S1 : 단일 및 다중 오염원 모델을 사용한 성인의 blood lead, mercury, cadmium의 hearing loss 위험 (음성 및 고주파수 PTA 25db이상)의 logisticregession 결과
- blood lead과 cadmium은 단일 및 다중 오염원 모델에서 고주파 hearing loss 가능성 증가와 깊은 관계가 있었다.
- blood mercury과 hearing loss은 특별한 관계가 발견되지 않았다.
- table 4 : 청소년의 단일 오염 모델에서의 blood lead, mercury, and cadmium levels의 ORs of hearing loss
5. How were confounding assessed?
- 교육 : 초등학교 졸업 또는 그 이하 / 중학교 졸업 / 고등학교 졸업 / 대학교 이상
- 가계 소득 : 조사 연도별 사분위수
- 흡연 사항 : 현재 흡연중 / 과거 흡연 경험 있음 / 비흡연자
- BMI : 체중/키의 제곱(kg/m2)
- 고혈압 : 수축기 혈압 140mmHg, 이완기 혈압 90mmHg 이상 또는 항고혈압제 자가 응답
- 당뇨 : 공복 혈당 126mg/dL, 자가 응답된 의사 진단 또는 약물 사용 (구강 혈당 치료제 또는 인슐린 주사)
- 소음 노출 : 자가 응답(비노출)
- 직업 소음 : 큰 소음 (일반 또는 기계 소음)이 있는 곳에서 세 달 이상 근무한 경우
- 여가 소음 : 지하철이나 버스 같은 시끄러운 장소에서 이어폰을 사용하여 음악을 들은 경우 또는 근무 외적으로 시끄러운 장소에서 큰 소음 (전력 공구나 큰 음악소리)에 노출된 경우
- 화재 소음 : 폭발이나 총기와 같은 순간적인 큰 소음에 노출된 경우
- urinary cotinine : gas chromatography mass spectrometry (model Clarus 600T; PerkinElmer, Finland)
- 생선 섭취량 : 무작위로 선택된 대상 (n=2,973)에서 식품섭취빈도조사 (FFQ) 질문에 의해 추정
Discussion
1. Summary of study results
한국인을 대표하는 표본 데이터 KNHANES 2010-2012의 분석 연구로 성인과 청소년 모두를 대상으로 중금속과 hearing loss의 연관성에 대한 첫번째 연구로서 hearing loss에 대해 성인에게서는 blood lead과 cadmium, 청소년에게서는 blood cadmium의 노출 사이에 중요한 연관성이 있음을 발견했다. 성인과 청소년 모두 blood mercury과 hearing loss은 특별한 관계가 없음이 관찰되었다.
2. How this study builds on previous knowledge
성인의 고주파 hearing loss에 대한 blood cadmium (1.47-6.42μg/L)과 blood lead(2.82-26.51μg/dL)의 최고 사분위수는 최저 사분위수와 비교하여 각각 1.47 (95% CI: 1.05, 2.05)과 1.70 (95% CI: 1.25, 2.31)의 OR값을 나타냄으로써 미국의 NHANES를 대상으로 한 이전 연구 결과와 일치한다. 또한 청소년 (최고 대 최저사분위의 고주파수 청력손실 OR =3.03)에게서 blood cadmium과 hearing loss 간의 연관성이 더 높은 것과 blood mercury가 성인이나 청소년의 청력 상실 위험 증가와 관련이 있음도 마찬가지이다. 이에 대해 청각 신경계에 대한 mercury의 신경 독성을 감안할 때 다양한 유형의 biomarker에 대한 향후 연구가 필요하다.
3. Limitations/Strength
- Strength
- 한국 일반 인구의 큰 대표 표본으로부터 얻은 데이터를 사용 (KNHANES)
- 여가 소음, 직업 소음, 총기 소음과 잠재적 혼란 요인에 대해 조정됨
- 성인과 청소년의 두 가지 하위 집합에서 수행됨으로써 민감성을 더 잘 이해할 수 있음
- Limitations
- 단면연구이므로 노출의 시간적 인과관계에 대한 추론이 불가능하여, 역인과관계가 있을 수 있다.
- blood lead과 mercury 농도는 최근의 노출을 주로 반영한다. (골 lead은 만성 노출 측정 가능)
- 이분법적 변수로 포착되지 않은 시끄러운 환경에 의한 잠재적 노출의 오분류와 잔차 교란을 배제할 수 없다.
- 선천성 거대 세포 바이러스 감염 또는 유전적 결함에 대한 자료가 없다.
- 간접 흡연에 대한 조정이 없다.
- 직업 소음과 임상 질환과 같은 중요한 잠재적 혼란변수는 청소년에서는 조정되지 않았다.
- 청소년의 hearing loss 발생률이 낮아 OR값의 신뢰구간이 넓어짐으로써 실제 연관성은 더 유의할 수 있다.
4. Conclusions/implications
A. Conclusions : 한국 일반 성인의 lead과 cadmium, 청소년의 cadmium의 환경 노출과 hearing loss의 위험 사이에 중요한 연관성을 발견하고, mercury 노출과는 유의미한 연관성이 없었다.
B. Implications : lead, cadmium의 환경 노출 감소를 위한 노력은 일반인의 hearing loss을 예방하는데 중요하고, 역인과관계 문제를 확인하기 위한 전향적 설계와 광범위한 노출에 대한 추가 연구가 필요하다.
*보충 사항
auditory brainstem response (Murata(ABR)
음자극(音刺戟)에 의하여 생기는 청각전도로의 신경활동중에서 두정부로부터 유도되는 와우(禍牛)-뇌간의 반응. 보통 7개의 반응파가 있고, 반응파가 출현하는 음자극의 크기에 의해 다른 청력 검사로서 이용하거나, 반응파의 잠복시간의 연장, 진폭의 축소 내지 소실로부터 청각로의 장애부위를 검출하여, 신경학적 검사로서도 이용. 특히 신생아, 유아(幼児), 정신장애자, 의식장애자, 사청자(詐聽者) 등의 청력검사로서 뛰어남
Atomic Absorption Spectrometry
원자가 고유한 파장의 빛을 흡수하는 특성을 이용하여 광을 전기적으로 분리하여 특정원소를 정량하는 장치
food frequency questionnaire (FFQ)
특정한 식품 혹은 식품군의 섭취빈도를 조사하는 방법. 일상적으로 섭취하는 식품의 내용을 질적으로 파악하기 위하여 사용 빈도가 높고 해당 영양소의 주요 공급원이 되는 식품 목록을 작성하여 조사 대상자가 주로 섭취하는 식품이나 관심 있 는 몇몇 영양소 섭취 빈도를 1일 1주일 1달 등의 섭취 횟수로 나타내어 특정 영양소 섭취 상태를 평가하는데 사용. 원칙적으로 양은 포함되지 않으며 표준량을 섭취하는 것으로 간주. 최근에는 양이 포함된 반 양적 빈도조사지 개발
