12.1. 마야크 종사자
(Mayak workers)

• 러시아 마야크(Mayak) 지역에서 1948년부터 핵무기 생산 공장이 가동되었으며, 이 사업장에 근무한 종사자들이 많은 핵종(플루토늄, 세슘, 스트론튬 등)에 노출되었다. 그리고 사업장에서 흘러나온 핵물질들이 인근 테차강(Techa river)에 유입되면서 주변 지역을 오염시켰고 이로 인해 지역주민들 또한 방사능에 노출되었다. 종사자 집단은 기본적으로 직업성 노출 형태이며 지역주민들은 환경적 노출 형태이다. 그러나 노출된 다양한 핵종, 높은 노출량, 사업장의 잦은 사고로 인해 원전 사고 성격과도 유사한 노출 특성을 보이기도 한다. 따라서 마야크 사업장 종사자와 테차강 지역 인구집단의 경우 방사선에 대한 직업, 환경, 사고성 노출이 겹쳐있는 특성을 가진다.

(1) 노출과 인구집단

• 마야크 사업장 종사자들은 1) 다른 직업의 종사자들보다 상대적으로 높은 선량에 노출되어 ‘중간에서 고선량에 간헐적으로 외부노출(medium- to high-dose protracted external exposure)’되었다고 표현되며 2) 일부 종사자들은 감마선에 의한 외부노출 외에 플루토늄(239Pu) 내부노출도 함께 이루어졌다는 특성이 있다. 방사선 노출의 전체 노출량 95%는 1949-1951년 사이에 집중되었으며, 1959년 이전 종사자들의 누적 배지 노출량은 평균 1.2Gy일 정도로 높았다. 외부노출은 사업장을 폐쇄하면서 거의 없어졌지만 내부노출은 체내 들어온 방사성 물질에 의해 지금도 계속되고 있다. 마야크 사업장에는 1948-82년까지 약 26,000명이 4개의 작업부서(reactor, radiochemical plant, plutonium production, auxiliary plant)로 나누어져 종사하였다. 이 중 두 부서(reactor와 auxiliary plant) 종사자들은 감마선에만 노출되었고, 다른 두 부서 종사자들은 감마선과 플루토늄에 함께 노출되었다.

• 마야크 사업장 종사자 중 여성이 약 25%를 차지한다. 이는 구소련에서 여성도 작업에 동원되었기 때문으로 다른 핵산업 종사자들이 대부분 남성인 것과는 다른 인적 구성이다. 종사자들의 약 80%가 추적되었으며, 이중 약 70%가 2012년까지 사망하여 거의 완전한 추적에 근접하고 있다. 흡연력은 남성과 여성에서 각각 76%, 5%로 보고되었으나 금연 시점을 정확히 파악하지 못해 흡연자의 경우 계속 피운다고 가정하고 건강 영향이 추정되었다. 따라서 마야크 종사자 연구에서 흡연 효과가 과대 추정될 가능성이 있다.

• 마야크 사업장 종사자들의 방사선 노출평가를 위해서 마야크 종사자 선량 측정 시스템(MWDS, Mayak Worker Dosimetry System)이라는 선량 평가 시스템이 개발되었다. 초반기에는 18,831명의 작업자들에 대한 측정자료, 작업력 기록, 방사선 에너지 및 입사각도, 선량전환계수를 기록한 Doses-2005라는 선량 데이터베이스를 구축하였으며, 이것이 MWDS-2008와 MWDS-2013을 거쳐 최근에는 MWDS-2016이라는 선량 평가 시스템이 만들어졌다. 특히 MWDS-2016 시스템 개발을 위해서 약 8,000명 이상의 종사자들로부터 소변 중 플루토늄을 측정하였으며, 사망한 종사자들에서도 플루토늄 측정 결과와 작업력 등을 수집하였고, 외부노출 평가를 위해서 작업장의 감마, 베타, 중성자 선량이 재구축되었다. 이처럼 마야크 종사자 연구는 다른 역학 연구들보다도 직접 노출된 종사자들의 생체시료와 방사선의 생화학적 분석 등 다양한 방법들이 종합되어 노출평가가 이루어졌다는 장점이 있다.

(2) 악성종양

• 1948년부터 1972년까지 근무한 약 21,500명을 1997년까지 추적한 연구에서 플루토늄 노출을 보정한 상태에서 감마선에 의한 외부노출 영향이 평가된 바 있다. 연구 결과 고형암 사망의 초과상대위험도는 대장선량 Gy당 0.15(90% CI 0.09, 0.20)의 유의한 위험을 보였으며, 선량-반응 관련성은 선형보다는 비선형 모델(하향곡선)이 적합하게 관찰되었다. 반면 백혈병은 감마 외부선량과 유의한 관련성을 보였으나 플루토늄 노출과는 유의한 관련성이 없었다. 한편 폐, 간, 뼈의 초과상대위험도는 Gy당 0.30으로 그 외 고형암의 초과상대위험도 0.08보다 높게 관찰되었다.

• 플루토늄은 호흡기를 통해 신체에 흡입되어 간과 뼈에 주로 침착하는 것으로 알려져 있다. 따라서 폐, 간, 뼈는 플루토늄 노출과 밀접한 관련이 있는 부위로서 플루토늄 노출량과 이들 장기에 초점을 둔 연구가 마야크 사업장 종사자 17,740명을 2003년까지 추적하여 진행되었다. 연구 결과 폐암의 초과상대위험도는 플루토늄 노출 Gy당 남자에서 7.1, 여자에서 15였으며 간암의 초과상대위험도는 Gy당 남자 2.6, 여자 29, 뼈암의 경우는 남자 0.76, 여자 3.4로 유의한 선형 관련성을 보였다. 여성에서 남성보다 상대적으로 초과상대위험도가 높은 것은 기저 암위험도 남성보다 낮았기 때문으로 판단되었다 (남성의 경우 흡연과 음주로 인한 높은 기저 암위험도를 가져 상대위험도가 상대적으로 낮게 나타남).

• 따라서 마야크 사업장 종사자 연구에서는 다른 연구에서와는 달리 플루토늄 노출에 영향을 많이 받는 암종(폐, 간, 뼈)을 전체 고형암과 구별하여 접근한다. 왜냐하면 플루토늄 내부노출에 의한 영향을 배제하는 것이 외부 감마선 노출에 의한 다른 역학 연구들과 비교하는 데 적합하기 때문이다. 또한 플루토늄을 실제 측정한 경우는 고노출되었을 것으로 판단된 약 40%의 작업자만이며 대부분 남성 흡연자였다. 그리고 흡연에 대한 정보가 자세히 수집된 것이 아니어서 플루토늄 효과를 외부 감마선 노출과 분별해 내는 데 한계가 있었다. 또한 플루토늄 노출이 폐암, 간암, 폐암과는 유의한 관련성을 보이는 것은 분명하므로, 이 3가지 암종은 플루토늄에 특이적으로 영향을 받았을 것으로 보고 있다. 따라서 플루토늄 평가의 불확실성을 제거하려면 이 암종들을 제외하고 분석하는 것이 다른 인구집단에 관한 연구와 비교하기에 합리적으로 판단하고 있다.

• 1948년부터 1982년까지 근무한 25,757명을 2008년까지 추적한 한 연구에서 폐, 간, 뼈암을 제외한 고형암 사망의 경우 초과상대위험도가 대장선량 Gy당 0.16의 유의한 위험도를 보였다. 플루토늄 노출을 보정한 경우는 0.12로 다소 감소하긴 하였지만 유의한 차이를 보이지 않았다. 대부분의 개별 장기에서 초과상대위험도가 증가하였으나 식도암에서만 통계적으로 유의하였다. 이러한 위험도는 성별과 연령에 의해 유의하게 영향받지 않았다. 이 연구에서 플루토늄 노출을 보정한 상태에서의 백혈병, 고형암, 폐암 위험도는 원폭 생존자 연구보다 다소 낮은 것으로 산출되었는데, 그 이유는 분명하지 않으나 선량률(dose-rate)의 차이에 의한 것으로 추정되고 있다.

• 한편 위암 발생위험도는 Gy당 0.20의 유의한 초과상대위험도를 보였으며 이 위험도는 플루토늄 내부노출과는 관련성이 없었으며, 비방사선 인자(음주, 흡연, 만성질환력 등)에 의해 방사선의 효과가 유의하게 변경되지 않았다. 피부암의 경우 기저세포암(basal cell carinoma)의 위험도는 피부선량 Gy당 0.57로 유의하게 증가하였으나 편평상피세포암(squamous cell carcinoma)의 경우는 Gy당 0.14의 유의하지 않지만 증가한 위험도를 보였다. 이러한 위험도는 플루토늄 노출 여부, 성별, 작업 및 도달 연령 등에 따라 차이가 없었다. 전반적으로 암발생 위험도는 암사망 결과의 양상과 유사하였으나 위험도 크기는 더 적었고 내부 플루토늄 노출 보정시 유의하지 않았다.

• 혈액종양 발생에 대한 연구의 경우 2004년까지 추적한 종사자 22,373명의 종사자를 대상으로 진행되었다. 방사선 노출은 MWDS 2008 프로그램을 사용하여 외부 및 내부노출 평가를 실시하였다. 백혈병(CLL 제외)의 위험도는 외부 감마노출과 비선형적인 선량-반응 관련성을 보였으며 노출시 시간이 증가함에 따라 위험도가 감소하였다 백혈병 중 AML의 위험도가 가장 높았으며 노출 후 2-5년에 가장 높은 위험도를 보였고 그 후 감소하였다 (그러나 위험도는 여전히 유의하게 증가함). 한편 백혈병의 위험도는 내부 플루토늄 노출과는 유의하게 증가된 위험도를 보이지 않았다 (폐암의 경우는 반대로 내부 플루토늄 노출과 유의한 증가를 보이나 외부 노출과는 연관성 적음). 호즈킨/비호즈킨 림프종, 그리고 다발성골수종의 경우는 내부 및 외부 노출 모두에서 방사선량과 유의한 관련성을 보이지 않았다.

• 마야크 핵사업장 종사자 연구의 주된 내용은 1) 외부 방사선 노출은 플루토늄 노출에 의해 영향받지 않았고, 2) 폐, 간, 뼈암을 제외한 고형암의 위험도는 플루토늄 노출에 의해 유의하게 영향받지 않았다는 것이다. 이러한 결과는 플루토늄에 내부 노출된 종사자들을 그렇지 않은 종사자들과 분리하여 분석한 결과에 의해서도 뒷받침되었다. 3) 이 연구의 또 다른 특성은 방사선 효과가 성별에 따라 차이가 컸다는 것이다. 주된 이유는 흡연에 의해 교란된 것으로 보이나 방사선 효과가 흡연을 보정하고도 차이를 보여, 어느 정도의 성별 차이가 존재한 것으로 판단되었다. 그리고 방사선의 영향은 흡연자에서 비흡연자보다 크게 나타나, 비흡연자에서의 위험도가 더 높았던 원폭 생존자 연구와는 다른 효과변경작용을 보였다.

• 마야크 사업장 종사자 자녀들에서의 건강 영향 연구는 1948-1988년 사이에 여성 작업자들에서 태어난 약 8,000명의 자녀를 대상으로 별도의 코호트(Mayak Female Worker Offspring Cohort) 연구로 수행되었다. 이들의 평균 자궁선량은 54.5mGy이었으며 암 사망위험도(75명의 고형암과 12명의 백혈병)와 유의한 관련성이 관찰되지 않았다. 이후 2009년까지 추적을 확대한 연구에서 비록 환자수가 적고 선량별 결과값이 불안정하지만 고형암 발생(177명)의 경우 자궁 선량과 유의한 초과상대위험도는 관찰되지 않았으나, 혈액 종양 발생 (32명)과 백혈병(13명)은 100mGy당 각각 1.12, 1.76의 유의한 초과상대위험도를 보였다. 이 경우에도 위험도는 외부 감마 노출과 관련된 것이며 내부 플루토늄 노출과는 관련성이 적었다. 이러한 종사자 자녀의 연속적인 연구들은 초기에 관련성이 없다고 보고되었던 내용이 추적 기간 증가에 따라 변화될 수 있다는 사례를 보여준다.

(3) 비악성종양

• 마야크 사업장 종사자에서 진행된 심혈관 질환의 발생 및 사망에 관한 연구들을 종합하면 자료원(발생 혹은 사망), 입적 연도, 노출 형태(외부 및 내부노출)에 따라 차이를 보이지만 대체로 유의하게 증가한 선형 관련성을 보였다. 이러한 증가 경향은 추적연도별로 차이가 있지만, 사망보다는 발생자료일수록, 초기 입적 종사자일수록, 외부 방사선 노출량과 더욱 분명하게 나타났다.

• 뇌혈관질환에 관한 연구에서는 1948-1982년에 근무한 마야크 사업장 종사자 22,377명을 2008년 말까지 추적하였다. MWDS-2008을 사용하여 평가한 평균 외부 감마 노출량은 남성 0.54Gy, 여성 0.44Gy이었으며 내부 간선량(liver)은 남성 0.23Gy, 여성 0.44Gy이었다. 뇌혈관질환 발생의 초과상대위험도는 비방사선 위험 인자들을 보정한 상태에서 외부 감마선량과 내부 간선량 Gy당 각각 0.46과 0.28이었으며 선형적인 선량-반응 관련성을 보였다. 2018년까지의 추적한 최근 연구에서는 외부 감마선량에 의한 초과상대위험도는 남성이 Gy당 0.37, 여성이 0.47로 유의한 용량-반응 관련성을 보였다.

• 같은 대상자들에 대한 허혈성 심장질환 발생 연구에서는, 외부 감마선 노출에 의한 초과상대위험도가 비방사선 위험요인과 내부노출을 보정한 후 Gy당 0.10(95% CI 0.04, 0.17)의 유의한 증가를 보였으나, 사망위험도는 Gy당 0.06(95% CI <0, 0.15)으로 유의하지 않았다. 반면 내부노출에 의한 초과상대위험도는 허혈성 심장질환 발생의 경우 유의한 관련성이 없었으나, 사망위험도는 외부노출과 비방사선 위험 인자를 보정한 후 Gy당 0.21으로 유의하게 증가하였다.

• 고혈압 발생에 관한 연구는 1948-1982년에 근무한 종사자 22,377명을 2013년까지 추적한 연구에서 보고되었다. 이 연구에서는 총 8,425명의 고혈압 환자를 확인하였으며 대상자들의 외부 감마선 노출은 평균 누적 간선량이 남성에서 0.45Gy, 여성에서 0.376Gy였다. 초과상대위험도는 Gy당 0.14(95% CI 0.09, 0.20)으로 누적 간선량과 유의한 선형 증가 양상을 보였다. 그러나 내부 플루토늄 노출과의 관련성은 없었다. 이처럼 내부와 외부노출이 동시에 이루어진 경우 두 노출 형태의 방사선량을 합치기보다는 서로를 보정하여 각 노출 형태의 독립된 영향을 살펴보았다. 그 이유는 내부노출을 측정한 작업자가 적었고, 내부 노출평가 방식의 불확실성이 크며, 방사선의 내부와 외부노출의 잠재적인 기전적 차이가 있을 수 있기 때문이다.

• 마야크 사업장 종사자와 영국의 셀라필드 종사자(UK Sellafield Worker)들은 플루토늄에 노출되었다는 공통점이 있어, 마야크 종사자 22,374명과 셀라필드 종사자 23,443명이 포함한 두 집단을 통합한 연구도 진행되었다. 평균 누적 방사선 외부 노출량은 마야크 종사자가 0.52Sv, 셀라필드 종사자가 0.07Sv였으며 평균 누적 간 노출량은 마야크 종사자가 0.19Gy, 셀라필드 종사자가 0.01Gy였다. 이들에 대한 전체 심혈관 질환, 허혈성 심장질환 및 뇌혈관질환의 사망률은 플루토늄 내부노출과는 유의한 관련성이 없었으나 외부 감마 노출과는 심혈관질환과 허혈성 심장 질환의 사망이 유의하게 증가하였다. 그러나 두 코호트 간 결과 차이가 컸으며 특히 초기 코호트 입적자(1957-1958년 이전)들의 결과에 대한 이질성이 높았다. 초기 입적자들을 제외한 두 코호트의 통합 결과는 심혈관 질환, 허혈성 심장질환 및 뇌혈관질환 사망의 초과상대위험도가 각각 Gy당 0.22, 0.22, 0.24로 비슷하게 나타났으며 통계적으로 유의하진 않았다.