원폭 생존자 연구는 생존자만을 대상으로 한 연구이므로 연구 결과가 방사선에 민감한 사람들이 포함되지 않았을 가능성으로 인한 선택바이어스가 존재할 수 있다. 왜냐하면 1945년 원폭 시 이미 고노출된 많은 사람은 사망했으며 실제 암사망 및 발생에 대한 추적은 각각 1950년과 1958년부터 이루어졌기 때문이다. 이러한 주제는 LSS만이 아니라 다른 환경 및 직업 역학 연구들에서도 제기되기도 한다. 대부분 사고 혹은 노출 이후 일정 기간이 지난 후에 본격적인 건강 영향에 관한 연구가 시작되기 때문이다. 실제로 방사선에 민감한 사람들은 미리 사망하여, 위험도가 높은 사람들은 제외되었으므로 살아남은 집단만의 위험도는 전체 노출자를 반영하지는 못하여 방사선의 위험도를 과소평가할 가능성이 있다.
그러나 만약 선택바이어스가 작용했다면 높은 선량에 노출된 집단에서 잘 나타났어야 했는데 실제로 일본 원폭 생존자들의 표준화사망비는 선량 구간별로 차이가 없었다. 또한 원폭 노출자의 약 절반이 사망하였으며 이들의 노출선량은 2.9-3.3Gy의 고선량으로 알려졌다. 따라서 사망한 경우는 암에 더 민감해서라기 보다는 전체적인 심한 손상 때문이라고 볼 수 있다 (즉 건강한 사람도 무작위로 사망하였다). 특히 암과 같은 확률론적 건강 영향은 하나의 염색체 변이에 근거하여 진행되기 때문에 1945-1950년 사이에 생존 되었다는 것이 곧 방사선 노출에 영향을 덜 받는 사람들로 심각하게 선택되었을 가능성은 적다고 할 수 있다. 원폭 생존자 연구에서 잠재적인 선택바이어스의 효과를 살펴본 여러 연구 결과들에 의하면 암위험도가 생존한 사람으로 인해 바이어스되었을 가능성은 적었다(단 호흡기 질환과 소화기 질환 사망의 경우 선택바이어스의 근거가 일부 관찰되었다).
원폭 생존자 연구에서 방사선의 위험도가 노출 시 연령이 증가함에 따라 감소하는 것도 선택바이어스의 근거로 제시된 바 있다. 왜냐하면 고연령층일수록 신체기능이 떨어져 방사선의 민감성이 증가하고 그렇다면 위험도가 오히려 증가할 수 있기 때문이다. 따라서 원폭 생존자 연구에서의 결과는 방사선에 민감한 고연령층 사람들이 조기에 사망하여 연구에 포함되지 않아 저평가되었다고 제기된 바 있다. 실제로 일부 원전 종사자 연구에서는 원폭 생존자 연구와 달리 고연령층에서 젊은 연령보다 높은 초과상대위험도를 보였다. 그러나 연령대별 선량당 위험도는 방사선의 민감성뿐 아니라 해당 연령대의 기저 위험도를 포함하여 다른 요인들에도 영향을 받을 수 있기 때문에 선택바이어스만의 가능성은 적은 것으로 알려졌다.
종합적으로 원폭 생존자 연구에서 대상자 선정 과정에서 선택바이어스의 가능성이 존재할 수는 있으나, 현재 산출된 방사선 위험도 결과에 큰 영향을 줄 만한 정도는 아닌 것으로 요약된다. 다른 여러 방사선 역학 연구들에서도 원폭 생존자 연구 결과와 대체로 유사한 초과위험도 결과를 보고하여 원폭 연구에서의 결과를 뒷받침하고 있다. 단 당시 사망자 중 상대적으로 고노출자들이 부검된 경우가 많아 이들을 포함함으로써 선택바이어스를 초래할 가능성이 있어, 최근 암발생 연구에서는 부검사례를 제외한 바 있다. 원폭 생존자 연구가 관찰 연구로서 선택바이어스에서 완전히 자유로울 수는 없지만, 기존 방사선의 허용기준치를 변경해야 할 정도로 심각하지는 않다고 판단되고 있다.
원폭생존자 연구에서 정보바이어스는 방사선 노출 및 질병평가시 발생할 수 있다. 우선 노출 평가에서 가장 논란이 된 것은 1950년대에 실시된 설문조사에서 방사선 차폐에 대한 정보가 충분하지 못해 일부 근접 거리 생존자의 선량 산출이 결측으로 처리된 것이. 따라서 이들은 방사선 위험도 산출 시 제외되는데 이러한 결측 처리가 무작위로 발생하지 않았다면, 즉 만약 결측된 사람 중 사망이 많았다면 이들을 제외한 분석은 바이어스를 초래할 수 있다. 실제로 원폭 연구에서 선량 결측 집단이 추적 초기에 사망한 사람들이 많았고 이로 인해 위험도 산출 시 바이어스가 초래될 수 있다는 지적이 제기되었다. 그러나 역사적으로 1950년 이전에도 이미 차폐 정보에 대한 조사가 이루어져 실제로 차폐 정보를 파악할 수 없는 사람들은 384명뿐 이었으며, 조사가 이미 1950년 이전에도 이루어져 설문조사 당시 생존해 있는 사람들만을 포함할 경우 발생할 수 있는 불멸 시간 바이어스(immortal time bias)는 근거가 약하다고 답변된 바 있다. 또한 대규모 코호트 연구로서 오랜 기간 추적이 진행되어 불멸 시간이 전체 기간에 비해 적어져 바이어스의 영향은 크지 않을 것으로 판단된다.
노출 평가 시 방사능 비(black rain)에 대한 고려가 없었다는 것도 논란이 된 바 있다. 그러나 히로시마 원폭 생존자 중 방사능 비를 맞은 것이 전체 사망, 전체 고형암, 백혈병과 유의한 관련성이 없었으며, 나가사키의 경우 전체 사망에서만 약한 관련성(ERR/Gy=0.08)을 보였다. 따라서 비록 선량 평가 시 방사능 낙진으로 인한 선량 정보를 포함하지 않았지만 이로 인한 위험도 평가에서의 영향은 미미할 것으로 판단되고 있다.
또한 원폭 지점에서 멀리 떨어진 지역(저선량으로 평가된 원거리 지역)의 표준화암사망비가 높다는 것을 근거로 이 지역의 선량평가가 과소평가 되었다는 지적도 있었다. 그러나 이 지역에서의 높은 사망력은 방사선에 의한 것이라기보다는 다른 요인들에 의한 것으로 보고된 바 있어, 방사선 노출 평가 시 정보 바이어스는 결과에 영향을 미칠 수준은 아닌 것으로 알려졌다.
한편 사망원인을 분류하는 데 있어서도 일부 오분류(misclassification)가 지적되었다. 즉 LSS 대상자 중 악성종양 사망의 약 20%가 비악성종양 사망으로 잘못 분류된 것으로 추정된 바 있다. 이를 보정 시 비악성종양의 초과상대위험도는 약 20% 감소하였으나 선량-반응 관련성은 여전히 유의한 것으로 보고되었다. 반대로 비악성종양으로 사망한 경우를 악성종양으로 오분류한 경우는 약 3.5%로 추정되었다.
암발생의 경우 히로시마와 나가사키에서 다른 지역으로 이주한 경우에는 파악되지 못해 (지역 암등록자료), 만약 나중에 암발생 여부를 수집하였다면 정보바이어스가 발생될 수 있다. 따라서 추적 중 이주한 경우 그 시점으로부터 센서링시키는 것이 필요하다. 한편 암사망의 경우 전국 차원에서의 사망자료 체계로 인해 추적이 가능해 정보바이어스가 발생될 가능성이 적다.
AHS 참여자의 경우 비참여자보다 상대적으로 노출선량이 많고 의학적 검사를 많이 받기 때문에 두 집단간 질병을 확인하는 정도가 차별적으로 나타나는 확인 바이어스(ascertainment bias)도 정보바이어스의 한 형태이다. 따라서 AHS 집단에서 전체 LSS 집단보다 높게 확인되는 질병 발생률로 인한 위험도의 과대추정을 줄이기 위해 AHS에 참여했는지의 여부를 분석에서 보정하는 방식이 적용된 바 있다. 최근엔 PSA 검사를 받은 AHS 참여자들의 전립선암 기저 발생률이 AHS 비참여자보다 2.9배 증가하였지만 방사선 노출에 의한 전립선암 위험도에는 영향을 주지 않았다고 보고되었다.
원폭 연구의 악성종양 결과에 대한 가능한 교란변수로서 흡연, 지역, 의료노출 등의 정보들이 조사된 바 있다. 흡연은 교란작용이 아니라 효과변경인자로 작용하는 것으로 보고되었으며, 의료 방사선 노출과 지역도 대체로 교란 요인으로 작용하지 않았다는 결과가 보고된 바 있다.
특히 원폭의 방사선 노출 평가 시 원폭 지점과의 거리는 중요한 요인이다. 그런데 거리는 도시와 농촌에 대한 지표이기도 하며 인구밀도 증가는 암을 비롯한 질병의 위험도를 증가시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 인구밀도가 사망 및 고형암 발생에 교란 작용으로 작용하였는지에 대한 조사가 시행되었으나, 전체적으로 인구밀도를 보정한 초과상대위험도는 보정 전과 거의 차이가 없었다. 따라서 원폭 생존자 연구에서 도시-농촌에 따른 측정되지 않은 교란 작용(사회경제적 혹은 환경적 요인들)이 결과에 유의한 영향을 주었다고 판단되지 않았다. 단 10-14세의 경우에는 인구밀도와 전체 사망력 위험도 간에 양의 상관성이 관찰되었다.
그 외에 원폭 생존자들에서 주된 노출 요인인 원폭 방사선 이외 건강에 영향을 줄 수 있는 또 다른 요인들로는 1) 병원 검사를 많이 함으로 인한 의료 방사선 노출 가능성 2) 의료 검사 자체가 암 발견을 증가시킬 수 있는 과진단 가능성 3) 원폭 지역에 살았다는 스트레스가 암발생을 증가시킬 가능성 등이 있다.
한편 비악성종양에 의한 사망에 대해서는 여러 잠재적 교란인자들에 대한 평가가 이루어진 바 있다(표 10.3.1). 흡연은 비악성종양의 사망을 37% 증가시켰지만 선량과의 관련성이 적어 단지 2%의 초과상대위험도 차이를 보였을 뿐이다. 건강 상태에 영향을 줄 수 있는 주요 5개 인자(흡연, 결혼상태, 교육수준, 직업 그리고 가옥크기) 모두를 보정하였을때도 초과상대위험도는 Sv당 0.097에서 0.087로 변화되어, 이들 인자들이 방사선과 비악성종양 사망에 유의한 교란작용으로 작용하지는 않았다.
표 10.3.1 LSS 연구에서 잠재적 교란인자들의 보정 전후의 방사선에 의한 비악성종양 사망위험도
원폭 생존자 연구는 관찰 연구로서의 기본적인 한계를 가질 수 밖에 없으나 방사선 역학 연구 중 가장 신뢰할만한 결과로 평가된다. 그 근거들로는 1) 원폭 노출이라는 잘 정의된 인구집단으로 상대적으로 대규모이다. 2) 전신노출 형태로서 정교한 노출평가가 개인별로 이루어졌으며 지속적으로 보완되고 있다. 3) 다른 노출 인구집단보다 방사선 노출의 범위가 다양하다. 4) 높은 추적률을 가졌으며 오랜 추적이 이루어져 왔다. 5) 전문화된 프로그램(Epicure)을 통해 정교한 선량 당 위험도를 산출하고 있다. 6) 자료가 공개되어 있어 연구자 간 균형 잡힌 해석을 할 수 있다. 7) 남녀노소 모두를 포함한 지역사회의 일반인구집단 코호트이다. 따라서 전 연령층의 모든 성별 및 대상자가 해당하므로 다양한 세부 집단에서의 결과를 볼 수 있다.
일본 원폭 생존자 연구의 주요 역학 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 한 번의 방사선 노출은 암위험도를 평생에 걸쳐 증가시켰다. 2) 방사선에 의한 암위험도는 여성이 남성보다 높았다. 3) 고형암은 방사선량과 선형-반응 관련성을, 백혈병은 선형-이차 관련성을 보였다. 3) 방사선에 의한 위험도는 노출 시 나이가 어릴수록 증가하였다. 4) 암종별 방사선 위험도 차이가 존재하나 이유는 분명하지 않다. 5) 심혈관 질환 등 비악성종양들도 방사선 노출에 의해 위험도가 증가하나 인과성 및 세부 질환별 결과는 아직 분명하지 않다. 6) 태아 시 방사선 노출에 의한 위험도 크기는 소아 때 노출된 경우보다 크지 않았다. 7) 방사선에 노출된 부모의 자녀들에서 암위험도가 증가하지 않았다. 8) 방사선에 의한 백혈병은 노출 후 5-8년에 최고의 발병 위험도를 보였고 이후 감소하였으며, 고형암은 10년 뒤부터 지속해서 증가하였다. 9) 초과상대위험도는 도달 연령이 증가함에 따라 감소하고, 초과절대위험도는 도달 연령이 증가함에 따라 증가하였다.
일본 원폭 생존자 연구는 인구집단에서 방사선 노출의 건강 영향 특히 암 위험도에 대한 자세한 양적 크기를 제공하고 있다. 이 연구에서 산출된 결과들은 방사선 역학에서의 교과서적 기준(gold standard)으로 평가되고 있다. 또한 국제적으로 방사선 방호의 기준으로 사용되는 방사선 노출에 의한 인체 손해(detriment)값 산출의 근거에 활용된다. 이 연구는 77년이 지난 지금도 방사선에 건강 영향에 대한 새로운 정보를 제공하고 있으며, 원폭 노출의 유일한 인구집단으로서 앞으로도 역학 연구에 이바지할 것으로 기대된다.
한편 원폭 생존자 연구의 제한점으로는 1) 방사선이 급성 일회 노출 형태라 일반인의 노출 형태와 다르다. 2) 1945년 전쟁 당시 일본인 자료로서 비일본인에게 적용하기에 제한이 있다. 3) 연구집단의 숫자가 충분하지는 않다(비록 대규모 인원이긴 하지만 저선량 및 세부 분석연구에 충분하진 못하다). 4) 주로 외부노출에 의한 건강 영향만을 파악한다(내부노출에 의한 영향은 보고 있지 않다). 따라서 원폭 생존자 연구는 현존하는 방사선 역학연구 중 가장 중요한(the most powerful) 연구이지만, 방사선 역학에서 유일하게 중요한(not the only important) 연구는 아니다.