국내 첫 20년 코호트 연구결과 발표

강화스터디(Kangwah Study)결과가 지난 2일 동국대일산병원에서 개최된 한국역학회 춘계학술대회에서 ‘Kangwah Study 20 years’라는 주제로 발표됐다. 강화스터디는 강화군 강화읍에 있는 건강한 사람 1,223명을 대상으로 한 국내 최초이자 유일한 코호트 연구다. 아동혈압연구를 시작으로 20년 간 추적조사를 해왔으며 현재도 진행 중인 이 스터디는 대표적인 아동혈압연구로 혈압의 자연사(natural history)를 밝혀 고혈압의 형성과정을 밝혀내고, 아동혈압과 관련된 요인을 분석해 성인이 된 후 임상적 고혈압으로 발현될 가능성을 예측한 것이다. 향후 성년기, 노년기의 고혈압 및 심혈관질환의 예방 및 관리에 대한 연구로 이어질 강화스터디 내용 전문(全文)을 소개한다.

Kangwha Study
국내 첫 20년 코호트 연구결과 발표
심혈관질환 관련요인의 변화 연구
가족조사 통해 유전학적 연구자료 활용

  서일 교수 연세대학교 예방의학교실

우리나라에서 고혈압 연구의 필요성은 증가하고 있었으나 대부분의 연구는 성인 대상이었고 아동의 혈압분포와 변화에 대한 연구는 단면적이거나 전향적으로는 전무한 실정이었다.

이에 성인의 고혈압을 이해하기 위해 고혈압의 결정요인을 소아기에서 찾고자 혈압을 장기간 추적·연구하여, 우리나라 소아의 혈압수준을 추정하고 나아가 관련 요인을 알아보기 위한 목적으로 Kangwha Study를 시작했다.

총 14회 추적조사

Kangwha Study는 1986년 강화읍의 4개(강화, 갑룡, 대월, 합일) 초등학교 1학년 6세 아동 430명(남학생 211명, 여학생 219명)을 대상으로 시작하여 총 3번에 걸쳐 연구대상자를 확대했다.

첫 대상자 확장은 1987년에 강화군 소재 8개 초등학교를 추가하여 이루어졌다. 이들이 중학교에 진학하는 1992년에 해당 중학교 1학년 학생 전체를 코호트로 포함하여 두 번째 확장을 하고(715명) 동일한 이유로 고등학교 진학이 있었던 1995년에 마지막 확장을 했다(784명).

또한 매년 조사시점에서 새로 전학해 오는 학생이 있는 경우 코호트에 포함시켜 최종적으로 1223명(남자 586명, 여자 637명)에 대하여 연구를 수행했다.

학령기 동안(1986년-1997년) 12번의 추적조사를 각 학교의 신체검사 일정에 맞춰 매년 6～8월에 조사하고 성인기에는 1999년에 1차 성인기 추적조사, 2005년에 2차 성인기 추적조사를 완료했다[그림]. 
  
또한 우리나라에서도 혈압의 가족집적현상이 관찰돼 유전적 요인과 환경적 요인에 의한 고혈압 발생 연구를 수행하기 위해 가족조사를 시행했다.

가족조사는 연구가 시작되던 1986년(1차 가족조사)과 1998년(2차 가족조사), 2002년(3차 가족조사) 총 3회 수행했다. 1차 가족조사는 총 1214명이 응했고 이 중 대상자의 아버지가 413(34.0%)명, 어머니가 434(35.7%)명, 기타 혈연관계자가 367(30.3%)명이었다.

2차 가족조사는 부모만을 대상으로 하여 총 1137명에 대해 완료했고 아버지가 544(47.8%)명, 어머니가 593(52.2%)명이었다.

2002년에는 고혈압 발생에 대한 유전역학적 연구의 수행을 위하여 6세에서 17세까지 12년간 6회 이상 수축기 또는 이완기 혈압이 상위 사분위에 속한 고혈압 위험군을 정의하고 이 중 연구 참여에 동의한 5명에 대하여 양가 3대의 가계를 조사했다.

초중고교·성인기까지 추적조사

혈압측정과 신체계측, 질병력 조사는 Kangwha Study를 시작한 이후로 매번 시행하고 있다.

또한, 1986년부터 1991년까지(초등학교 재학 기간) 피부두께, 팔둘레를 측정했고 1992년부터 1997년까지(중·고등학교 재학 기간) 허리둘레와 엉덩이둘레, 성적 성숙도, 초경시기(여학생)에 대한 조사를 추가했다.

혈액검사는 1992년(중학교 1학년), 1994년(중학교 3학년), 1996년(고등학교 2학년), 2차 성인기 추적조사(2005년)에서 실시하고 공복혈당, 총 콜레스테롤, 고밀도지단백 콜레스테롤, 중성지방, 크레아티닌, 혈액요소질소 등을 조사했다. 동일시기에 식이습관빈도조사표를 이용하여 영양조사도 수행했다.

부가적으로 심전도 검사, 심초음파 검사, 흉부X선 촬영, 24시간 소변검사를 시행했다. 생활습관은 1996년(고등학교 2학년)과 1997년(고등학교 3학년)에 흡연력을 조사하고 성인기 추적조사(1999년, 2005년)에서 음주력, 운동력 등을 추가했다.

1차 성인기 추적조사에서는 심혈관 질환에 대한 가족력과 의료이용 조사를 추가하고 공복이 아닌 상태의 혈액검사를 실시했다. 2차 성인기 추적조사에서는 경동맥 초음파 검사, 체지방 측정, 심전도 검사, 일산화탄소 검사와 신체계측에 있어 허벅지둘레와 견갑골 피부두께 측정을 추가했다[표].
 
혈압의 자연사 측정

학령기 조사는 대상자들이 초등학교 1학년이던 6세부터 고등학교를 졸업하는 17세까지 매년 각 학교의 신체검사 일정과 맞추어 이루어졌다(1986년-1997년). 학령기 조사의 주 연구내용은 혈압의 자연사를 살펴보는 것이다.

혈압측정은 측정자의 측정방법에 따라 많은 차이가 있을 수 있고 또한 측정 당시의 주위환경에 따라서도 측정치가 달라질 수 있어 정확한 혈압측정을 위해서는 표준화된 조사방법의 훈련이 중요하다.

AHA권장법으로 검사

다음은 학령기 조사의 혈압측정방법이다. 조사원간의 측정오차를 줄이고 매년 측정치의 비교성을 높이기 위하여 조사원을 동질 집단에서 선발하기 위해 의과대학 4학년 중 연구에 참여를 희망하는 학생 10～12명을 조사원으로 선정했다.

조사 시작 전 일주일간 연구의 목적과 조사방법에 대한 교육, 혈압측정방법에 대한 강의 및 실습, 신장, 체중, 맥박, 피부두께 측정에 대해 훈련했는데 소아기 혈압측정에 대한 교육은 미국심장학회(AHA)에서 권장한 방법과 The Task Force on Blood Pressure Control(1977, 1987)에서 권장하는 소아혈압 측정방법에 따라 실시했다.

혈압을 측정하기 전 대상자들에게 측정하고자 하는 항목에 대해 자세히 설명하고 조용한 별도의 장소를 마련하여 측정장소에 오기 전에 소변을 보고 조용히 걸어서 온 후 준비된 의자에 10분 이상 앉아 안정하도록 했다.

먼저 팔둘레를 오른쪽 왼팔의 중간지점에서 줄자로 측정한 후 팔을 심장 높이로 책상에 올려놓게 한 자세로 편안하게 앉히고 수은주혈압계로 수축기 혈압과 4기와 5기의 이완기 혈압을 측정했다. 신장과 체중을 측정한 후 다시 의자에 5분 이상 조용히 앉힌 후 같은 방법으로 두 번째 혈압을 측정했다.

성인기 추적조사에서는 4기 이완기 혈압은 측정하지 않았고 2차 성인기 추적조사에서는 자동혈압계(DinaMap)를 사용하여 측정했으며 기타 측정방법은 동일하다.

신체계측과 혈액·소변검사

신체계측에 대한 조사원 훈련은 미국 미시간 대학교의 Frisancho가 권장하는 방법으로 시행했고 조사원 교육을 위해 조사원들에게 연구의 취지와 목적을 설명하고 신장, 체중, 피부두께, 팔둘레, 허리 및 엉덩이 둘레 등의 측정방법에 대해 세계보건기구(WHO)가 제작한 교육용 비디오 테이프와 관련문헌으로 2주일간 교육시켰다. 2차 성인기 추적조사에서는 미국의 국민건강영양조사 방법을 사용했다.

혈액검사는 미리 대상자들에게 필요한 주의사항을 전달하고 채혈 전날 저녁식사 이후에는 물을 제외한 음식물을 먹지 않도록 하여 최소 10시간 이상 공복하도록 했다.

공복한 다음날 혈액을 상완정맥에서 채취한 후 원심분리하여 냉동보관하고 이렇게 보관된 혈청을 한 개 병원에서 일괄적으로 검사했다.

청소년기에 시행한 소변검사는 24시간 소변검사로 피측정자의 총소변횟수, 소변받지 못한 회수, 방부제 투입 여부, 건강상태 약물복용, 여학생의 경우 월경 유무 등을 확인했다. 수거된 소변은 처음과 마지막 소변을 받은 시간을 기록하고 총량을 측정한 후 ion selective방법으로 소디움과 포타슘 등의 전해질을 측정했다.

고교졸 후 1차 성인기 추적

대상자들의 고등학교 졸업 2년 후(1999년)에 1차 성인기 추적조사를 통해 총 472명(남 199명, 여 273명)에 대해 조사했다. 먼저, 조사시점을 학령기 조사와 동일시하기 위하여 8월 중 강화문예회관에 대상자들을 초청하여 조사를 시작했다.

그러나 대부분의 대상자들이 대학진학이나 직장 생활을 위해 타지에서 생활하는 경우가 많았고, 남자의 경우 대부분 군 복무 중인 경우가 많아 8월에 충분한 수의 추적조사가 이루어지지 않았다.

따라서 공식적으로 군에 명단을 제출해 Kangwha Study 조사 참여를 위해 대상자들에게 특별 휴가를 줄 것을 요청했고 군의 적극적인 협조로 군 복무중이던 대상자들 대부분이 같은 해 12월 조사에 참여할 수 있었다. 미처 참여하지 못한 대상자의 추적조사를 위해 이후부터는 개인적으로 연락해 연구참여 동의를 얻고 대상자의 집이나 대상자가 원하는 장소에 직접 방문하여 조사했다.

26세에 2차 성인기 추적

2005년은 Kangwha Study가 20년을 맞이한 때로 대상자들은 모두 26세가 되었다.

1차 성인기 추적조사 이후 많은 연락처가 변경되었을 것으로 예상하여 2차 성인기 추
적조사를 위해 다양한 접근방법을 시도했다. 먼저 기존에 보유하고 있던 주소와 전화번호를 이용하여 전형적인 우편조사와 전화조사를 하고 추가적으로 인터넷 조사를 했다.

먼저, 우편으로 연구에 대한 설명서와 흡연력, 음주력에 대한 설문지를 배포했고 반송되거나 회신하지 않은 대상자들에게는 전화연락을 시도했다. 강화지역은 이주율이 낮아 우편조사나 전화연락이 가능한 경우가 적지 않았으나 변경되거나 소실된 경우도 많았다.

인터넷 이용해 조사

대상자를 찾는 여러가지 시도 중 새롭게 추가한 아이디어가 인터넷조사다. 해당 연령층에서 유명한 ‘싸이월드’를 이용해 대상자들에게 연락을 시도했다.

싸이월드에 ‘Kangwha Study Club’을 개설하고 대상자들의 이름과 생년을 이용하여 한 명씩 검색하여 클럽초대를 시도했다.

현재 대상자 중 261명이 회원으로 가입해 온라인상에서 쌍방향 의사소통을 효과적으로 시행하고 있다. 또한 정기적인 이벤트 실시와 건강정보 업데이트를 하고 있으며 지난 2월 20일부터는 매월 20일에 강화클럽소식을 발송하고 있다.

2차 성인기 추적조사의 검진은 2005년 4월말부터 9월초까지 시행했으며 정기적으로 매주 토요일 오전에 예약을 받아 신촌 세브란스 병원에서 실시했다. 토요일에 참여가 어려운 대상자들은 주중이나 일요일에 별도의 예약일정을 잡아 검진을 했다. 2차 성인기 추적조사에서 설문지에 응답한 사람은 425명이고 최종 검진참여자는 총 281명(남 130명, 여 151명)이다.

Kangwha Study는 대표적인 아동혈압 연구로서 혈압의 자연사를 밝혀 고혈압의 형성과정을 밝히고, 아동혈압과 관련된 요인을 분석하여 성인이 되어 임상적 고혈압으로 발현될 가능성을 예측했다. 그동안 혈압의 지속성, 혈압변화와 관련한 요인에 대한 연구에 주력했으며 최근에는 유전역학적 연구에 이르기까지 그 연구영역을 확대하고 있다.

혈압 지속성 소아기부터 나타나

혈압의 지속성이 소아기에서부터 시작된다는 것은 Kangwha Study의 핵심 연구주제다. 연구 초기에는 혈압의 지속성을 발견할 수 없었으나, 연령이 증가하면서 혈압의 상대적 순위가 유지되는 혈압의 지속성을 밝혔는데 특히 6세부터 11세까지 아동기의 혈압증가율이 우리나라가 외국에 비해 높은 특징을 보고했다.

많은 외국의 연구에서 혈압은 연령이 증가함에 따라 증가하며 특히 아동기에서 두드러진 증가를 한다고 보고했는데 Kangwha Study에서는 12세부터 16세까지의 청소년기 혈압이 연령증가에 따라 선형적으로만 증가하지 않음을 보고했다.

남학생 15세, 여학생 14세 피크

남학생의 혈압은 15세까지는 선형적으로 증가하다가 16세 때 약간 감소했으며 여학생의 혈압은 14세 때에 가장 높았고 전체 연구기간 동안 평균혈압의 차이는 크지 않았다.

그럼에도 불구하고 16세의 수축기 혈압은 외국의 같은 연령대상과 비교했을 때 남녀 모두 비슷한 수준을 보였는데 이러한 자연적 혈압변화 형태의 차이는 앞서 보고한 6세부터 11세까지 아동기의 다소 높은 혈압 증가률에 의해 청소년기 혈압의 자연적 성장이 더 이른 연령 시점에서 멈춘 것으로 볼 수 있다.

이와 같은 연구는 일본 청소년을 대상으로 한 연구와 동일한 양상을 보여 혈압의 자연사가 연령에 따라 선형적으로만 증가하지는 않으며 인종에 따라서도 차이가 있음을 제시했다.

또한 12년간 추적조사 결과를 통해 강화지역의 고혈압 발생률을 보고했는데 이는 미국의 흑인 또는 백인보다 높은 수준이었으며 발생률은 남자에서 더 높아 50세 이전의 연령층을 대상으로 하는 연구와 공통적인 현상을 보였다.

혈압변화에 영향을 미치는 요인

아동의 혈압수준과 변화에 있어 수축기 혈압이 자연적 성장을 거친 후에는 신체적 요인에 의해 영향을 받고 있는 것으로 나타났다.

수축기 혈압의 경우 신장, 체중, 팔둘레와 피부두께가 남녀 모두에서 영향을 미쳤고 이완기 혈압의 경우에는 여자에서는 신장, 체중, 팔둘레와 피부두께가, 남자에서는 체중이 유의하게 혈압에 영향을 미쳤다.

혈압수준에 가장 많은 영향을 미치는 요인은 체중, 체질량지수, 피부두께, 허리둘레, 엉덩이 둘레 등이었으며 남자는 체중, 여자는 체질량 지수가 더 높은 상관관계를 보였다.

남자는 체중, 여자는 체질량지수가 혈압에 밀접

혈청지질치와 혈압의 관련성을 살펴 본 결과, 혈압과 중성지방은 남자에서만 양의 관련성을 보이고 고밀도지단백 콜레스테롤은 남녀 모두에서 음의 관련성을 보였다.

혈압변화와 혈청지질과의 관계에서도 남자의 이완기와 여자의 이완기 및 수축기 혈압에서 유의한 결과를 보인 반면 혈중 크레아티닌의 농도와 혈압은 성별에 따라 상반된 관련성을 보였다.

또한 청소년기의 요산수준과 혈압의 상관관계에 있어 성별차이에 대한 논란이 있었는데 Kangwha Study에서는 남녀에 있어 요산과 혈압의 관련성이 분명한 성별차이를 보였다.

남자의 이완기혈압이 요산과 유의한 양의 관련성을 갖고 있는 반면 여자에서는 유의한 결과를 보이지 않았는데 혈압의 변화와는 남녀 모두에서 특별한 관련성을 보이지 않았다.

어릴 때 비만은 성인때 고혈압

아동의 혈압과 비만관련지수(체중, 체질량지수, 피부두께, 허리둘레, 엉덩이 둘레 등)와의 양의 관련성은 꾸준하게 보고됐다. 특히 12년간 추적조사 결과를 통해 고혈압 발생이 높은 기저 혈압수준과 체질량지수, 체질량 지수의 증가와 높은 관련성이 있음을 보고했다.

이와 같은 연구결과는 2차 성인기 추적조사 자료에서도 드러났다. 어렸을 때부터 비만한 경우 성인이 되어 고혈압이 발생할 가능성과 청년비만이 될 가능성이 높음을 보고했다.

이는 낮은 수준의 체질량 지수에도 불구하고 기저 체질량 수준 및 체질량지수의 증가가 기저혈압수준과 함께 고혈압 발생의 강력한 위험인자임을 밝힌 것이다.

나아가 성인기 2차 추적조사에서 경동맥 초음파 검사를 통해 죽상경화 정도를 측정한 결과 체질량 지수 증가에 따라 경동맥 두께가 두꺼워지는 관련성이 관찰됐는데 이는 성인기에서의 단면적인 관련성은 물론 어릴 때부터 체질량지수가 높은 경우 그렇지 않은 경우에 비해 경동맥 두께가 보다 두꺼워지는 것을 볼 수 있었다.

또한 고혈압의 위험요인으로 알려져 있는 높은 체질량지수, 높은 수축기 혈압, 높은 총콜레스테롤과 고밀도지단백콜레스테롤의 비, 높은 혈당수준, 현재 흡연의 5가지 중 그 개수가 많아질수록 경동맥 초음파 두께가 두꺼워지는 것을 확인했다.

ACE유전자와 고혈압 연관성 없어

고혈압 관련 유전자 탐색을 위하여 유전역학적 연구도 수행했다.

먼저, 고혈압위험군 101명(남자 61명, 여자 40명)과 대조군 176명(남 74명, 여자 102명)을 정의하고 서로 다른 기전의 l8개 유전자 총 15개의 단일유전자좌위를 선정하여 이들 유전자들이 고혈압과 관련성이 있는지를 밝히고자 했다.

또한 고혈압위험군 대상자이며 2차 가족조사(1998년)에서 부모가 모두 참여한 40명을 선출하여 TDT(transmission/ disequilibrium test) 연구를 수행했다.

환자 대조군 연구결과 남자의 경우 ADD1 (G460W)과 AGT(M235T), 여자는 REN (G2646A)이 고혈압과 유의한 관련성이 있는 것으로 관찰됐으나 Trio 연구에서는 관련성을 볼 수 없었다.

또한 동일한 자료 중 ACE 유전자에 대해서 고혈압과의 관련성을 살펴본 결과 외국의 연구결과와는 다르게 우리나라에서는 ACE 유전자와 고혈압과의 연관성을 볼 수 없었다. 국내외에서 청소년 고혈압에 대한 연구는 드물어 이는 국내 관련 유전역학 분야에서 유용한 자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

남자가 TC, LCL-C감소폭 커

기타 동일 연령내에서 서로 다른 다양한 신체발달과 성적발달의 지표를 이용하여 성적성숙도와 혈압의 관계를 살펴보았고 국내에서 최초로 청소년의 혈청지질치에 대한 장기추적연구를 통해 혈청지질의 지속성을 밝히기도 했다.

청소년연령에서의 혈청지질치는 성별로 그 변화양상이 서로 달랐는데 중성지방(TG)을 제외한 혈청지질치들의 평균은 남자가 여자보다 더 낮았다.

또한 청소년기 동안의 감소가 뚜렷한 혈청 총 콜레스테(TC)롤과 저밀도지단백 콜레스테롤(LDL-C)의 감소폭도 남자들이 여자보다 더 컸다. 이러한 남녀의 차이는 남녀가 사춘기동안 겪는 성적 성숙과 신체적 성장의 양상이 서로 상이하기 때문으로 보인다. 또한 12년 동안의 추적결과를 통해 초경과 신체성장에 대한 연구도 수행했다.

아동기의 신체성장이 빠른 경우에 초경이 빨리 시작하며 체중과 체질량지수는 추적조사 전기간 동안 초경이 빨리 시작하는 집단이 늦게 시작하는 집단보다 지속적으로 높았으나 초경시작시점에서는 서로 차이가 없었다. 초경이 시작된 이후의 신장도 15세 이후에는 차이가 없음을 보고했다.

다용도 유전학적 연구

Kangwha Study는 지역사회 바탕의 아동 대상 코호트 연구로 시작했다. 우리나라 최초이자 유일한 아동의 혈압연구로 시작하여 성인기에 이르기까지 20년간 추적조사를 해왔고 2006년에는 4차 가족조사로서 부모에 대한 추적조사를 실시할 계획이다.

Kangwha Study의 20년간의 자료를 활용하여 향후 심혈관질환 관련요인의 장기 변화에 대한 연구가 가능하며 가족조사를 통해 마련한 유전역학적 연구 자료로 다양한 활용도 기대된다.

이제 Kangwha Study의 대상자들은 연구의 중요성과 의의에 대해 깊이 이해하고 있으며 누구보다도 강력한 Kangwha Study의 후원자가 되어주고 있다.

우리나라에서 건강한 사람을 대상으로 한 코호트 연구로서 20년간의 장기추적을 이룬 연구는 드물다. 또한 Kangwha Study는 연구의 지속과 연구분야의 확장을 위해 다각적인 노력을 하고 있다. 이와 같이 다양한 발전을 해나가고 있는 Kangwha Study는 앞으로도 계속될 것이다.