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GMO의 알레르기

단백질 부작용 : 불내증, 알레르기, 중독, 발암
- 저해제 inhibitor : 트립신 저해제
- 단백질 중독
- 단백질 불내증
- 단백질은 알레르기 주요원인 :알러지 원인물질 : 11종

알러지, 아토피
- 알러지 원인물질 : 11종


유전자변형식품이 알레르기를 유발하는가?

GMO 기술을 이용하여 최초로 만들어진 상품이 인슐린이다. 인슐린은 당뇨환자에게 반드시 필요한 호르몬이고, 불과 51개 아미노산으로 만들어진 간단한 단백질이지만 그것을 화학적으로 합성하는 기술은 없다. 그래서 GMO 기술이 등장하기 전에는 소나 돼지 사체의 췌장에서 극소량인 인슐린을 추출해야 했고, 그래서 값도 매우 비쌌고, 추출 과정에서 세균이 오염되거나, 인간의 인슐린과 완전히 동일하지는 않아서 간혹 면역반응을 일으키는 등의 문제도 있었다. 그러다 세균에서 유전자를 자르고 옮기는 효소가 발견되자  그것을 이용하여 인간의 유전자를 대장균에 이식하여 인슐린을 대량 생산 가능해지면서 GMO의 시대가 시작된 것이 1976년이다. 그리고 성장호르몬, 간염 백신, 인테페론 같은 항암치료제가 연달아 GMO기술을 통해 생산 가능해지면서 미래기술로 찬사를 받기도 했다.
그런데 그런 GMO 기술이 농작물에 적용이 되자 온갖 위해성 논란과 걱정이 생겨났다. 대부분의 논란이나 걱정은 그 내막을 조금만 자세히 들여다보면 굳이 증거를 찾을 필요가 없는 의미 없는 걱정이라는 것이 쉽게 알게 되지만 그나마 의미 있는 걱정이 알레르기에 대한 걱정인 것 같다.
1995년 Pioneer Hi-Bred(1999년 DuPont에서 완전 인수)라는 종자회사가 콩에 부족한 필수 아미노산 함량을 늘려서 좀 더 몸에 좋은 콩을 개발해보고자 브라질넛(땅콩의 일종)의 2S알부민 유전자를 콩에 도입한 품종을 개발하려 한 적이 있었다. 그런데 평가과정에서 브라질넛에 알레르기 반응을 일으키는 사람은 그 콩을 먹었을 경우에도 알레르기가 발생하는 것이 발견된 것이다. 그래서 그 콩의 개발이 중단되었고, 이후 GMO개발을 할 때 가장 먼저 확인하는 것 중에 하나가 알레르기를 일으키는지 여부를 확인하는 것이다.
사실 지금 식품에서 가장 골치 아픈 문제가 천연식품이 가지고 있는 알레르기 유발성분이다. 우리나라에서 20003년 처음으로 난류, 우유, 메밀, 땅콩, 대두, 밀, 고등어, 게, 새우, 돼지고기, 복숭아, 토마토, 아황산류에만 표시를 했지만 지금은 호두, 닭고기, 쇠고기, 오징어, 굴‧전복‧홍합 등을 포함하는 조개류가 추가 되었다. 그리고 시간이 지나면 더욱 증가할 것이다.
알레르기 물질은 사람에 따라 극소량의 섭취만으로도 사망에 이를 수 있다는데 문제의 심각성이 있다. 미국에서만 연간 29,000명이상이 식품 알레르기에 의한 병원에 입원하고 있으며 이중 연간 약 150명이 사망하는 것으로 보고되고 있다. 식품에서 알레르기는 단백질이 많은 식품에 많은데 때로 과일과 채소 같이 단백질이 별로 없는 식품에서도 발생한다. 키위에는 액티니딘(actinidin)이라는 단백질 분해 효소가 들어 있다. 이 성분은 알레르기 반응을 일으킬 수 있다. 입술과 혀, 얼굴이 부어오르고 때로는 구토 증상과 함께 배가 아프며 심하면 호흡 곤란증세까지 나타날 수 있다. 키위 이외에도 살구, 바나나, 복숭아, 자두, 토마토 등도 알레르기를 일으킬 수 있다. 특정 과일에 포함된 당 단백질에 거부 반응을 보이기 때문이다.  
여름철은 금속악세사리에 의해 피부염이 생겨 불편해하는 사람들이 많다. 금속알레르기는 목걸이, 귀걸이 등이 닿는 부분이나 시계, 벨트장식, 바지 단추 등에 의해서도 발생하며 가렵고 붉게 부어오르며 진물도 나는 습진의 형태로 나타난다. 알레르기를 일으키는 대표적인 금속이 니켈이다. 그 외에 크롬, 코발트, 수은 등이 피부염을 일으킨다. 예민한 사람은 바지 주머니속의 동전이나 브래지어 컵의 철심에 의해서도 알레르기가 발생할 수 있다. 그리고 운동, 물, 하이힐, 추위에 의해서도 알레르기가 일어날 수도 있다
영국의 국가대표 체조선수 타샤 코츠는 2014년 개최된 영국 장애인 체조대회에서 다섯 개의 메달을 획득하는 기염을 토했다. 그녀의 성과가 특히 놀라운 것은, 운동 알레르기라는 역경을 무릅쓰고 달성한 것이기 때문이다. 그녀는 12개월 동안 30번이나 병원에 실려 갈 정도였다. 타샤의 공식적인 진단명은 비만세포활성화장애mast cell activation disorder(MCAD)로, 비만세포가 다양한 유발요인(예: 운동)에 반응하여 히스타민 등의 화학물질을 분비하는 질병이다. MCAD는 기도를 수축시켜 호흡곤란을 초래하며 자칫하면 생명을 위협할 수 있다. 식품의존성 운동유발성 아나필락시스food-dependent exercise-induced anaphylaxis(FDEIA)라는 희귀질환도 사정은 비슷하다. 이 질병을 앓는 사람들은 몇 시간 간격으로 운동과 유발식품triggering food 섭취를 병행할 경우 알레르기 반응이 일어난다. 운동은 삶의 기본적인 요소이므로, 운동 알레르기는 우리의 삶에 상당한 도전을 제기한다. 그러나 그 정도는 약과다. 어떤 사람들은 ‘생명에 필수적인 물질’에 알레르기 반응을 보이는데, 그것은 물이다. 신생아는 78퍼센트가 물로 구성되었고 어른도 60퍼센트 이상이 물인데 물에 알레르기 반응을 보이는 사람이 있다는 게 말이 되지 않는 것 같지만 물 알레르기water allergy도 있다고 한다. 물리적 두드러기physical urticaria로, 피부가 물과 물리적으로 접촉할 때 도드라진 빨간색 발진(두드러기)이 초래되는 현상이다. 따라서 세포 속에 들어있는 물은 상관없지만 물이 피부의 표면과 접촉하면, 물의 온도나 원천에 관계없이 물이 지나간 자리에 두드러기를 남긴다. 그 이유를 정확히 모르지만 확실한 것은 이런 환자들은 샤워나 목욕만 해도 가려움증과 발진이라는 악몽에 시달리게 된다는 것이다.
최근 ‘휴대폰 알레르기’를 호소하는 사람들이 늘고 있다. 휴대폰을 자주 사용하면 닿게 되는 뺨과 귀에 접촉성 피부염이 일어난 경우는 꽤나 많다. 휴대폰의 케이스나 메뉴 버튼에 사용된 니켈이 피부와 자주 닿게 되면 부위인 뺨과 귀가 빨갛게 달아오르거나 가려운 증상이 나타난다. 하지만 휴대폰 알레르기는 이와 다른 것이다. 전자파 과민증으로 휴대전화, TV, 와이파이, 그리고 전자기기의 전파가 메스꺼운 느낌의 욕지기, 두통, 피로감, 손발 저림, 그리고 심장의 두근거림을 유발할 수 있다는 것이다. 그래서 그런 증상을 느끼는 사람은 전기가 전혀 사용되지 않는 오지로 옮기기도 한다. 사실 이런 증상은 심리적인 것일 가능성도 높다, 평소 전자파에 민감한 증상을 보이는 1175명을 대상으로 실시한 46건의 이중맹검조사(double-blind studies)를 리뷰한 결과도 있었다. 이중맹검조사는 연구자나 피험자 모두에게 내용을 알려주지 않고 실시하는 조사방식이다. 그러나 휴대폰 알레르기 이론을 뒷받침할 수 있는 근거는 어디에서도 발견되지 않았다. 하지만 전자파에 알레르기가 있다고 믿는 사람은 웨스트버지나주의 그린뱅크 같은 지역으로 피난처을 가기도 한다. 그 지역은 미국의 ‘국가지정 전파규제지역(U.S. National Radio Quiet Zone)’ 내에 있기 때문이다. 이 지역에 설치된 극도로 민감한 전파망원경을 이용해 천문학자들은 은하수 진화의 희미한 흔적을 추적한다. 전파가 조금만이라도 방해를 받게 되면 조사를 망칠 수가 있기 때문에 미국에서 유일하게 휴대전화가 금지되는 지역이다.
사실 GMO의 알레르기 위험성을 말하려면 도대체 왜 지난 수 천년 간 먹어왔던 음식에 대해 알레르기 반응을 하는 사람들이 늘어나고 있는지에 대해 먼저 생각해보는 것이 순서일 것이다. 가끔 천연에는 독이나 부작용이 없다고 주장하는 사람도 있지만 천연식품 뿐 아니라 가장 안전해 보이는 우리 몸 안의 천연 방어책인 면역시스템에는 알레르기, 자가 면역 질환 등 엄청난 부작용이 있다. 과거 우리나라는 알레르기성 비염이 흔하지 않았지만, 지금은 눈에 띄게 많아졌다. 그런데 이런 아토피, 알레르기성 질환은 좀 잘사는 나라들에서는 공통적으로 크게 늘었다. 지난 30년 동안 소위 선진국에서는 아토피성 피부염이 2~3배 가량 증가해, 많은 어린이가 고생한다. 개발도상국보다 선진국 농촌보다 도시에서 확연히 많아서 알레르기의 원인으로 지나치게 철저한 위생환경을 의심한다. 이것을 위생가설(Hygiene Hypothesis)이라고 한다. 우리 조상들에게 세균과 기생충은 생존을 위협하는 문제였고, 우리 몸은 이에 대응하기 위해 면역체계를 진화시켰다. 선진국이 되고 환경이 깨끗할수록 기생충과 잡균에 노출될 확률이 줄어들게 된다. 우리 몸은 지난 수 백만 년 동안 항상 잡균과 기생충의 공격을 받았고 그것에 대응하기 위해 강력한 군대를 양성했는데, 그 군대가 할 일이 없어진 것이다. 그래서 꽃가루 같은 엉뚱한 물질에 과민해진 것이다. 이런 예가 카렐리아 지역에서도 발견된다. 카렐리아 지역은 핀란드와 러시아의 국경선 때문에 둘로 나뉘는데, 양쪽의 주민들이 먹는 밀의 양은 비슷하지만, 핀린드쪽 사람들은 러시아쪽 사람들에 비해 다섯 배나 많이 셀리악병을 앓는다. 셀리악병 뿐만이 아니라, 다른 자가면역질환들도 그렇다. 1형당뇨병, 알레르기, 천식 등 모든 질환들이 핀란드 쪽에서 더 많이 발생한다. 2011년 10월 한림대학교성심병원 이소연 교수가 발표한 연구 결과에 따르면 부모가 농∙축산업에 종사하는 경우, 임신 중 산모가 농장 동물들과 접촉을 하는 경우, 축사를 갖고 있는 경우, 애완동물을 키우는 경우, 모유 수유를 한 경우, 나이 많은 형제자매가 있는 경우 등으로 이들 조건에서는 알레르기질환 발생이 감소했다. 반대로 영유아기의 항생제 사용하면 세균이 없어서 나중에 알레르기질환 발생률을 더 높였다. 그리고 최근 20~30대에 A형 간염의 증가가 문제가 되고 있다. 어린 시절 열악한 환경에서 성장한 중장년층과 다르게 비교적 위생적인 환경에서 성장한 청년층은 이 바이러스에 대한 면역(항체)이 대부분 없는 상태이기에 더욱 문제인 것이다. 알레르기와 아토피는 단순히 위생의 문제인 것은 아니지만 어렸을 때부터 조금씩 바이러스를 접하면서 면역력을 키워 나갈 기회가 없었던 아이들이 엉뚱한 물질에 쉽게 과도한 면역반응을 일으킬 가능성은 충분한 것이다. 그러니 무균 상태가 좋다고 무작정 항균과 살균만 강조하는 것은 바람직하지 않는 것이다.
내 몸이 나를 공격하는 면역질환처럼 무서운 질환도 없다. 이런 질환은 깨끗할수록 증가하지만 인위적으로 더럽게 살 수는 없다. 자연스럽게 조화시키는 것이 지혜일 것이다. 면역은 내 몸 안의 군대다. 군인이 없으면 안보가 없지만, 훈련 안 된 군인은 적이다. 면역력은 늘려야 할 것이 아니고 훈련을 잘 시켜야 하는 것이다.
사실 GMO의 알레르기 여부는 실험이 매우 쉽다. 특정 식품에 함유된 단백질은 수십만종이라 그 중에 어떤 것이 알레르기를 일으키는 것인지 확인이 쉽지 않지만 GMO는 1~3종의 단백질을 추가하는 것이라 그 단백질이 알레르기를 발생하는지 여부만 확인하면 된다. 그 단백질에 문제가 없으면 GMO는 알레르기를 줄이지도 늘리지도 않는다. 실제 GMO 검증 절차에서 추가한 유전자(단백질)이 알레르기 유발 물질 등과 구조적으로 비슷한 점이 없는지를 확인하고, 조리와 가공 과정에서 가열 처리나 인공 위액 및 인공 장액에서 신속히 분해되어 독성 물질이나 알레르기 유발 물질로 작용할 가능성이 없는지도 실험을 통해 확인한다.
의심하고 조심하는 것은 지혜이지만 간단히 확인할 수 있는 것과 확인된 것을 가지고 무작정 의심하는 것은 누구에게도 도움이 되지 않는다.


2017년 10월 19일 국회 김현권 더불어민주당 의원이 식품의약품안전처에서 받은 자료에 따르면, 식약처는 2014년 2월 GMO 단백질의 알레르기 안전성을 확인하기 위한 연구를 성균관대 산학연구협력단에 의뢰했고 연구결과 GMO 콩과 옥수수에 있는 11가지의 신종 단백질중에 AVHPPD-03라는 단백질 1가지가 알레르기를 유발할 수도 있다고 한다.
콩에 대해 알레르기 증상을 보이는 유아 환자 40명의 혈청에 반응에서 20명의 혈청에서 ‘특이 면역글로불린E(IgE)’가 발견된 것이다. 연구진은 AVHPPD-03을 인공위액에 담그는 별도의 실험에서 이 단백질이 완전히 분해된다는 결과를 얻어낸 뒤 ‘입을 통한 섭취에 의해 알레르기 반응성이 나타날 위험성은 떨어지는 것으로 판단되지만 계속된 연구가 필요하다고 했다
AvHPPD-03는 귀리 (Avena sativa)에서 p-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase 라는 효소를 만드는 유전자로 제초제 저항성 콩을 만드는데 쓰인다.  2001년 신젠타에서는 Mesotrione이라는 제초제를 개발했는데 이것은 카로티노이드를 합성하는데 필요한 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase의 효소를 방해한다. 카로티노이드의 합성을 방해하면 빛에 의해 광합성을 하는데 필요로하는 클로로필이 손상되어 결국 식물이 죽게 된다. 귀리에서 발견된 효소를 첨가한 작물은 이 제초제의 방해를 받지 않고 카로티노이드를 생산하므로 제초제에도 살아남게 된다.
GM작물은 새로운 유전자 1~3개를 첨가한 작물이므로 새로운 단백질 1~3개가 만들어진다.  새로운 단백질은 알레르기를 만들 수도 있으니 GMO작물을 개발할 때 반드시 체크해야 할 사항이다

1) AvHPPD-03는 식물 항산화제의 핵심성분인 카로티노이드의 합성에 필요한 효소(단백질)이다
2) 단백질은 분자의 형태에 따라 알레르기를 유발할 수 있다
3) 위생가설에 따르면 현대인은 갈수록 알레르기가 증가할 것이다
4) 원래 콩은 가장 흔한 알레르기 유발 식품이었다
5) 귀리는 알레르기가 적었으므로 이 단백질이 실제로 알레르기를 유발할지는 미지수이다
6) 몬산토에서 개발한 글리포세이트(제초제) 저항성 작물과 전혀 다르다
7) 한국에서 GMO는 오로지 물엿,과당, 식용유와 같이 단백질이 전혀 없는 부위만 사용하므로 이것과는 아무런 상관이 없다
8) 간장은 단백질을 분해하므로 GMO를 써도 되지만 non-GMO 콩으로 간장을 만드므로 무관하다
9) 알레르기는 암이나 독성물질과 관계없다. 내몸의 면역시스템의 과민반응이다
결론 : 이번 보도는 실제 한국의 GMO 리스크와는 아무 상관없는 일이다

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GMO콩’에 들어있는 신종 단백질 일부 인체 알레르기 등 특이반응 유발 가능성

기사입력 2017.10.20 06:00 경향신문  서성일 기자 centing@kyunghyang.com

GMO 여부 표시 안된 제품 지난해 서울시내 한 식품매장에서 파는 물엿 제품의 용기 뒷면 성분표시에 ‘100% 옥수수 수입산’이라고만 표시돼 있을 뿐 유전자변형생물(GMO) 여부는 표시돼 있지 않다.
유전자변형생물(GMO)으로 만든 신종 단백질이 인체에 알레르기 등 특이 반응을 일으킬 가능성이 있다는 연구 결과가 나왔다. 이번 결과는 정부의 의뢰를 받은 국내 대학 연구진이 사람의 혈청을 이용해 진행한 연구에서 나온 것이다. 정부 주도로 혈청 등 인체를 대상으로 GMO 신종 단백질의 영향을 알아보는 연구를 진행한 사례는 세계적으로도 많지 않다.

19일 국회 농림축산식품해양수산위원회 소속 김현권 더불어민주당 의원이 식품의약품안전처에서 받은 자료를 보면, 식약처는 2014년 2월 GMO 단백질의 알레르기 안전성을 확인하기 위한 연구를 성균관대 산학연구협력단에 의뢰했다. 2016년 11월까지 진행된 연구의 결과는 같은 달 식약처에 보고됐다.
성균관대·서울대·경희대 등 3개 대학 의대 교수로 구성된 연구진은 GMO 콩과 옥수수에 있는 11가지의 신종 단백질이 알레르기 환자로부터 채취한 혈청에 어떤 반응을 나타내는가를 알아보는 실험을 했다. 연구 결과 11가지 신종 단백질 중 10가지 단백질은 혈청에 특이한 반응을 일으키지 않았지만, GMO 콩에 있는 신종 단백질인 AVHPPD-03은 ‘특이 반응’을 일으켰다고 연구진은 밝혔다.
연구진은 AVHPPD-03이 콩에 대해 알레르기 증상을 보이는 유아 환자 40명의 혈청에 어떤 반응을 보이는지를 알아보는 실험을 했다. 이 실험에서 40명 환자의 혈청 가운데 20명의 혈청에서 ‘특이 면역글로불린E(IgE)’가 발견됐다. IgE는 일반적으로 과민성 천식이나 화분증(꽃가루가 점막에 접촉해서 생기는 알레르기성 질환)에 관여하는 것으로 알려져 있다.
연구진은 연구과제 요약문을 통해 AVHPPD-03이 일으키는 특이 반응에 대해 ‘추후에 (원인에 대한) 규명이 필요하다’면서 후속 연구의 필요성을 제기했다. GMO 콩에 들어있는 신종 단백질이 알레르기를 일으킬 수 있는 가능성이 있는 만큼 계속된 연구가 필요하다는 사실을 인식한 것이다.
하지만 연구진은 AVHPPD-03을 인공위액에 담그는 별도의 실험에서 이 단백질이 완전히 분해된다는 결과를 얻어낸 뒤 ‘입을 통한 섭취에 의해 알레르기 반응성이 나타날 위험성은 떨어지는 것으로 판단된다’는 입장을 정리해 식약처에 보고했다.

김 의원은 “GMO 콩에 들어있는 신종 단백질인 AVHPPD-03이 알레르기 등을 일으킬 가능성이 있는 특이 반응을 일으킨 사실을 확인하고도 이 단백질이 위액에 들어있는 단백질 분해효소인 펩신(pepsine)에 의해 분해되기 때문에 위험하지 않다고 결론을 내린 셈”이라면서 “특이 반응을 일으킨 원인을 규명하기 위한 연구가 반드시 수행돼야 한다”고 지적했다.

그는 이어 “GMO의 영향을 밝혀내기 위한 그동안의 연구가 쥐 등 동물을 대상으로 이루어지는 경우가 많았고, 사람에 대한 영향을 파악하는 연구도 통계학적 조사 등이 주류를 이루어온 것을 감안하면 GMO 단백질이 알레르기를 일으킬 수 있는 가능성을 보여준 이번 연구 결과는 커다란 의미를 갖는다”고 말했다.

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A genetically modified (GM) soybean line with OECD Unique Identifier SYN-000H2-5, hereafter referred to as soybean SYHT0H2, has been developed to be tolerant to two herbicides with different modes of action, namely glufosinate-ammonium and mesotrione.
Tolerance to glufosinate ammonium is achieved through expression of the enzyme phosphinothricin acetyltransferase (PAT) encoded by two similar pat genes (pat-03-01 and pat-03-02) both derived from the soil bacterium Streptomyces viridochromogenes. Tolerance to mesotrione is achieved through expression of the p-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (AvHPPD-03) protein encoded by the avhppd-03 gene from oat (Avena sativa). The pat gene has been widely used for genetic modification of a number of crop species, including soybean.

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GMO 알르레기 유발 가능성 안전성 심사

대구한의대학교 손대열 교수

‘식품알레르기’란?
인간이 생명을 유지하기 위해서는 필요한 영양소의 섭취가 필수적으로 이루어져야 하며, 식품은 생체에 영양소를 공급하여 생명을 유지하게 하는 필수 조건이지만 때로는 식품이 알레르기 질환의 원인이 되기도 한다. 알레르기(allergy)라는 용어는 1906년에 제일 처음으로 Clemens von Pirequet 이라는 빈의 소아과 의사에 의해 처음 사용된 이래 현재까지 세계적으로 널리 쓰이는 단어이다. 알레르기는 알레르기를 유발시키는 원인물질인 알레르겐(allergen)과의 반복되는 접촉으로 발생되는 신체 과민반응(hypersensitivity)으로, 식품이 원인이 되어 발생하는 식품알레르기는 여러 알레르기 질환 중에서 제일 먼저 그리고 주로 소아 연령에서 많이 발생하는 질병이다. 산업화에 따른 알레르기 발병 증가는 세계적인 추세이며, 알레르기 환자의 대다수가 식품에도 알레르기 반응을 일으키는 것으로 보고되고 있다. 한 예로 아토피성 피부염 환자의 60%가 식품에 대한 과민반응을 나타내는 것으로 보고되었다.

‘식품알레르기(food allergy)’라는 용어는 ‘식품 과민성(food hypersensitivity)’과 같은 의미를 갖는 단어임에도 불구하고 식품에 포함된 물질에 의해 나타나는 이상반응(adverse reaction) 모두를 의미하는 말로 잘못 사용되고 있으며, 식품으로 인해 일어날 수 있는 여러 형태의 반응을 정의하는데 많은 혼란이 있다. 그래서 1984년 미국 알레르기 및 천식 학회의 식품 이상반응 협의회에서 식품이나 식품첨가물을 섭취한 뒤에 나타나는 신체의 불리한 반응을 총칭하여 이상반응으로 정의하고, 이상반응 중에서 면역반응(type I-IV)에 의해 일어나는 경우만을 식품알레르기로 정의하였다.
식품알레르기에 의한 임상 증상은 식품 섭취 후 즉시에서부터 5일 후에 유발될 수 있으며, 그 임상적 증상이 다양하여 식품알레르기를 진단하고 그 원인 식품을 확인하는 것은 매우 어렵다.

식품알레르기 원인물질: 식품 알레르겐(allergen)의 특성 알아보기

1. 항원결정기 에피토프(epitope)
알레르기를 일으키는 원인물질인 알레르겐의 특성을 이해하기 위해서는 먼저 에피토프(epitope)에 대한 이해가 필요하다. 항원결정기(epitope 또는 antigenic determinant)는 항체, B세포, T세포 등의 면역계가 항원을 식별하게 해주는 항원의 특정한 부분이다.
단백질 항원의 항원결정기는 크게 그 모양과 작용 방식에 따라 입체구조-항원결정기(conformational epitope)와 선형-항원결정기(lineal epiotope)로 나뉜다. 입체구조 항원결정기는 항원의 불연속적인 아미노산 배열로 구성되며, 3차원적 구성에 의해 서로 인접한 곳에 위치하게 되어 항체에 인식된다. 이와 대조적으로, 항원의 선형 항원결정기를 구성하는 아미노산은 연속적으로 위치한다. 따라서 알레르겐으로 작용하는 어떤 단백질이 입체구조 항원결정기를 갖는 경우 이 단백질은 물리/화학적 작용에 의해 3차원적 입체구조가 변경(denaturation)되거나 단백질이 조각날 경우 입체구조-항원결정기는 쉽게 파괴되어 더 이상 항체에 의해 인식되지 못하며, 알레르겐으로 작용하지 못하게 된다. 반면 선형 항원결정기를 갖는 알레르겐은 3차원적 입체구조가 변경되거나 조각으로 분해되더라도 연속적으로 위치한 아미노산 서열이 파괴되지 않는 한 항체에 의해 인식되어 알레르겐으로 작용할 수 있다 (그림1).


그림 1. 입체구조/선형-항원결정기를 갖는 알레르겐 단백질의 항원성 차이
항체에 의해 알레르겐이 인식되면 신호가 비만세포(mast cell)에 전달되면서 비만세포로부터 알레르기의 다양한 증상을 유발하는 원인물질들(히스타민, 류코트리엔..)이 세포 밖으로 방출된다.


2. 인공 위/장액 소화성
식품 알레르겐으로 작용하는 단백질과 알레르기를 일으키지 않는 비알레르기성 단백질들의 인공 위/장액에 대한 소화성을 비교한 연구 논문에 따르면, 식품 알레르겐 단백질들은 인공 위/장액 조건에서 잘 분해되지 않는 반면 일반 단백질들은 상대적으로 짧은 시간 내에  작은 조각으로 분해되는 것이 확인되었다(표 1).


표 1. 식품 알레르겐의 인공 위액 소화성

출처: Stability of food allergens to digestion in vitro. JD. Astwood, JN. Leach and RL.

3. 교차반응성: 아미노산 염기서열 상동성
자작나무 꽃가루(대표적 알레르기 원인 단백질: Bet v 1)에 대한 알레르기 반응을 일으키는 환자들은 그 증상이 심화되면서 사과나 복숭아를 먹으면 알레르기 증상이 일어나는 식품알레르기 환자로 발전하게 된다. 이유는 알레르기 발생 원인이 된 자작나무 꽃가루에 들어있는 Bet v 1 단백질과 사과(Mal d 1)나 복숭아(Pru a 1)에 들어있는 단백질의 높은 염기서열 상동성 때문이다. 이로 인해 체내에 생성된 Bet v 1에 대한 항체가 모양이 유사한 사과나 복숭아 단백질에 반응하면서 식품알레르기 증상이 나타나는 것이다. 사과 Mal d 1 단백질과 자작나무 꽃가루 Bet v 1 단백질은 60.4%의 염기서열 상동성과, 14개의 일련된 아미노산이 일치하는 것으로 확인되었다(그림 2).


그림 2. 사과(Mal d 1)와 자작나무 꽃가루(Bet v 1) 주요 원인 단백질의 아미노산 염기서열 상동성 비교.


유전자제조합체의 안전성 평가 원칙: 실질적동등성(substantial equivalence)

실질적동등성이란 1993년 OECD에서 유전자변형 식품의 안전성 평가 원리의 개념으로 확립된 것으로 ‘도입 유전자의 특성이 잘 알려져 있어, 원래의 식품과 실질적으로 동등한 정도로 무해하다는 것에 대한 과학적인 확신이 있는 경우에는 그 재조합체의 안전성은 원래의 식품과 동일하다고 본다’는 개념이다. 따라서 이 개념은 도입된 유전자 및 형질에 대한 안전성 평가를 통하여 안전성이 확인되고 생육, 수확량 등 작물의 성질, 영양소의 종류와 양, 자연독의 종류와 양, 가공/조리 방법, 섭취량 등에서 차이가 없다면 이미 인간이 충분히 섭취한 경험으로 안전하다고 평가되는 기존식품과 유전자변형 식품은 실질적으로 동등성이 성립된다는 것이다.



유전자변형 식품의 알레르기 안전성 평가

식품의 안전성을 평가할 수 있는 가장 좋은 방법은 오랜 기간을 통한 식경험이라 할 수 있다. 지금까지 재래 육종법을 통해 새로이 개발된 식품들은 그 안전성에 대한 커다란 문제의식 없이 소비되어져 왔다. 그러나 최근 급격한 유전자재조합 기술의 발달은 재래 육종법에서 불가능했던 다른 종으로의 유전자 삽입을 가능하게 하였고, 그 결과 지금까지 섭취해보지 않았던 새로운 단백질이 발현된 많은 새로운 형질의 유전자재조합체가 개발되었다.
이러한 유전자변형 식품의 알레르기 안전성 평가는 식품위생법 제18조에 따른 식품의약품안전처 고시(제2014-203호, 2014.12.30.)인 ‘유전자변형식품등의 안전성 심사 등에 관한 규정’에 의해, 개발사에서 제출한 자료를 근거하여 다음과 같은 항목에 대한 평가가 이루어지고 있다.


그림 3. 식품의약품안전처 유전자변형식품등의 안전성 심사 절차

1. 공여체 및 숙주의 알레르기성
유전자변형 작물 개발에 이용된 공여체 및 숙주가 알레르기성이 있는지를 검토하여 도입 유전자에 의한 알레르겐의 발현 가능성을 확인한다.

2. 물리화학적 처리에 대한 감수성
유전자산물이 인공 위․장액, 열처리에 안정성이 있는지를 검토하고, 유전자산물이 인공 위․장액에 대한 분해 내성이 있을 경우, 추가적인 혈청 실험이 필요하다.

3. 이미 알려져 있는 알레르겐과의 아미노산 서열 상동성
유전자 산물의 80개 이상의 아미노산 부분에서 이미 알레르겐으로 알려진 단백질의 아미노산과 35% 이상의 상동성이 있는지를 확인하여 구조적 유사성으로 인한 교차반응성을 확인하고, 연속된 8개 이상의 아미노산과 이미 알레르겐으로 알려진 단백질 중 일치하는 아미노산 서열이 존재하는지 여부를 확인하여 직선 에피토프를 나타낼 가능성이 있는 서열을 확인한다.

4. 1일 단백질 섭취량 평가
국민건강영양조사, 식품수급표의 식품 섭취량 등의 최신 자료를 참고하여 유전자변형식품 섭취시 유전자 산물이 1일 단백질 섭취량의 유의한 양을 차지하는지 확인한다.

5. 기타 사항
위 1~4의 항목 평가 결과 기존 알레르겐과의 서열 상동성이 확인되었거나, 유전자산물이 기존에 알려진 알레르겐과 상동성은 없지만 공여체가 알레르겐을 가지고 있을 경우, 또는 인공 위․장액에 대한 분해 내성이 있는 경우 추가적인 환자혈청을 이용한 면역학적 반응성 검사에 대한 평가가 이루어진다.


결론
유전자재조합체가 포함되어 있는 식품의 안전성 평가에 있어서 제일 어려운 분야가 알레르기 유발 가능성에 대한 안전성 평가라 할 수 있다. 알레르기는 개개인에 따라 같은 식품이라도 발병에 차이가 있고, 아직도 알레르기 발생 원인에 뚜렷한 과학적 근거가 제시되지 못한 상황이어서, 지금까지 오랜 기간 동안 섭취되어온 재래 식품과는 달리, 새로운 유전자재조합체의 알레르기 발생 가능성을 평가하기란 무척 어려운 상황이다. 현재 새로운 유전자재조합체의 알레르기 유발 가능성에 대한 안전성 평가는 지금까지 연구되어 알려진 알레르겐의 일반적인 특성을 근거로 이루어지고 있으나, 알레르겐의 일반적인 특성과 다른 특성을 갖는 알레르겐도 상당 수 존재하기 때문에 지금으로선 알레르기 유발 가능성에 대한 안전성 평가가100% 완전하다고 할 수 없는 상황이다. 따라서 유전자재조합체가 포함된 식품의 알레르기 유발 가능성에 대한 안전성은 재래 식품처럼 식경험을 통한 충분한 기간이 경과한 후에야 비로소 확신할 수 있을 것이다.