한국인 유전체역학조사 영양조사도구의 특성 및 활용

Validity and application of food frequency questionnaire for Korean genome and epidemiology study

국립보건연구원 유전체센터 유전체역학팀   

Ⅰ. 들어가는 말
  한국인 유전체역학조사 사업은 일반인을 대상으로 생활습관과 건강상태를 조사하고 그것을 기초로 향후에 질병이 발생하는 사람들로부터 질병의 원인이 될 수 있는 위험요인이 무엇인지를 알아내기 위한 조사사업이다. 본 사업의 주요 관심대상 질병은 고혈압, 당뇨병, 골다공증, 비만, 대사증후군 등 생활습관에 의해 나타나는 만성 질병들이다. 만성질병의 발병에는 여러 요인들이 복합적으로 작용하여 장기간에 걸쳐 발병하며, 생활습관 중 식습관은 일생동안 가장 오랫동안 노출되는 요인으로 매우 중요하게 인식되고 있다.
 만성질병은 위험요인에 장기간 노출되어 발생하는 경우가 많으므로 영양요인도 단기간의 영양상태 혹은 영양섭취 상태보다는 장기간의 식습관을 파악하는 것이 필요하다. 장기간의 식습관을 파악하기 위한 영양조사 방법으로는 식이역사법(diet history)과 식품섭취빈도조사법(food frequency questionnaire)이 있으며, 일일 식사내용을 기록하는 식사기록법(diet record)과 회상에 의한 24시간 회상법(24-hr recall method)등도 사용된다. 식사기록법이나 24시간 회상법은 단기간의 영양섭취상태를 비교적 정확히 파악할 수 있는 방법이나 식습관을 파악하기 위해서는 여러 날을 조사하여야 하는 부담이 있다. 식이역사법은 과거부터의 식습관을 자세히 조사할 수 있지만, 전문가가 개인별로 오래전의 습관까지 조사하여야 하므로 조사부담이 커서 대규모의 조사에는 적합하지 않다. 따라서, 질병의 발생원인을 밝히기 위한 코호트 연구나 환자-대조군 연구에서 장기간의 식품섭취상태를 조사하기 위한 도구로는 식품섭취빈도조사법이 많이 이용되고 있다.
 식품섭취빈도조사법은 제시된 식품항목에 대해 기준기간 동안의 섭취빈도 혹은 섭취빈도와 섭취분량을 표시하게하여 식품섭취량을 조사하는 방법으로, 자가 기록이 가능하고 비교적 장기간의 식습관을 반영한다는 특징을 가지고 있어 역학연구에서 선호되고 있다. 그러나 일정 기간의 식습관을 조사할 수 있음에도 불구하고, 제시된 식품목록과 분량이 제한적이므로 이에 따라 어느 집단에서는 타당한(valid) 결과를 가지나, 또 다른 집단에서는 타당하지 않은 경우가 나타날 수 있으며[1], 제한된 목록과 기억에 의존하는 등의 이유로 측정오차를 가질 수 있다[2].
 따라서 식품섭취빈도조사에 의한 결과가 해당 집단의 실제 식이섭취를 적절히 반영하는지 확인하기 위해서는 표준방법(reference method)을 통한 식품섭취빈도조사지의 타당성을 검증하여야 하며, 표준방법으로 조사된 실제 섭취량 자료는 측정오차에 의한 식이요인과 질병 발생간의 상관성 희석을 보정하는데 이용할 수 있다[3]. 표준방법으로는 주로 식사기록법이나 24시간 회상법이 이용된다. 표준방법에 의해 조사된 여러 날의 식사정보는 정형화된 식품섭취빈도조사의 결과와 비교하여 그 타당성을 검증하게 된다. 타당성 연구에서 식품섭취빈도조사의 결과와 표준방법에 의한 실제 섭취량의 상관성은 개인내 변이가 큰 경우 상관성이 희석되어 약하게 나타나므로 여러 날의 식이섭취 결과로부터 개인 내 변이와 개인 간 변이의 비를 구하여 보정계수를 산출한 후 두 방법의 상관계수를 보정해 주기도 한다[4].
 한국인 유전체역학조사 코호트 구축 시점에서 코호트 대상자의 식습관을 조사하기 위한 영양조사도구가 필요하게 되었으며, 이를 위하여 24시간 회상법으로 수집된 ‘1998년 국민건강영양조사’의 자료를 이용하여 일반인들의 식습관을 조사할 수 있는 영양조사도구를 개발하였다.

Ⅱ. 몸 말
  한국인 유전체역학조사를 위한 영양조사 도구는 식품섭취빈도조사법으로 개발하였다. 개발된 식품섭취빈도조사지는 반정량빈도조사(semi-quantitative questionnaire)로 제시된 식품에 대한 빈도와 정해진 분량 중 선택할 수 있도록 구성되어 있으며, 식품목록 및 분량은 자료근거접근법(data-based approach)을 이용하여 선정하였다. 조사지에 제시할 식품 목록과 분량을 결정하기 위하여 ‘1998년 국민건강영양조사’의 24시간 회상 자료 중 중 40세-70세에 해당하는 자료를 추출하여 개발에 이용하였다. 자료근거접근법으로 식품목록을 선정할 때 각 영양소에 대한 누적 기여율 90%이상의 식품과 누적 다중회귀계수 0.9이상의 식품을 추출하여 목록을 선정하였다. 이 방법의 의미는 식품목록에 사람들이 주로 섭취하는 90%의 식품을 포함하고, 사람들 사이에 그 식품을 섭취하거나 섭취하지 않는 차이에 의한 변이를 0.9까지 고려하였다고 해석할 수 있다.
 이러한 방법으로 선정된 식품의 수는 기여율을 90%로 고려하였을 때 249항목, 사람들 사이의 섭취 유무에 의한 변이를 0.9까지 고려하였을 때 254항목이었으며 이들을 통합하여 총 103개의 식품목록을 구성하였다[5]. 식품목록은 곡류(7), 국수 및 빵류(10), 채소류(23), 감자류(3), 버섯(2), 콩류 및 콩제품(4), 생선류(7), 기타 해물류(8), 육류(9), 해조류(2), 난류(1), 우유 및 유제품(5), 과일류(12), 음료(5), 과자류(3), 견과류(1), 그리고 지방제품(1)으로 구성되어 있다. 해당 식품목록에 대한 섭취빈도는 ‘거의 안먹음’, ‘한달에 1회’, ‘한달에 2-3회’, ‘일주일에 1-2회’, ‘일주일에 3-4회’, ‘일주일에 5-6회’, ‘하루에 1회’, ‘하루에 2회’, ‘하루에 3회 이상’의 9개 범주로 구분하였고, 1회 섭취분량은 ‘1998년 국민건강영양
조사’의 24시간 회상법 자료의 식품별 중간 값을 설정한 후 기준량을 중심으로 더 적음과 더 많음으로 구분하였다. 응답자들이 분량에 대해 이해하기 쉽도록 각 식품에 대한 3가지 분량의그림을 설문지에 포함시켰으며, 항목별로 비슷한 분량을 가지는 경우 기준그림을 정하여 제시하였다(Figure 1).

  개인의 영양소 섭취량의 계산방법은 다음과 같다. 각 식품목록에 응답한 섭취빈도와 1회 섭취량을 곱하여 각 1일 섭취무게로 환산하고, 그 무게에 따라 식품성분표의 100g당 영양소 함량을 근거로 환산하고[6], 개인별로 식품목록의 식품별 영양소 섭취량을 합산하여 1일 영양소 섭취량을 산출하였다. 식품목록의 식품항목이 여러 가지 식품으로 구성되어 있는 경우 ‘1998년 국민건강영양조사’의 24시간 회상법에서 나타난 식품의 섭취빈도를 이용한 가중평균을 구하여 사용하였다.
 개발된 식품섭취빈도조사지의 영양소 환산을 위한 소프트웨어를 자체 개발하였다. 한국인 유전체역학조사의 조사 결과를 처리하기 위하여 웹 기반의 입력 및 계산 시스템을 개발하였을 뿐 아니라, 별도의 조사에 이용할 수 있도록 개인용 컴퓨터 기반의 프로그램(식품섭취빈도조사지를 이용한 영양 평가 관리 ver. 1.0)[7]도 함께 개발하였다(Figure 2). 개발한 계산용 소프트웨어 프로그램은 입력과 영양소  계산 뿐 아니라, 연구자를 위한 중간단계 생성파일(개인별 식품별 섭취무게, 개인별 식품별 영양소별 섭취량)의 활용이 가능하도록 하였다. 또한 계산된 1일 섭취량을 기초로 간단한 영양상태 평가 및 출력이 가능하다.

  한국인 유전체역학조사를 위하여 개발된 영양조사도구의 타당성 검증을 위하여 대상자와 유사한 인구집단을 대상으로표준방법을 이용한 영양조사를 실시하였다. 표준방법으로 선택된 조사방법은 식사기록법(diet record ; DR)이며, 40세-70세 남녀를 대상으로 1년에 걸쳐 3개월 간격으로 3일씩 총 12일에 대한 식품섭취를 조사하여 식품섭취빈도 조사 결과와 비교하였고, 식사기록법을 실시하기 전후 1년   간격으로 2회의 식품섭취빈도조사(food frequency questionnaire; FFQ)를 실시하여 두 조사를 비교하였다[8].
 12일 간의 식사기록법과 1년 간격의 식품섭취빈도조사 2회에 대한 결과를 각각 비교하여 보면 식품섭취빈도조사 2회의 섭취량은 유사함을 알 수 있으나, 식사기록법의 평균값과는 에너지 섭취량과 지방, 탄수화물, 비타민 A, 카로틴과 콜레스테롤 등의 영양소 섭취량에 차이가 있음을 알 수 있다(Table 1).
 식품섭취빈도조사지는 개별 식품을 기본으로 식품목록이 구성되어 있으나, 실제 식습관은 조리된 형태로 이루어지므로, 식품위주로 구성된 식품섭취빈도조사법에서는 한국인의 식습관에서 두드러지는 양념과 기름으로부터 제공되는 일부 영양소가 누락되게 된다. 또한 한국인의 주식은 주로 탄수화물로 구성되어 있으므로 식품목록에 쌀, 곡류 및 국수류 등 주식으로 이용될 수 있는 식품이 많이 포함될수록  에너지와 탄수화물의 섭취량이 높게 측정된다.
 표준 방법과 식품섭취빈도조사의 상관성이 높을수록 식품섭취빈도조사법의 타당성이 높다고 인정되는데, 피어슨 상관계수를 살펴보면 12일의 식사기록법과 조사기간이 일치하는 두 번째 식품섭취빈도조사 결과와의 상관계수가 0.10(Vit A)부터 0.46(retinol)의 분포를 보인다(Table 2). 앞서 언급한대로 개인  간 변이가 크면 두 방법 사이의 상관성이 희석되어 약하게 나타나므로, 식사기록법의 개인 간, 개인 내 변이의 비를 구하여 희석요인을 보정해주면 0.23(Vit A)부터 0.64(carbohydrate)의 분포를 보이면서 상관계수의 값이 상승한다. 외국의 경우 상관계수가 보통 0.5-0.7 정도로 보고되지만[4] 우리나라에 보고된 결과를 살펴보면 0.3-0.4 정도의 상관성을 보이고 있어 본 영양조사도구의 타당도의 정도가 우리나라에서 보고되는 수준을 벗어나고 있지 않음을 알 수 있다. 이는 식품섭취빈도조사에 의한 식이섭취조사가 우리나라 식습관을 충분히 반영하지는 못한다는 것으로 해석할 수 있다. 우리나라에서는 조리된 상태로 식사를 제공받으면, 그 속에 포함되는 양념이나 조리기름에 대한 정보를 명확하게 파악하지 못하고 식사하게 되는 경우가 많은데, 본 식품섭취빈도조사의 경우처럼 양념이 포함되기 어려운 방법으로 개발된 경우에는 그 차이가 크게 나타날 수 있다.

Ⅲ. 맺음말

  앞서 언급한 바와 같이 한국인 유전체역학조사를 위해 개발한 영양조사도구는 40세-70세 사이의 일반인들을 대상으로 식습관을 조사하기 위하여 개발되었으며, 2007년 말까지 약 120,000명의 코호트 기초조사 대상자에게 사용되었다. 식품섭취빈도조사는 대상자간의 순위에 의한 위험도 측정을 주 목적으로 하고 있으며, 도구의 특성을 고려할 때 개방형 조사방법에 의해 보완자료를 수집하는 것이 자료의 활용도와 신뢰도를 높일 수 있다. 이를 위하여 한국인 유전체역학조사 사업에서는 일부 대상자에게 3일간의 개방형 영양조사��� 실시하고 있다. 수집된 결과는 향후 질병의 발생에 영양요인이 미치는 영향을 밝히기 위한 연구에 활용될 예정이며, 일부 자료의 경우 연구자들이 활용할 수 있도록 공개된다.
 식품섭취빈도조사지의 타당성 검증은 데이터의 수집과 처리에 시간과 비용이 많이 소요되고, 국내에서 개발된 도구 중 타당성 검증이 완료된 보기 드문 경우이다. 본 도구의 타당성 검증 연구 결과가 학계에 보고되면서 개발된 식품섭취빈도조사지를 타 연구에 활용하고자 하는 연구자의 요구가 높아지고 있다.
 식품섭취빈도조사지는 비교적 장기간의 식습관을 반영한다는 측면으로 선호되지만, 목록과 분량이 제한된 도구라는 측면을 고려할 때 그 특성을 이해하고 타당도를 고려하여 개별 연구에 적용해야 할 것이다. 보다 적극적인 방법으로 식이와 질병과의 관계를 밝히는 역학연구에서 정확한 자료의 수집을 위하여 보완자료를 확보하는 노력이 필요할 것으로 사료되며, 식품섭취빈도조사지 자체에 대한 보정을 위한 추가조사 뿐 아니라, 식품의 성분정보(데이터베이스)의 확보 등이 뒤따를 때 연구의 결과는 더욱 높은 성과를 도출해 낼 수 있을 것이다.
 만성질환에 대한 연구에서 영양요인은 점점 더 중요한 요인으로 파악되고 있으며, 이에 대한 연구도 계속되고 있다. 한국인 유전체역학조사를 위한 영양조사도구는 연구 목적에 따라 코호트 외의 다른 연구 설계에도 적용될 수 있으며, 이에 대한 요구를 반영하기 위하여 질병관리본부에서는 연구자들의 요청을 반영하여 영양조사도구와 영양소 환산용 소프트웨어를 제공하고 있다. 이러한 연구지원을 통해 국내 만성질환 및 영양역학 분야의 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

Ⅳ. 참고문헌
1. Kabagambe EK, Baylin A, Allan DA, Siles X, Spiegelman D, Campos H. Application of the method of triads to evaluate the performance of food
    frequency questionnaires and biomarkers as indicators of long-term dietary intake. Am J Epidemiol 2001;154(12):1126-35.
2. Jain MG, Rohan TE, Soskolne CL, Kreiger N. Calibration of the dietary questionnaire for the Canadian Study of Diet, Lifestyle and Health cohort.
    Public Health Nutr 2003;6(1):79-86
3. Johansson I, Hallmans G, Wikman A, Biessy C, Riboli E, Kaaks R. Validation and calibration of food-frequency questionnaire measurements in
    the Northern Sweden Health and Disease cohort. Public Health Nutr 2002;5(3):487-96.
4. Willett WC. Nutritional Epidemiology. 2nd ed. New York: Oxford University Press, 1998.
5. Ahn Y, Lee JE, Paik HY, Lee HK, Jo I, Kimm K. Development of a semi-quantitative food frequency questionnaire based on dietary data from
    the Korea national health and nutrition examination survey. Nutritional Science 2003;6(3):172-184.
6. The Korean Nutrition Society(ED.). Food composition table. In: Recommended dietary allowances for Koreans. 7th ed. Seoul, 2000. The Korean
    Nutrtion Society, Seoul.
7. 식품섭취빈도조사지를 이용한 영양 평가 관리[computer program, 2005-01-123-4786] Ver. 1.0, Seoul. 2005
8. Y Ahn, E Kwon, JE Shim, MK Park, Y Joo, K Kimm, C Park and DH Kim. Validation and reproducibility of food frequency questionnaire for
    Korean genome epidemiologic study. doi:10.1038/sj.ejcn. 1602657