정 희 선 / 국립과학수사연구소 법과학부 마약분석과장

심각한 사회문제가 되어 있는 마약류의 남용에 대처하기 위한 일환으로 마약류를 남용하는 사람들의 뇨등 생체시료에서 약물복용 여부를 판정하고 있다. 이는 불법적으로 약물을 사용한 것에 대해 법적인 제재를 받게 한다는 점에서 뿐 아니라 이들에게 치료의 기회를 줄 수 있다는 점에서 그 중요성이 증대되고 있다.

약물의 복용여부를 판정하기 위한 시료에는 여러 가지가 있지만 가장 일반적인 것은 뇨시료이다. 뇨에서 약물을 검출하기 위한 실험은 우선 많은수의 시료중 양성 가능성을 판정할 수 있는 예비실험과 양성으로 반응된 시료를 정확히 확인할 수 있는 본 실험으로 나눌 수 있다. 불법약물 검출을 위한 예비실험은 양성의 시료를 신뢰성이 높게 구별할 수 있어야 하며, 높은 감도로 다수의 시료를 신속히 처리할 수 있어야 하고, 처리 비용이 저렴해야 한다. 근래 남용약물의 예비실험법으로는 면역시험법이 가장 널리 이용되고 있다. 그러나 면역시험법의 항체는 특이성이 낮아 교차반응을 일으킬 수 있으므로 양성인 시료는 반드시 다른 화학적 원리를 갖는 분석법에 의해 확인돼야 한다. 감도가 높으며 특이성이 있는 GC, HPLC, GC/MS 등이 주로 이 목적에 사용된다.

최근 또다른 약물검사시료로 이용되는 것이 모발인데, 약물을 사용한 내력을 알 수 있고 장기간경과한 경우에도 약물이 측정된다는 장점때문에 각광을 받고 있다. 각 약물의 중수소 화합물을 내부표준물질로 사용하므로써 GC/MS를 이용해 모발중 존재하는 극미량 약물측정이 가능해졌다.

여기에서는 우리나라 약물남용 판별검사에 대해 논하기 위해 먼저 남용약물 검출을 위한 생체시료 비교, 약물검출을 위한 분석법 등에 대해 자세히 기술하도록 하겠다.

약물복용여부 판정에 쓰일수 있는 시료로는 뇨, 혈액, 타액, 땀과 더불어 모발이 있다. 가장 널리 쓰이는 뇨의 경우, 시료채취가 용이하고 양이 충분하며, 약물과 그 대사산물이 농축되어 배설되고 혈액에서보다 오랜 시간동안 약물이 머물러 있으며, 수용성이기 때문에 약물이 쉽게 추출돼 분석하기 쉽다는 장점이 있다. 그러나 뇨중 약물의 배설량은 뇨량에 따라 달라 그 양을 정확히 계산할 수 없고, 뇨중 약물농도가 약리작용과는 일치하지 않아 약물의 사용정도를 예측할 수 없다.

양성이라 함은 채취전에 한번이라도 약물을 사용한 것을 뜻하지만, 만성중독 여부등에 대하여는 알 수 없다. 또한 뇨의 액성, 색, 구성성분이 음식의 종류나 약물복용 여부에 따라 다르고, 약물의 배설정도가 뇨의 산성도(pH)에 따라 크게 달라지는 것이 단점으로 알려져 있다. 예를 들면 제산제를 복용하면 뇨가 알카리성으로 되어 메스암페타민등 약염기성 약물의 배설이 지연되는 반면 산성뇨는 이들의 배설을 촉진시킨다 하며 약산성 약물은 알카리뇨에서 배설이 빨라질 수 있다. 무엇보다도 약물복용 여부를 판정하는 시료로서 뇨의 가장 큰 단점은 일정기간이 경과하면 약물이 검출되지 않는다는 점이다. 메스암페타민의 경우 약물복용 4일후면 복용약물의 대부분이 배설되는 것으로 알려져 있다. 또 뇨는 채취시 물 등과 섞여지기 쉽고, 과량의 음료수를 섭취하면 약물농도가 희석될 수 있으며, 시료보관, 운송이 쉽지 않다는 점도 약점이 되고 있다.

혈액은 빠른 시간내 약물이 이행되며, 약물투여량과 혈중 약물농도가 비례할 뿐 아니라 전문가에 의해 채취되므로 바뀔 우려가 없다는 장점이 있다. 그러나 혈액은 많은 양의 시료 채취가 어렵고, 혈장이나 혈청중에는 측정하고자 하는 약물과 화학적, 물리적 성상은 다르지만 많은 양의 단백질이 있어 때때로 약물과 강하게 결합해 분석을 어렵게 하는 단점이 있다.

따라서 혈청 등에서 약물을 측정할때 총 약물양을 측정하기 어렵고 유리형만 측정하게 되므로 그 농도가 아주 낮아 검출한계 미만이 되는 경우가 흔히 있다.

또다른 시료인 타액은 약물검출이 가능하다는 점, 시료채취가 간편하다는 점은 있으나 실험에 필요한 양을 채취하기 어렵고, 정량이 불가능하다는 단점이 있다. 또한 혈액에서와 같이 단 몇시간 동안만 약물이 검출되므로 일정시간 경과 후에는 약물이 검출되지 않는다.

땀은 최근 팔에 부착할 수 있는 패치가 시판된 이래 많은 관심이 집중되고 있다. 약물남용자에 대한 연속적인 모니터링을 할 수 있고, 약물남용을 막기 위한 예방수단이나 정신적 자극으로 사용할 수 있다. 또 대개의 뇨실험의 약물사용검출 기간이 약물의 마지막 사용후 12∼72시간인데 반해, 땀실험은 패치를 7일 이상까지 부착할 수 있기 때문에 이 기간동안 사용한 약물이 남아 있어 약물검출기간이 길어진다는 장점이 있다. 그러나 실험에 필요한 양을 채취하기가 어려운 단점이 있다.

가. 예비실험

1) 면역시험법 (immunoassay)

면역시험법은 특별한 단백질이나 고분자물질(항원)에 대해 특이성이 있는 항체를 적당한 면역원을 이용해 동물에서 만든 다음 이 항체에 약물을 label시킨 항원과 label이 안된 항원 (시료)을 가해 이들이 경쟁적으로 항체에 경합하려는 원리를 이용한다. 한정된 시간안에 다수의 시료를 분석하는데 주로 쓰이며, 상품화된 면역분석법으로는 방사선면역분석법(RIA), 효소면역시험법(EIA), 형광편광면역분석법(FPIA)이 있다. 각각에 의해 검출할 수 있는 약물의 종류는 다음과 같다.

2) 휴대용 간이시험키트

면역분석법을 이용해 약물복용여부를 판정하는데 쓰이는 휴대용 간이시험키트로는 Abuscreen Ontrack, accu PINCH, MACH IV, I.D.BLOCK, EZ-SCREEN, Triage와 Abusign(또는 Accusign)등이 있다. 이중 Abusign은 미국의 Princeton Biomeditech Corporation에서 개발한 시약으로 조작이 간단하고 판독이 용이해 우리나라에서 많이 쓰인다. 측정할 수 있는 약물은 메스암페타민, 대마, 코카인, 몰핀 등이고 결과를 10분이내에 판독할 수 있다. 사용법은 플라스틱 피펫으로 3-4방울의 뇨를 샘플(s)에 떨어뜨리고 2-5분후 결과를 판독한다. 그러나 이것은 예비실험의 일종이므로 꼭 정밀시험이 필요하다. Triage의 경우는 펜사이클리딘, 벤조디아제핀, 코카인, 암페타민류, 대마, 아편류, 바르비탈 등을 한번에 분석할 수 있다는 장점이 있으나 값이 비싸다.

3) 면역분석법에 의한 cut-off level

면역분석법에 의한 cut-off치는 이들을 생산하는 회사마다 약간의 차이가 있다. 회사에서 정한 cut-off level과는 각 나라에서 정한 치에 의해 양성, 음성을 판정하는 것이 중요하다. 다음은 미국과 우리나라에서 설정한 면역분석법에의한 cut-off level이다.

나. 본실험

본실험에 주로 사용되는 방법은 크로마토그라피인데, 생체시료 중에 존재하는 다양한 내인성 물질과 약물을 분리해야 하므로 넓은 표면적을 갖은 고정상과 액체나 가스를 이동상으로 필요로 한다. 이 방법에서는 약물이 이동상에 의해 컬럼이나 plate를 지나면서 고정상과 상호작용에 의해 다양하게 분리되는 원리가 이용된다. 생체시료중 약물의 분리는 크로마토그라프의 각 phase에서 그 약물이 어느만큼 머물러 있나에 따라 좌우되며, 분리된 후 약물의 확인 및 측정은 특정한 검출기에 의해 행해진다. 크로마토그라피는 박층크로마토그라피(TLC), 가스크로마토그라피(GLC), 액체크로마토그라피(HPLC)가 일반적인데 분리능이 다르므로 분석하고자 하는 약물에 따라 그 종류를 선택해야 한다.
가스마토그라피/질량분석법(GC/MS)은 뇨중 약물의 존재를 확인하는데 감도가 높고 특이성이 있어 법적인 측면에서 가장 널리 확실하게 인정되는 방법이다. 분리능이 좋고 각종 모드를 이용하여 정확하게 분자량과 파쇄정도를 측정할 수 있으나 조작이 복잡하고 고가며 교육, 유지비가 비쌀뿐 아니라 숙련된 기술을 요한다. 약물을 분리한 다음 분자량을 측정해 확인하므로 최종적인 판정방법이라고 할 수 있다.

가. 뇨검사결과에 영향을 미치는 인자들

1) 투여량

약물은 투여량이 클수록 뇨에서 검출될 확률이 크다. 예를 들면 30mg의 코데인을 사용한 경우 1∼6시간 후까지 약물이 검출되나, 60mg의 양을 섭취하면 1∼10시간까지도 검출된다고 한다.

2) 사용빈도

약물이 몸속에 남아 있는 기간은 약물에 따라 또는 사용조건에 따라 아주 다른데, 코카인은 비교적 빨리 몸속에서 제거되어 1회 복용후 1일이내에만 뇨에서 검출된다고 한다. 그러나 대마를 흡연한 경우는 1회 복용후 1∼2일동안 뇨에서 검출되고 방법에 따라서는 3∼5일까지도 검출되며, 매일 대마를 남용한 경우는 약물사용을 멈춘후 3주 이상까지도 양성으로 반응한다는 보고가 있다. 메스암페타민의 경우 약 7일동안 뇨에서 검출되기도 하며, 상습복용자의 경우는 10일 후에도 뇨에서 검출된 예가 있다. 대부분의 약물은 몸에 축적되므로 자주 약물을 섭취할수록 뇨에서 약물이 검출될 가능성은 커진다.

3) 약물사용 후 뇨 채취시까지 기간

약물사용후 뇨를 언제 채취하는가 하는 것은 약물검출에 가장 큰 영향을 미친다. 코카인과 같은 약물은 체내에서 빨리 없어지므로 양성인 시료를 얻기 위해서는 약물복용 직후 뇨를 채취하는 것이 필요하나, 대마는 체내에서 늦게 배설되므로 약물사용 며칠후에 채취해도 양성으로 반응할 수 있다. 메스암페타민은 투여량의 43%가 24시간 이내에 배설되며, 4일이내에 투여량의 90%가 배설되므로 약물복용 4일이내에 뇨를 채취하는 것이 요구된다.

4) 실험방법의 감도

약물은 분석방법에 따라 검출되는 한계가 다른데, 면역분석법은 TLC보다 더 미량약물을 검출할 수 있다. 분석법의 예민도는 중요한 의미을 갖고 있어서 감도가 높은 면역분석법은 암페타민, 대마등의 남용약물을 단 1회 사용하고 1일 이상이 경과한 후에 채취한 뇨에서도 약물이 검출될 수 있다. 예비실험 결과가 음성이면 더이상의 실험은 필요없으며, 양성이면 본실험이 필요한데, 본실험법은 예비실험보다 예민도가 높고 특이성이 있어야 한다.

나. 뇨검사 해석에 고려되어야할 점들

예비실험, 본실험을 걸쳐 반응이 양성으로 나오면 먼저 이 사람이 약물을 만성적으로 복용했는지, 의사의 처방에 따라 약물을 복용하였는지, 시료채취시에 약물의 영향하에 있었는지 등을 생각하게 된다. 또한 음성인 경우에는 약물을 적게 복용해서 검출되지 않았는지, 약물복용 후 장기간 경과된 다음에 시료가 채취되었는지 또는 시료가 채취시 희석되었거나 조작되었는지 등을 의심한다. 그외에 실험에 검출될 수 있는 약물을 사용하지 않았거나, 검출될 만큼 자주 복용한 것이 아니고, 약물을 복용했으나 실험방법의 감도가 충분치 못할 경우도 생각할 수 있다.그러나 약물복용여부의 시료로 사용되는 뇨는 양성반응이 약물을 복용했다는 것만을 의미하는 것으로, 행동의 변화라든가 어느 만큼의 양을 먹었는지, 건강상태나 안전, 일의 수행능력등에 미치는 영향을 예측할 수 없다는 것을 염두에 두어야 한다. 그러므로 음성이라 함은 그 사람이 규칙적으로 약물을 복용하지 않는다고 말할 수도 있다.

다. 뇨분석법에서 고려되어야 할점 ; 검출한계와 "cut off"치낮은 농도의 약물을 검출하는데는 한계가 있다. 일반적으로 약물농도가 신뢰할 수 있는 범위에서 측정되는 것을 검출한계라고 한다. 검출한계와는 달리 약물검사에서는 시료가 양성인지 음성인지를 구별하는 농도의 한계치를 cut off라는 용어로 표시한다. 예비실험법인 면역분석법의 경우 제조회사별로 기기에 대한 검출한계 이상의 cut off level을 설정하여 신뢰성을 확보하고 있다. 이 수치의 설정은 cut off level의 범위가 너무 낮으면 양성으로 판정된 시료가 본실험에서 확인될 수 없게 되고, 이 수치가 높으면 양성인 시료가 음성으로 판정되므로 이의 설정은 중요한 의미가 있다. Cut off level은 실험실마다 다르므로 음성으로 판정된 시료는 결과를 통보할때 cut off level을 언급할 필요가 있으며, 매일 시료를 주입하기 전에 기기의 상태를 점검하는 일도 중요한 의미가 있다.

이상에서 약물남용 판별검사법에 대해 간략하게 기술했다. 약물남용여부를 판별하기 위해서는 실험을 하는 분석능력과 더불어 예비실험과 본실험을 통해 얻어진 약물검사 결과를 효율적으로 해석할 수 있는 능력이 필요하다. 즉, 약물의 성상과 동태를 이해하는 것이 필요하고 투여량, 사용빈도 등 뇨 분석결과에 영향을 미치는 인자들을 고려하는 것도 요구된다. 이런 것들을 종합함으로써 생체시료에서 약물농도가 뜻하는 의미를 파악하게 되고, 정확하고 신뢰성있게 남용자를 판정할 수 있게 됨으로써 마약류 남용의 확산방지에 중요한 역할을 할 수 있게 될 것이다.

우리나라 약물남용에 특이적인 경향으로는 법적으로 규제하는 약물이외에도 과량복용으로 환각작용을 일으킨다고 알려져 있어, 청소년층에서 복용하여 문제가 되는 약물들이 있다는 것이다. 대표적인 약물로 덱스트로메토르판, 날부핀, 카리소프로돌 등이 있는데, 이에 대한 약물검사도 법적약물과 같이 실시돼야 할 것으로 생각한다. 또 청소년층에서 심각하게 남용되는 유기용매류와 부탄가스류의 흡입에 대한 예비실험방법의 개발도 약물검사에서 해결돼야 할 부분으로 남아있다.

약물검사는 살아있는 사람을 대상으로, 사법적인 처리를 목적으로 하기 때문에 그 결과가 정확해야 함은 물론이거니와 신속해야 하므로 실험하는 사람들은 항상 긴장속에서 실험에 임하게 된다. 더욱 약물검사에 종사하는 모든 실험실은 결과의 정확성 및 신뢰도를 높이기 위해 외국기관에서 실시하는 숙련도 시험 참가는 물론 실험실 내에서의 정도관리를 꾸준히 실시해, 기술력의 향상 및 신뢰도 확보를 도모하고 있다.