음성대조군 (Negative Control)
쉽게 풀면
다이어트 효과를 확인하려면 운동이나 식단을 전혀 바꾸지 않은 사람들의 체중 변화를 함께 지켜봐야 비교가 가능한 것처럼, 독성시험에서도 아무런 처치를 하지 않은 집단을 함께 관찰해야 시험물질의 진짜 효과를 알 수 있습니다. 음성대조군은 이렇게 시험물질을 전혀 주지 않은, 말 그대로 아무 일도 일어나지 않아야 할 집단입니다.
이 집단에서 나타난 자연스러운 변화의 폭을 기준으로 삼아, 시험물질을 처리한 집단에서 나타난 변화가 진짜 물질 때문인지 판단합니다. 음성대조군 없이는 어떤 변화가 시험물질의 영향인지, 원래 있던 자연스러운 변동인지 구분할 수 없습니다.
왜 중요한가
모든 독성시험은 처리군과 대조군의 비교를 기본 원리로 삼기 때문에, 음성대조군은 시험 설계에서 빠질 수 없는 필수 요소입니다. 음성대조군이 적절하게 설정되지 않으면 시험물질의 영향을 과대평가하거나 과소평가할 위험이 있습니다. 통계적 유의성 검정 역시 음성대조군과의 비교를 전제로 이루어집니다.
핵심 정리
음성대조군은 효과가 없어야 하는 조건으로 시험을 함께 수행해, 시험계 자체가 올바르게 작동하는지와 처리군의 변화가 진짜 시험물질 때문인지를 판단하는 기준입니다. 독성시험에서 대조군은 보통 세 가지로 나뉩니다.
- 음성(무처치) 대조군: 아무것도 주지 않은 군. 시험계의 자연 변동을 보여 줍니다.
- 용매·부형제 대조군: 시험물질을 녹인 용매만 처리한 군. 용매 자체의 영향을 가려냅니다.
- 양성 대조군: 반응을 일으키는 것으로 알려진 물질을 처리한 군. 시험계가 반응을 검출할 수 있음을 보입니다.
OECD 시험 지침(예: 박테리아 복귀돌연변이시험 TG 471, 염색체 이상시험 TG 473)은 시험마다 동시(concurrent) 음성·양성 대조군을 포함하도록 요구합니다.
예시로 보기
세포독성 시험(ISO 10993-5)의 흡광도 자료로 계산해 봅니다(가상의 값). 배지 공시험 흡광도 0.052, 음성대조군 0.812, 시험물질 0.743, 양성대조군 0.061이라 합시다. 세포 생존율은 공시험을 뺀 뒤 음성대조군에 대한 비율로 구합니다.
생존율(%) = (A시료 − A공시험) ÷ (A음성 − A공시험) × 100
- 시험물질: (0.743 − 0.052) ÷ (0.812 − 0.052) = 90.9%
- 양성대조군: (0.061 − 0.052) ÷ (0.812 − 0.052) = 1.2%
양성대조군이 충분히 낮아 시험계가 독성을 검출함이 확인되었고, 음성대조군이 기준(100%)이 됩니다. ISO 10993-5는 생존율이 대조에 비해 30% 넘게 줄면(70% 미만) 세포독성 효과로 판단한다고 정하므로, 이 가상의 시험물질은 기준을 넘지 않습니다.
자주 하는 오해
- “음성대조군 = 아무 처치도 안 한 군”만은 아닙니다. 시험물질을 용매에 녹여 쓴다면 용매를 처리한 군이 비교 기준이어야 합니다.
- “음성대조군에서 반응이 있으면 그냥 무시한다”: 음성대조군에 예상 밖의 반응이 있으면 시험계 오염이나 조작 오류를 의심해야 하며, 시험 전체의 유효성이 의문시됩니다.
- “음성대조군은 한 번만 하면 된다”: 시험마다 동시에 두는 것이 원칙이며, 과거 대조군 자료는 보조적으로 정상 범위를 확인하는 데 씁니다.
- 음성대조군과 양성대조군은 둘 다 필요합니다. 음성만 있으면 시험계가 반응을 검출할 수 있는지 알 수 없습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
실제 논문에서
국내 학술지 논문에서 이 용어가 쓰인 문장을 그대로 옮겼습니다. 제목·학술지·연도와 원문 링크를 함께 적었습니다.
“결과: 용출법 시험에서는 용매대조군(Reagent control)과 음성대조군(Negative control)은 세포독성을 나타내지 아니하였으며(Grade 0), 양성대조군 (Positive control)도 중간 이상의 세포독성을 나타냈다(>Grade 2).”
포스포릴콜린 소재가 첨가된 컨벤셔널 콘택트렌즈의 위험관리 측면에서의 생물학적 안전성 평가, 한국안광학회지, 2018 · KCI 한국학술지인용색인 · 원문 보기 ↗
“염색체 이상 실험에서 대사활성계 적용 및 비적용 6시간 처리군(최고농도 1,250 μg/mL)과 대사활성계 비적용 24시간 처리군(최고농도 250 μg/mL)에서 이상 중기상 발현 빈도의 증가 및 음성대조군에 비하여 통계적으로 유의성이 확인되지 않았다.”
고메이신 함유 옥수수수염 추출물의 유전독성학적 안전성 연구, 한국식품영양과학회지, 2017 · KCI 한국학술지인용색인 · 원문 보기 ↗
“MTT방법에서는 세포 생존율이 시험물질에서는106.8%, 공시험액은 100%, 양성대조군은 2.4%, 그리고 음성대조군은 106.5%로 확인되었다.”
포스포릴콜린 소재가 첨가된 컨벤셔널 콘택트렌즈의 위험관리 측면에서의 생물학적 안전성 평가, 한국안광학회지, 2018 · KCI 한국학술지인용색인 · 원문 보기 ↗
예시 문장
아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.
90일간의 시험 기간 동안 처리군의 체중 증가를 음성대조군과 비교했다는 문장입니다.
저용량군과 음성대조군 사이에 유의한 차이가 없어 그 영향이 용량 의존적이라는 것을 보여준다는 예문입니다.
조금 더 깊게 보면
일반적으로 음성대조군은 시험물질을 전혀 처리하지 않는 무처치 대조군과, 시험물질을 녹이는 데 쓰인 용매만 처리하는 부형제대조군으로 세분화되기도 합니다. 음성대조군의 결과는 과거대조군자료와 비교하여 이번 시험의 대조군이 정상 범위 안에 있는지 확인하는 데도 활용됩니다. 시험 설계에 따라 음성대조군의 동물 수나 관찰 항목은 처리군과 동일하게 맞추는 것이 일반적입니다.
주의할 점
용매를 사용하는 시험에서는 무처치 대조군만으로는 충분하지 않을 수 있으며, 용매 자체의 영향을 배제하기 위해 부형제대조군을 별도로 두는 것이 바람직합니다. 음성대조군에서 예상치 못한 이상 반응이 나타나면 시험 전체의 신뢰성에 의문이 제기될 수 있습니다.
헷갈리기 쉬운 용어
대조군은 ‘무엇을 처리했는가’로 구분합니다.
| 용어 | 처리 | 확인하려는 것 |
|---|---|---|
| 음성대조군 | 처리 없음(또는 효과 없는 조건) | 시험계의 기저 반응 |
| 용매(부형제) 대조군 | 시험물질을 녹인 용매만 | 용매 자체의 영향 |
| 양성대조군 | 반응을 일으키는 것으로 알려진 물질 | 시험계가 반응을 검출하는 능력 |
참고 문헌
- OECD (1997). Test No. 471: Bacterial Reverse Mutation Test. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4. OECD Publishing.
- OECD (2016). Test No. 473: In Vitro Mammalian Chromosome Aberration Test. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4. OECD Publishing.
- ISO (2009). ISO 10993-5: Biological evaluation of medical devices — Part 5: Tests for in vitro cytotoxicity. International Organization for Standardization.
- Festing, M. F. W., & Altman, D. G. (2002). Guidelines for the design and statistical analysis of experiments using laboratory animals. ILAR Journal, 43(4), 244–254.
표의 기준값은 위 문헌에 근거한 관례이며, 분야·학술지마다 다른 기준을 쓸 수 있습니다.