24.3: 체액성 면역 반응
개요
항체 매개 면역 반응(antibody-mediated immune response)이라고도 알려진 체액성 면역 반응(humoral immune response)은 “체액(humor)”, 즉 혈액과 림프(lymph)와 같은 세포외액(extracellular fluid)를 통해 순환하는 병원체를 대상으로 합니다. 항체(antibody)는 중화(neutralization), 옵소닌화(opsonization), 보체활성화(complement activation)를 포함한 여러 방어 기작을 통해 침입한 병원체를 파괴하는 것을 목표로 합니다. 항체 생산이 저하된 환자는 일반 병원체와 흔치 않은 병원체에 의한 심각하고 빈번한 감염을 겪습니다.
B 세포는 골수에 의해 생성되고 체액을 통해 순환합니다
B 세포(B cell)라고도 불리는 B 림프구(B lymphocyte)는 혈액이나 림프계(lymph system)의 병원체를 감지합니다. B 세포는 골수(bone marrow)에서 유래하지만, B 세포란 이름은 B 세포가 처음 발견된 새의 특별한 기관인 Fabricius의 윤활주머니(bursa)에서 유래합니다. B 세포는 골수에서 방출된 후 지라(spleen; 비장), 림프샘(lymph node; 림프절), 편도(tonsil), 점막 관련 림프 조직(mucosa-associated lymphoid tissue)과 같은 2차 림프 조직(secondary lymphoid tissue)에서 성숙합니다.
B 세포는 항체를 방출하는 형질세포와 기억 B 세포로 분화합니다
B 세포는 B 세포 수용체(B cell receptor)를 통해 항원(antigen)이라고 불리는 병원체의 특정 부분에 결합합니다. B 세포는 항원 결합 외에도 활성화를 위해 두 번째 신호가 필요합니다. 이 신호는 도움 T 세포(helper T cell)나, 때에 따라서는 항원 자체에 의해 제공될 수 있습니다. B 세포는 두 자극이 모두 존재할 때 배중심(germinal center)을 형성해 이곳에서 형질세포(plasma cell)와 기억 B 세포(memory B cell)로 증식합니다. 공통된 조상 B 세포에서 파생된 모든 세포(즉 단일클론; monoclonal)는 동일한 항원에 반응합니다. 각 형질세포는 혈류에서 순환하는 유전적으로 동일한 항체를 분비합니다. 기억 B 세포는 세포 표면에 결합하는 항체를 생산하며, 기억 B 세포의 생산을 초기에 이끈 항원에 대해 매우 특이(specific)합니다. 기억 B 세포는 오래가고 같은 병원체에 2차로 노출되면 유기체가 훨씬 더 빠르고 강하게 반응할 수 있게 만듭니다.
항체는 다양한 방법으로 병원체를 죽입니다
항체는 체액에서 마주치는 항원과 결합합니다. 그 결과 항체-항원 복합체(antibody-antigen complex)는 중화, 옵소닌화, 보체활성화라는 세 가지 주요 방어 기작을 활성화합니다.
중화: 항체는 숙주 세포를 감염시키는 능력을 방해함으로써 병원체를 “중화&rdquo합니다. 예를 들어, 항체가 바이러스의 표면에 결합하면 바이러스가 표적 세포(target cell)에 부착하거나 침입하는 능력을 손상해 감염을 효과적으로 억제할 수 있습니다.
옵소닌화: 항체는 병원체를 파괴하기 위해 “꼬리표”를 다는 옵소닌(opsonin) 역할을 합니다. 구체적으론 항원-항체 복합체의 형성이 병원체를 집어삼키고 파괴하는 식세포를 끌어오고 자극합니다.
보체활성화: 항체는 선천면역(innate immunity)과 적응면역(adaptive immunity; 후천면역) 모두에서 역할을 하는 보체계(complement system)를 활성화할 수 있습니다. 보체계는 30개 이상의 단백질의 순차적 연쇄반응(cascade)입니다. 항체의 도움으로, 이 단백질은 대식세포(macrophage)와 호중구(neutrophil)가 파괴하도록 병원체를 옵소닌화하고, 면역세포의 추가 모집과 함께 염증 반응을 유도하고, 병원체의 용해(lysis)를 촉진합니다.
체액성 면역 체계의 중단은 생명을 위협합니다
체액성 면역 질환은 대개 유아가 산부에게 받은 항체(즉, 수동면역(passive immunity))의 수가 감소하는 생의 초반에 발견됩니다. 체액성 면역 체계가 복잡하다는 점을 고려할 때, 기능 부전의 원인은 다양합니다. 1차 면역 결핍증(primary immunodeficiency disease)을 앓고 있는 환자는 거의 80%가 항체 장애를 가지고 있습니다. 예를 들어, 저감마글로불린혈증(hypogammaglobulinemia)에선 모든 종류의 항체가 결핍 또는 낮은 수치로 존재합니다. 저감마글로불린혈증 환자는 귀, 부비강(sinus), 허파 감염이 잦고 설사, 흡수장애, 과민성 장증후군(irritable bowel syndrome) 등의 위장 문제를 겪습니다. 일반적으로 환자 감염의 빈도와 심각도는 나이가 들수록 증가합니다. 흔치 않은 병원체에 의한 감염은 심각한 경향이 있고, 흔한 병원체에 의한 감염은 종종 심각하기도 하고 재발하기도 합니다.
