면역
이차면역체계
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이차 면역체계 #
개념 #
이차면역체계(secondary immune system)은 적응면역(adaptive immune)이라고 불리며 일차면역체계(primary immune system)와 구분된다. 첫째, 시간상에서 일차면역체계 이후에 일어나며, 둘째, 항원(antigen)에 비특이적(non-specific) 방어기작과 달리 항원에 선택적인 방어가 이루어진다. 바로 이 항원 특이성(antigen specificity)이 이차면역체계를 규정짓는 중요한 특성이다.
<그림1. 이차면역체계의 면역반응 (출처: Cellular and Molecular Immunology)>
그림1에서 볼 수 있듯 이차면역체계는 항원에 재차 노출됐을 때 면역반응 증폭을 유도하게 된다. 즉, 동일한 항원의 감염에 따른 대응 메뉴얼을 기억했다가 두 번째 감염에서 빠른 대응이 이루어진다는 것이다. 이러한 특성으로 적응면역이라 불리기도 한다.
이러한 작용의 속에는 면역세포 중 림프구(lymphocyte)를 중심으로 항원을 기억하는 능력이 있다. 그렇다면 항원을 기억하는 능력은 어디에서 기인된 것일까?
이 글은 항원 침투로 인한 이차면역작용의 특징과 기억세포에 대해 다룬다.
일차 면역 vs 이차 면역 #
사실 세포의 관점에서 일차, 이차 면역세포를 나누는 것은 의미가 없을지도 모른다. 크게 항원에 대해 기억하고 있는 세포와 그 외 직접 항원 제거에 나서는 세포로 나눌 수 있겠다.
| 일차면역작용 | 이차면역작용 | |
|---|---|---|
| 정의 | 항원에 대한 초기 면역작용 | 항원에 대한 후속 면역 작용 |
| 반응의 크기와 시간 | 상대적으로 약함. 짧은 면역세포 지속시간 | 상대적으로 강함. 긴 면역세포 지속시간 |
| 항체 생성 세포 | Naïve B cell | Memory B cell |
| 항체 종류 | IgM > IgG | IgG > IgM |
| 항체 정도(level) | 약 14일에 최고점. 플라즈마 세포 사멸에 따른 급감. | 플라즈마세포 증폭에 따라 일차면역보다 100~1,000배 생산 |
| 반응 지속(lag period) | 항원 인식부터 약 4~7일 | 항원 인식부터 약 1~3일 |
| 항체 감소기(Negative phase) | 없음 | 있음 |
| 항원 특이성 | 산발적 | 특이적 |
| 항원-항체 결합능력 (affinity) | 약함 | 강함 |
| 반응유도 | 면역물질(세포, 항원, 항체) | 항원 (T 세포 의존적) |
<표1. 일차면역작용, 이차면역작용 (출처: Cellular and Molecular Immunology)>
두 면역 반응의 큰 차이점은 항원 노출에 따른 항체 생산 정도(level)이다. 또 이렇게 형성된 항체의 존속 시간도 이차면역 시스템하에서 더 길다는 점이 특징이다.
기억 B 림프구(memory B cell) #
항원이 처음 들어왔을 때 기억하는 Memory B cell은 사람의 경우 수 년에서 수 십년 동안 체내 존재한다. 이후 특정 항원에 재감염되었을 때 항원표출세포(APC, Antigen Presenting Cell)에 의해 노출된 항원을 인식하여 빠르게 활성화(activation)된다.[2] 아래 그림2는 Naive B cell이 항원 침투에 의해 활성화되고 기억 B 세포를 형성하는 과정에 대한 모식도이다.
<그림 2. 기억 B 림프구의 활성화 (출처: 2015. Nat. Memory B cell)>
그림에서 볼 수 있듯 B 림프구의 활성화는 일차면역세포와 T 림프구와의 유기적 관계에 의해 일어난다. 요약하면 다음과 같다.
1. 일차 항원침투 시 일차면역반응에서 발생된 에피토프(epitope)를 항원 표출세포(APC, Antigen presenting cell)의 주조직 적합성 복합체(MHC, Major histocompatibility complex)를 통해 표출함.
2. Naive T cell가 APC의 항원을 인식하여 활성화되고 이는 B cell의 활성화를 유도함.
3. 활성화된 B cell은 short-lived plasma cell, memory B cell을 형성함.
4. 면역작용이 지속됨에 따라 활성화된 B 세포는 세포 증식이 일어나 면역 반응이 증가함.
5. 이 때 일부 long-lived plasma cell 및 memory B cell로 분화되어 [[이차면역]]작용의 기반이 됨.
B 림프의 특성 상 주요 발현 면역글로불린(Ig, Immuno globulin)에 따라 그 종류를 구분하며 현재 IgM, IgG, IgA, IgE 등이 보고되어 있다.[3] 이들은 기억 B 림프구의 기원, 기능, 지속 시간에 차이가 있지만, 여전히 연구 중에 있다.
마치며 #
이차면역작용에서의 중심 기작은 항원을 기억하는 작용이라고 할 수 있다. 다양한 인자들이 작용하지만 이 글에서는 기억 B 림프구에 대해 다루어 보았다. 기억 B 림프구 작용에 의한 이차면역에서 기억할 것은 일차면역작용에서 기인한 신호가 B 림프구의 활성을 유도하여 기억 B 세포를 형성하고 이로 인해 재감염(re-infection) 시 복제성 증식(clonal proliferation) 반응이 일어남으로써 면역 반응이 증폭된다는 점이다. 이러한 시스템이 활용되는 대표적인 사례는 예방접종이다. 자신의 몸에 감염성 항원(예: Influensa나 A, B, C형 간염 바이러스)에 대한 항체가 없다면 이차면역 작용을 활용하는 백신 접종하여 질병에 효과적으로 대비해보도록 하자.
출처 #
1 Differences in the Primary and Secondary Immune Response Image source: Abbas et. al: Cellular and Molecular Immunology
[2] Kurosaki, Tomohiro; Kometani, Kohei; Ise, Wataru (2015-02-13). "Memory B cells". Nature Reviews Immunology. 15 (3): 149–159. doi:10.1038/nri3802. ISSN 1474-1733.
[3] Kurosaki T, Kometani K, Ise W. Memory B cells. Nat Rev Immunol. 2015 Mar;15(3):149-59. doi: 10.1038/nri3802. Epub 2015 Feb 13.
