chapter 13. 면역학

<용어 설명>

- 면역 : 체내에 침입하는 박테리아나 바이러스 등을 저지한느 방벽을 만들고 유지함으로써 생체를 방어하는 기전이다.

- 면역글로불린 : 항체라는 이름은 항원에 결합한다고 하는 기능을 중시한 것으로, 물질로서는 면역글로불린이라고 한다. 모든 항체는 면역글로불린이며, 혈청 중의 감마 글로불린에 해당한다.

- 탐식세포 : 미생물 등의 이물질을 탐식하여 처리하고 살균하는 세포

- 옵소닌화 : 항체나 보체 등으로 병원체나 이물질을 둘러싸고 탐식 촉진하는 작용

- 사이토카인 : 면역계통의 세포에서 분비되는 단백질로, 표적세포가 특정되어 있지 않은 정보전달을 하는 것을 말한다. 많은 종류가 있는데 특히, 면역, 염증에 관계된 것이 많다. 또 세포의 증식, 분화, 세포사 또는 상처 치유등에 관여하는 것이 있다.

- 알레르기 :  면역반응이 특정 항원에 대해 과도하게 일어나는 것을 말한다.

- 전신아나필락시스 :  사람이나 다른 포유류에서 관찰되는 급성의 전신성 I형 알레르기반응 중 하나이다.

- 종양괴사인자 :  사이토카인의 한 종류이며, 좁은 의미에서 TNF는 TNF-alpha, TNF-beta, LT-beta의 3종류이다. TNF-alpha는 주로 대식세포에 의해 생산되어 고형암에 대해 출혈성 괴사를 일으키는 사이토카인으로서 발견되었다. 종양괴사인자라고 하면 일반적으로 TNF-alpha를 가리키는 경우가 많다.

- 주조직적합복합체(MHC) : 면역반응에 필요한 많은 단백질의 유전자정보를 포함하는 거대한 유전자군을 말한다.

- 항원 : 면역반응을 유도하는 물질을 면역세포 위의 항원수용체에 결합해서 면역반응을 유도시키는 물질을 일컫는 말이다. 항체나 림프구의 기능에 의해 생체내에서 제거된다.

- TLR : 동물의 세포 표면에 있는 수용체 단백질로, 각종 병원체를 감지해서 자연면역을 작동시키는 기능이 있다.

 

01. 면역의 정의

  1) 면역의 기본개념 :  '역병에서 벗어나다'라는 뜻. 한 번 감염병에 걸리면 동일한 감염병에 다시 걸리지 않게 되는 현상(예를 들어 홍역에 걸리면 두 번 다시 홍역에 걸리지 않게 된다)을 나타내는 개념.

 

  2) 면역의 개념 확대

   (1) 종양면역 : 정상세포가 변화하여 종양세포가 되면 이물질로 간주하여 Te세포(면역담당세포의 일종)가 공격하여 제거하려고 하는 기관

   (2) 알레르기 : 과도한 면역반응으로 조직손상을 일으키는 병태

   (3) 자가면역 : 면역은 자기(장기, 세포 등의 구성성분)에 대해서는 공격하지 않지만(면역허용), 감염 등 어떠한 원인으로 면역허용이 무너지면 자기에게 공격을 가하게 되어 자가면역질환을 일으키는 기전

   (4) 이식면역 : 이식 받은 장기 즉, 바자기인 장기에 대해 Tc세포가 공격하여 제거하려고 작용하는 기전(거부반응)

 

 3) 선천면역

   (1) 하등 생물에게도 보존되어 있는 방어기전으로 감염이 일어나면 단시간에 발동하여 병원체를 제거하며, 고등생물에서는 후천면역을 유도

   (2) 기능 : 항균펩티드, 보체성분, 렉틴에 의한 제거와 탐식세포와 옵소닌화, 활성화 탐식세포(호중구, 대식세포)에 의한 탐식과 살균

 

 4) 후천면역

 - 미생물에 감염됨으로써 얻어지는 면역, 특이적 방어능력

 

 

02. 면역담당세포

 1) 림프구

  (1) T세포(=T림프구)와 B세포(=B림프구)로 크게 나뉜다.

     - T세포(T cell) : T세포 표면의 항원수용체는 항원을 인식하기 위한 T세포수용체와 신호를 전달하는 CD3 분자로 이루어진 복합체

     - B세포(B cell) : 세포 표면에 T세포와 다른 항원수용체를 가짐. BCR에서 항원을 직접 인식하면 활성화되어 최종적으로 형질세포로 분화 후 면역글로불린을 생산하며, 항체가 그 항원과 결합함으로써 이물질을 제거

 

 2) 단핵구

  (1) 혈액세포(백혈구)의 일종으로 혈액 안을 순환하지만, 조직으로 이행하여 대식세포로 분화

 

 3) 가지세포(수상세포)

  (1) 가지처럼 생긴 돌기를 가진 세포, 골수계통 가지세포와 림프구계통 가지세포로 나뉨

  (2) 기능 : 대식세포처럼 탐식기능은 가지지 않으나 림프구로 항원을 제시

 

 4) 과립성 백혈구

  (1) 주로 골수에서 생산/ 세포질에 큰 과립을 가진 백혈구

  (2) 과립의 염색성에 따라 호중구(중성구), 호염기구, 호산구로 나뉜다.

    - 호중구 : 말초 백혈구의 50 ~ 70%를 차지, 이물질(항원)을 포획하여 탐식, 이물질을 소화하고 살균

    - 호염기구 : 말초 백혈구 중에서 0.5% 이하, 비만세포와 비슷한 작용, 탐식능력은 없음

    - 호산구 : 세포질 내에 산성 색소에 염색되는 대형 과립을 가짐, 기생충 손상시켜 생체를 지키며, 알레르기에 의한 염증반응 증폭

 

 5) 자연살해세포

  (1) 림프구와 유사한 세포로, 림프구보다 크고 과립을 가진다.

  (2) 특정 바이러스 감염세포나 종양세포 일부를 표적으로 하여 Tc세포와 비슷한 세포독성 있음

 

 6) 자연살해T세포(NKT세포)

  (1) NK세포와 T세포 모두의 표면 항원을 갖는다.

  (2) Th1/Th2의 균형이나 NK세포의 기능을 조절

  (3) 간과 골수에 많고 말초혈액, 림프절, 이자에는 적다.

 

03. 항체와 보체

 1) 항체

   (1) 항원과 특이적으로 결합하는 단백질

   (2) 혈청단백질 중의 감마글로불린 분획으로 구분되기 때문에 면역글로불린이라고도 불리낟.

  - IgG : 70 ~ 75 %점유 :  혈액 중의 가장 많이 함유된 항체이다. 각종 항원에 대한 항체를 포함하고 있으며, 태반 통과성이 있어 태아의 면역반응에 도움이 된다.

  - IgA : 10 ~ 15 % 점유 : 잔관 기도 등의 점막이나 초유 중에 많이 함유되어 있다. 국소에서의 세균이나 바이러스 감염 예방에 도움이 된다.

 - IgM : 10 % : 세균이나 바이러스에 감염되었을 때 가장 먼저 만들어지는 항체로, IgM이 만들어진 후 IgG가 만들어진다.

 - IgD : 1 %이하 : 혈청 중에 미량 존재하지만, 임상적 의의는 불명하다

 - IgE : 극미량 :  천식이나 화분증 등의 알레르기를 일으키는 항체이다.

  (3) C1부터 C9까지 9종류의 단백질과 그 활성화를 촉진하거나 억제하는 인자(B, D, H, I 인자 등)로 이루어짐

  (4) 보체 단백질은 혈청 총단백질의 약 5%를 차지

  (5) 항원- 항체 결합물이나 이물질과 만나면 연쇄반응적으로 활성화되어 이들을 제거하도록 작용

  (6) 활성화 경로 : 고전경로, 대체경로, 렉틴경로

* 렉틴 : 당사슬에 특이적으로 결합하는 단백질이다. 미생물 표면의 당사슬과 결합한 만노스 결합 렉틴은 호중구 표면의 MBL 수용체에 의해 미생물을 포획하기 쉬워진다.

*MHC : major histocompatibility complex의 약자이다. 사람에서는 HLA이다. HLA-A, B, C는 MHC 등급 I 분자로서 내재성 항원(바이러스, 세포내 기생세균 등의 항원)을 HLA-DR, DQ, DP는 MHC 등급 II 분자로서 외래성항원(생체 내로 침입한 항원)을 제시한다. T세포는 항원을 직접 인식하지 못하고, 항원제시세포의 MHC 등급 I, II 분자에 결합한 항원펩티드를 T세포수용체에 의해 인식한다.

 

04. 사이토카인

 1) 림프구의 분화, 증식, 활성화에 관여하는 사이토 카인

- IL-2 : Th1세포: Th1세포의 증식과 활성화, 세포독성T세포의 분화, B세포의 증식과 활성화, NK세포의 증식과 활성화, IFN-gamma의 유도

- IL-12 : 가지세포, 대식세포 : Th1세포의 분화, T세포, NK세포에서의 IFN-gamma 생산유도, NK세포의 증식과 활성화

- IL-15 : 단핵구, 태반, 뼈대근육, 콩팥, 허파, 간, 심장, 상피세포 : Th1세포의 증식과 활성화, 세포독성 T세포의 증식과 분화

- IL-18 : 대식세포, 각질형성세포, 뼈모세포 유사세포, 작은 창자 상피세포 : Th1세포의 분화, IFN-gamma의 유도, B세포의 증식과 활성화

- IFN-gamma : T세포, NK세포 : Th1세포의 분화, 대식세포의 활성화, B세포의 증식과 활성화, NK세포의 증식과 활성화

- IL-1 : 대식세포, 가지세포, 호중구, NK세포, 섬유모세포, 내피세포 : Th2세포의 증식과 활성화, 호중구의 활성화와 이동, 간세포에 의한 급성기 단백질의 생산, 섬유모세포에 의한 단백질 분해효소의 생산

- IL-4 : T세포, NKT세포 : Th2세포의 증식과 활성화, B세포의 증식과 분화, IgG, IgE로 클래스 전환

- IL-10 : T세포, B세포, 비만세포 : Th2 세포의 증식과 활성화, 대식세포의 활성화억제, Th1세포의 분화억제

- IL-5 : T세포 : B세포의 증식과 분화, IgA로 클래스 전환

- IL-6 : T세포 :  B세포의 증식과 활성화, Th1세포의 증식과 분화, 세포독성 T세포의 증식과 활성화, 급성기 단백질 유도

- IL-13: T세포 : B세포의 증식과 활성화, 단핵구로부터  IL-1, IL-8의 생산 억제

- IL-14 : T세포 : B세포의 증식 유도, 항체 생산 억제

 

2) 조혈,혈구의 분화에 관여하는 사이토카인

- IL-3 : T세포, 내피세포 : 줄기세포의 증식과 분화

- GM-CSF : T세포, 내피세포, 섬유모세포 : 줄기세포의 증식과 분화

- G-CSF : 내피세포, 섬유모세포, 대식세포 : 과립성 백혈구의 증식과 분화

- M-CSF : 내피세포, 대식세포 : 단핵구, 대식세포의 증식과 분화

- IL-4: T세포 : 비만세포의 분화

- IL-9 : CD4+세포 : 비만세포의 증식, 태아가슴샘세포의 증식

- IL-5 : T세포 : 호산구의 분화

- IL-7 : 골수 간질세포, 가슴샘 간질세포 : B전구세포의 증식과 분화, 단핵구의 활성화, GM-CSF의 생산

 

3) 염증 유발과 조절, 염증세포의 이동에 관여하는 사이토카인

- IL-1 : 대식세포, 호중구, T세포, B세포, 내피세포, 섬유모세포 : 염증유발, 호중구의 이동, 발열과 쇼크, 급성기단백질 유도

- IFN-gamma : T세포, NK세포 : 대식세포의 활성화, MHC발현유도, Th1세포의 분화

- TNF-alpha : 대식세포, NK세포 : 염증 유발, 대식세포의 활성화

- TNF-beta : T세포 : 염증유발, 대식세포의 활성화

- TGF-beta : 대식세포, T세포 : 염증억제, 세포증식의 억제

- IL-8 : 대식세포,섬유모세포,내피세포, 호중구 : 호중구의 활성화와 이동, 호염기구의 이동

- IL-16 ; T세포 : CD4+세포의 이동, 호산구의 이동

- MCP-1 : 대식세포, T세포, 섬유모세포, 내피세포 : 대식세포의 이동

- MIP-1 : 대식세포, T세포 : T세포의 이동

 

*TLR  : 대식세포나 가지세포의 막표면에 존재, 병원체 인식하고 그 반응신호를 전달하는 역할/ 초파리 등의 하등동물에 관찰/ 현재 TLR1 ~ 9까지 존재가 알려짐/ TLR3-바이러스의 이중가닥RNA, TLR4-세균의 다당류, TLR5-플라젤린 인식

 

*케모카인 : 백혈구의 화학주성 인자/ 구조상 시스테인의 위치에 따라 4가지로 분류되는 복수의 폴리펩티디

 

05. 면역반응

1) 항원인식 : 병원미생물이 침입 시 대식세포가 그것을 인식해 IL-1, TNF-alpha 등의 사이토카인을 방출해서 국소에 염증을 일으킴/ 비특이적 방어로 제거할 수 없는 병원미생물을 항원특이적 방어로 대항

2) Th세포의 분화와 작용

 (1) 항원에 대한 생체의 반응 2가지

   - 체액성 면역 : 항체를 중심. Th2세포가 방출하는 사이토카인의 자극에 의해 B세포가 활성화, 증식. 침임해온 외래 항원에 대한 항체를 생산하는 형질세포로 분화/ 항체는 '열쇠와 열쇠구명의 관계'처럼 특이적으로 항원에 결합.

  - 세포성 면역 : T세포를 중심. 지속 감염 바이러스, 세포 내 기생균 감염-> 항체는 세포 안으로 침임 못해 체액성 면역으로는 미생물 제거 불가능 -> T세포, 대식세포, 가지세포, NK세포 등이 연계하여 감염세포를 공격하고 파괴, 세포성 면역은 급성 감염병의 방어에도 작용

	체액성 면역	세포성 면역	호중구에 의한 탐식
세균	포도알균, 사슬알균, 폐렴알균, 임균, 수막염균, 인플루엔자막대균, 녹농균	살모넬라, 결핵균, 브루셀라, 리스테리아	포도알균, 폐렴 막대균
바이러스	콕사키바이러스, 황열바이러스, 폴리오 바이러스, 인플루엔자 바이러스	폭스바이러스, 헤르페스 바이러스, 홍역바이러스
홍역	사람폐포자충	칸디다, 히스토마플라스마, 톡소플라즈마	칸디다 아스페르길루스, 노카르디아

 

06. 알레르기

- 면역의 과잉반응으로 생체의 손상 또는 자기 조직 제거시 질환 발생하는 상태

- 알레르겐 : 알레르기를 일으키는 항원

1) 즉시형 알레르기 : 알레르겐이 침입한 후 반응이 수분 안에 나타나서 수 시간에 사라지는 것/I형 알레르기 : IgE와 비만세포, 호염기구에 의해 일어난다./ II형 알레르기 : 세포표면의 항원에 IgM, IgG가 결합하고, 그곳에 보체가 결합함으로써 일어난다./ III형 알레르기 : IgG와 항원이 결합한 면역복합체가 조직에 침착함으로써 일어난다.

 

2) 지연성 알레르기 : 알레르겐이 침입한 후 반응이 수 시간안에 나타나서 24 ~ 48시간에 최대에 도달한 후 서서히 사라지는 것 : IV형 알레르기 : T세포가 주체가 되는 세포성 면역반응에 의한 조직손상이다.