면역학개론 | 면역(immunity)

TIP

 

 

1. 면역계(Immune system)
2. 알러지(Allergy)
3. 면역이상

 

 

 

생체가 자기 외의 이물질, 즉 병원미생물, 이종단백질, 다당류, 지질, 이형수혈, 동종조직이식 등을 배제하기 위해 일으키는 반응을 면역(immunity)이라 하며 항체의 합성에 의한 비자기 배제를 체액성 면역, 세포에 의한 배제를 세포성 면역이라 한다. 이러한 면역응답에는 면역관용, 면역기억 등의 반응도 있다. 선천적으로 항원이 존재하는 경우를 자연면역, 후천적으로 항원과 접촉하여 면역을 획득하는 경우를 획득면역이라 한다.

 

또 이 면역반응이 장해적으로 작용하는 경우에는 알러지(allergy), 아나필락시(anaphylaxis), 아토피(atopy)가 일어난다. 알러지는 어떤 항원에 감작되어 있는 생체에 다시 같은 항원이 침입하는 경우에 일어나며 처음보다도 높은 반응성을 나타내는 상태를 말한다. 아나필락시는 즉시형 과민반응의 하나로 항원에 의해 생긴 항원 항체 복합물이 histamine 등의 혈관계 활성물질을 일시에 방출시켜 전신적 또는 국소적으로 일어나는 쇼크나 염증을 말한다. 아토피는 알러젠(allergen)에 대한 가족성 또는 유전성 과민증을 말한다.

 

 

면역계(Immune system)

생체의 면역계에는 세포성면역과 체액성면역이 있으며 세포성면역은 지연형과민증, 세포내 병원체, 곰팡이 등의 세포내 기생체, 바이러스, 항종양면역, 동종이형이식의 거부, 어떤 물질의 알러지, 일부의 자기면역질환 등에 관여하고 체액성면역은 항체 또는 면역 globulin에 의한 기능이 관여하고 있다.

 

그리고 T-림프구(killer 세포), 자연살해세포(NK cell), 활성 대식세포, lymphokine 등이 관여하는 각 세포 상호작용 등이 세포성 면역응답을 담당하고 체액성면역반응은 혈청, 림프, 조직액 중에 존재하는 B-림프구에서 형성된 면역글로불린에 속하는 항체가 보체나 K 세포의 협력을 얻어서 담당하고 있다. 일반적으로 생체는 자기를 구성하는 항원에 대하여서는 면역응답을 나타내지 않는다. 이것을 자연 또는 선천적 면역관용(natural or innate immunological tolerance)이라 하며 후천적으로 유도된 면역관용을 획득관용이라 한다.

 

1. 항원(Antigen)

항원(antigen)은 항체나 감작림프구를 생산하는 세포성면역이나 체액성면역을 일으키는 물질로 항체를 생산시키는 면역원(immunogen)성과 생산한 항체와 결합하여 침전반응, 응집반응, 보체활성화 반응, 탐식작용 증강반응, 알러지 반응 등의 항원항체반응을 나타내는 협의의 항원성이 있다. 또 항원은 완전항원(complete antigen)과 부분항원(partial antigen)으로 구분된다. 완전항원은 면역원성을 가지는 단백질과 같은 거대분자나 생물학적으로 비근연인 물질이며 부분항원은 면역원성을 가지지 않으나 항원성을 가지는 hapten, 핵산, 지질 등과 같은 물질이다.

 

개체간의 유전적 요인은 동종이지만 구조가 다르기 때문에 면역원성을 나타내는 혈액형 물질, 조직적합성 항원, 면역글로불린 등을 동종항원(homologous antigen)이라 하고, 같은 개체에서도 그 개체에 면역원성을 나타내는 수정체나 갑상선 단백질을 자기항원(self antigen)이라 하며 비근연 생물간에서의 공통항원으로서 사람 혈액형 A 물질이나 Forssman 항원을 호이종항원(heterogenetic antigen)이라 한다. 체액성면역은 T-림프구를 필요로 하는 흉선의존성 항원이 대부분이나 T-림프구를 필요로 하지 않는 흉선비의존성 항원(대장균의 리포다당 등)도 있다.

 

일반적으로 어떤 물질이 항원성을 가지기 위한 조건으로서는 첫째 숙주에 대하여 이질인 분자, 둘째 분자량 100,000 이상의 고분자단백질, 셋째 물질의 구조가 복잡하며, 넷째 특정의 항원에 대한 반응 능력은 동물의 유전구성에 따라 다르며 상염색체 우성인자로서 유전하는 것 등이다. 공기 중에 부유하고 있는 식물의 화분, 균류, 동물의 털, 곤충독, 실내 먼지, 음식물 중의 성분, 약물 등은 알러지 반응이나 알러지 상태를 유도하는 항원물질인 알러젠이 되며 피부, 호흡기, 소화기 등에서 IgE에 속하는 감작항체(reagin)를 생산한다.

 

감작항체는 이들의 장기에 존재하는 비만세포 호염기성과립구 수용체의 Fc 부위와 결합하여 세포를 변화시키고 이것에 알러젠이 결합하여 세포에 탈과립을 생성시키고 과립 중에 함유되어 있는 histamine, serotonin, heparin, chymotrypsin형 protease, 천식유기물질(SRS-A : 아나필락시 지반응물질), leukotriene C 및 D, 호산구 유주인자, 호중구 유주인자, 혈소판 활성인자 등을 유리시켜 평활근 수축, 점액분비 항진, 혈관 투과성을 증진하여 아나필락시 반응을 일으키며 아토피성의 사람에게 천식, 알러지성 비염, 아토피성 피부염, 혈관성 부종, 아토피성 소화기 이상 등의 즉시형 알러지 반응을 일으키게 된다. 알러젠(allergen)은 알러지 상태를 유도하는 모든 항원물질을 의미한다.

 

항원에는 그 구조의 일부에 생체의 면역반응을 유도하고 생산된 항체와 특이적으로 결합하는 부위가 있으며 이것을 항원결정기라 한다. Hapten은 항체와의 결합능력을 가지나 단독으로는 면역원성을 가지지 않는 비교적 저분자량의 물질로 항원결정기에 해당하는 것이다. 또 구조를 알고 있는 항원결정기를 epitope라 한다. 항원의 분석에는 침강반응, 겔 확산침강반응, 면역전기영동, 응집반응, 보체결합반응, 방사선면역 측정법(radio-immunoassay) 등이 이용된다.

 

2. 면역응답의 유전적 지배와 면역의 클론선택설

1) 면역응답의 유전적 지배

특정 항원에 대한 면역응답성은 유전적으로 결정되어 있으며 이 면역응답 능력은 제 6 염색체의 2개의 우성유전자에 의해 결정된다. 이것을 면역응답 유전자(immune response gene : Ir gene) 및 면역억제 유전자(immune suppression gene : Is gene)라 한다. 그리고 몇 대에 걸친 교배계에서의 주요조직적합유전자복합체(major histocompatibility complex : MHC)의 일배체형(haplotype)에도 Ir 유전자가 연쇄한다. 이것을 H 연쇄 Ir 유전자(H-linked Ir gene)라 한다.

 

MHC는 마우스에서는 H-2, 사람에는 HLA(histocompatibility antigen)가 이것에 해당한다. HLA는 현저한 유전적 다형성을 나타내며 각 항원 특이성의 빈도에도 현저한 인종차를 보인다. 이 유전자는 엄격한 특이성을 가지며 T-림프구 의존성 항원반응이나 T-림프구 독자적인 항원반응을 통제하고 있으며 제 2 염색체에서 생산된 면역글로불린과 마찬가지로 다양한 면역응답성을 규정한다. 또 동종항원인 Ia 항원(I region associated antigen)도 MHC의 I 영역유전자인 Ir 유전자에 의해 생산되며 비장, 림프절, 흉선세포에 존재하고 뇌, 간, 신장, 적혈구, 혈소판에는 없다. 림프구에는 B-림프구와 일부의 T-림프구(suppressor-T-cell)에 존재하고 B-림프구의 IgM 생산세포에는 없고 IgG 생산세포에 존재한다.

 

그러므로 Ia 항원은 면역글로불린 생산세포의 분화에 대하여 스위치 역할을 한다. Ia 항원은 분자량 35,000의 당단백질인 α 사슬과 분자량 27,000의 당단백질인 β 사슬로 되어 있고 allo 항원(조직적합항원)성은 β 사슬이 가진다. 그리고 면역담당세포인 T-T, T-B, T-대식세포 사이의 상호작용에 직접 관여하고 면역응답의 유전적 제어에 가장 중요한 역할을 담당한다.

 

2) 클론 선택설(Clonal-selection theory)

클론 선택설은 1957년 F. M. Burnet에 의해 제창된 항체생산 기구에 관한 이론이다. 이것에 의하면 생체에서는 모든 항원에 대응하는 다수의 림프구 clone이 태아기에 간세포의 고빈도 돌연변이에 의해 만들어지고 각각의 세포표면 항원 수용체(receptor)를 거쳐서 항원과 결합하면 자극을 받아서 분열 증식하고 수용체와 같은 항원 특이성을 가진 항체를 생산하게 되는 것이다.

 

그러므로 항원은 항원특이성이 다른 수용체를 가진 다수의 림프구 clone 중에서 자기자신과 결합하는 수용체를 가진 림프구만을 선택적으로 자극하여 항체를 생산시키게 된다. 이 기본적인 사고방법은 여러 가지 면역현상을 일원적으로 설명할 수 있다. 또 항원특이성을 가진 항체는 항원과 결합하여 응집반응을 일으킨다고 알려져 있다.(Fig. 1 참조)

 

 

 

 

 

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