면역학 개요_Immunology Overview

1. 면역이란?

면역은 물리적, 화학적, 생물학적 위험으로부터 우리 몸을 보호하는 방어 시스템이다. 면역계는 병원체(세균, 바이러스 등)에 대한 방어뿐만 아니라 자가면역 질환을 방지하고 장기 이식 시 면역 거부 반응에도 관여한다.

이미지출처_Immunology Overview: How does our immune system protect us?

면역계의 주요 구성 요소

• 면역 기관: 골수, 가슴샘, 림프절, 비장 등
• 면역세포: 대식세포(macrophage), 수지상세포(dendritic cell), T세포(T cell), B세포(B cell) 등
• 면역 반응: 선천면역과 적응면역

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2. 선천면역 vs. 적응면역

선천면역 (Innate Immunity)

인간은 태어날 때부터 선천면역을 갖추고 있으며, 이는 외부 병원체로부터 신속한 방어를 가능하게 한다. 피부와 점막이 1차 방어선을 이루며, 대식세포와 수지상세포가 병원체를 탐식하고 이를 제거한다. 또한, 보체 시스템이 활성화되어 감염 확산을 억제하는 역할을 한다.

이미지출처_Immunology: How Does the Innate Immune System Work?

• 특징: 빠른 반응, 비특이적, 면역 기억 없음
• 주요 세포: 대식세포, 수지상세포, 호중구, 자연살해세포(NK cell)
• 방어 기작: 피부와 점막, 라이소자임, 염증 반응

선천면역은 병원체 특이성이 없으며, 면역 기억이 형성되지 않는다. 예를 들어, 대식세포는 병원균을 탐식하여 이를 제거하며, 동시에 싸이토카인을 분비하여 다른 면역세포를 활성화한다.

 

적응면역 (Adaptive Immunity)

적응면역은 특정 병원체에 대한 특이적 방어를 제공한다. 감염이 발생하면 항원이 수지상세포에 의해 림프절로 전달되며, 여기서 B세포와 T세포가 활성화된다. 이를 통해 체액성 면역과 세포성 면역이 형성된다.

이미지출처_Immunology: How does the adaptive immune system work?

• 특징: 항원 특이적 반응, 면역 기억 형성
• 주요 세포: B세포(항체생산, 기억세포 형성), T세포(T세포, 보조T세포, 조절T세포)

2차 감염 시 면역 기억이 작동하여 보다 신속하고 강력한 면역 반응을 유도한다. 예를 들어, 기억 B세포는 이전에 감염된 항원을 인식하고 빠르게 항체를 생성한다.

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3. 면역학의 역사와 발전

백신 개발의 시작

• 에드워드 제너: 천연두 백신 개발
• 루이 파스퇴르: 광견병 백신 개발, 근대 면역학의 기틀 마련

이미지출처_"Clonal Selection Theory of Immunity" by The Rockefeller University

클론선택설 (Clonal Selection Theory)

클론선택설(Clonal Selection Theory)은 면역계가 항원을 인식하고 특이적인 면역 반응을 형성하는 원리를 설명하는 이론이다. 1950년대 닐스 제네와 맥파레인 버넷이 제안하였으며, 특정 항원을 인식하는 소수의 림프구(B세포, T세포)가 선택적으로 증식하여 면역 반응을 유도한다.

 

각 림프구는 유전적으로 다양한 항원 수용체를 가지며, 항원이 결합하면 해당 림프구가 활성화되어 다량의 동일한 클론을 형성한다. 이 과정에서 형질세포는 항체를 생산하고, 일부는 기억세포로 남아 향후 동일한 항원에 빠르고 강한 면역 반응을 유도한다. 이는 적응면역의 핵심 원리이며, 백신 개발에도 중요한 개념이다.

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4. 면역 반응의 주요 특징

이미지출처_https://www.geeksforgeeks.org/humoral-vs-cell-mediated-immunity/

1. 항원 특이성: 특정 항원 결정기에만 반응

2. 다양성: 수백만 가지 항원을 구별 가능

3. 면역 기억: 1차 반응보다 2차 반응이 더 강하고 빠름

4. 자가/비자의 구별: 자가면역 질환 방지

5. 항체 매개 면역 (체액성 면역) vs. 세포 매개 면역 (세포성 면역)

면역 반응은 다양한 세포와 분자가 조율하여 진행된다. 예를 들어, B세포가 생성한 항체는 체액성 면역을 담당하고, 세포독성 T세포는 바이러스에 감염된 세포를 직접 제거한다.

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5. 면역계의 균형과 자가면역질환

면역계가 정상적으로 작동하지 않으면 면역 결핍증이나 자가면역질환이 발생할 수 있다. 예를 들어, 류마티스 관절염과 1형 당뇨병은 면역계가 자기 조직을 공격하는 대표적인 자가면역질환이다.

 

이미지출처_drionelahubbard_autoimmune-disease

자가면역질환(Autoimmune disease)

자가면역질환(autoimmune disease)은 면역계가 자신의 세포와 조직을 외부 침입자로 오인하여 공격하는 만성 질환이다. 정상적으로 면역계는 외부 병원체만을 인식하여 방어하지만, 자가면역질환에서는 오작동으로 인해 자가항체(autoantibody)와 면역세포가 신체 조직을 손상시킨다.

대표적인 질환으로는 류마티스 관절염(RA), 전신 홍반성 루푸스(SLE), 1형 당뇨병, 다발성 경화증(MS)등이 있다. 유전적 요인, 환경적 요인, 감염 등이 원인으로 추정되며, 치료법으로는 면역억제제, 스테로이드, 생물학적 제제 등이 활용된다.

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<용어풀이>

 

·  대식세포 (Macrophage): 병원균을 탐식하고 제거하는 면역세포로, 항원제시 역할을 수행한다.

 

·  수지상세포 (Dendritic Cell): 항원을 포획하여 T세포에 제시하는 주요 면역세포로, 적응면역을 활성화하는 중요한 역할을 한다.

 

·  B세포 (B Cell): 항체를 생성하는 세포로, 감염 후 기억세포를 형성하여 재감염 시 신속한 면역 반응을 유도한다.

 

·  T세포 (T Cell): 바이러스 감염 세포를 제거하거나 면역 반응을 조절하는 역할을 한다.

 

·  보조 T세포 (Helper T Cell, Th): B세포와 다른 면역세포를 활성화하는 역할을 한다.

 

·  조절 T세포 (Regulatory T Cell, Treg): 면역 반응을 억제하여 과도한 면역 반응을 방지하는 기능을 한다.

 

·  기억세포 (Memory Cell): 감염 후 면역 기억을 유지하여 2차 감염 시 신속한 반응을 유도한다.

 

·  보체 (Complement System): 병원균을 제거하는 혈장 단백질 시스템으로, 면역 반응을 보조하는 역할을 한다.

 

·  호중구 (Neutrophil): 가장 많은 백혈구 유형으로, 세균 감염 시 빠르게 이동하여 병원균을 제거하는 역할을 한다.

 

·  자연살해세포 (Natural Killer Cell, NK Cell): 바이러스 감염 세포와 암세포를 직접 공격하는 선천면역 세포이다.

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<출 처>

Immunology Overview: How does our immune system protect us?

 

 

Immunology: How Does the Innate Immune System Work?

 

 

Immunology: How does the adaptive immune system work?

 

 

Clonal Selection Theory of Immunity

 

 

Difference Between Humoral And Cell Mediated Immunity - GeeksforGeeks

 

 

Autoimmune Disease