13. 적응면역(adaptive immunity)의 과정

적응 면역 세포들의 순환

적응면역계의 세포들은 정상적으로 혈액과 림프 내를 순환하는 세포로서, 림프 기관 내에 모여있거나 모든 조직 내에 산재하는 세포로서 존재합니다. 이러한 세포들의 해부학적 구성과 이들이 혈액, 림프 그리고 조직 간에 교환되고 순환되는 능력은 면역반응에 있어 결정적으로 중요합니다. 면역계는 몸의 어느 부위에서라도 침입 된 각기 다른 미생물의 적은 수에 대해서도 반응할 수 있어야 합니다. 또한 아주 소수의 미감작 림프구는 어떤 한 항원을 특이적으로 인식하고 반응합니다. 그리고 면역계의 작동 기전은 초기 감염 부위로부터 멀리 떨어져 있는 부위에 위치하여 그곳에서 미생물을 파괴할 수 있어야 합니다. 따라서 최적의 보호 기능을 수행할 수 있는 면역계의 능력은 구성 세포 및 조직의 여러 특성에 의존합니다. 먼저 말초 림프 기관이라고 불리는 특수한 조직은 피부, 호흡기, 위장관 등을 통해 침입한 항원을 집중적으로 모이게 하는 기능을 합니다. 미감작 림프구는 이들 말초 림프 기관을 통하여 이동하며, 이들은 이곳에서 항원을 인식하고 면역반응이 시작되도록 합니다. 작동 림프구 및 기억 림프구는 항원에 의해 자극된 미감작 세포의 자손으로부터 발생합니다. 그 후 작동 림프구와 기억 림프구는 혈액 내를 순환하며 항원이 침입한 말초 부위로 이동하여 이 부위에 효과적으로 위치하게 하여 면역반응이 전신성이 되도록 해줍니다. 보호 면역반응은 일련의 단계를 통해 발달하는데, 각 단계에서 특수한 면역세포 및 조직이 결정적인 역할을 합니다.

적응 면역계의 주된 세포

면역계의 주된 세포는 림프구, 항원제시세포, 작동세포입니다. 림프구는 외래 항원을 특이적으로 인식하고 이에 반응하는 세포로서, 적응면역의 매개자입니다. 림프구들은 항원을 인식하는 방식과 작동 기능 면에서 차이가 있습니다. B 림프구는 항체를 생산할 수 있는 유일한 세포입니다. 이들은 세포 외 항원도 인식하며 항원 생성 세포로 분화되는데, 체액성 면역의 매개자입니다. 세포성 면역의 주요 세포인 T 림프구는 세포 내 미생물 항원을 인식하며 이들 미생물 혹은 감염된 세포를 파괴하는 기능을 가지고 있습니다. T 세포는 항체 분자를 생산하지 않습니다. T 림프구는 항원에 대한 제한된 특이성을 갖는데, 이들은 주조직적합성복합체 내 유전자에 의해 지정되며 다른 세포의 표면에 발현되는 숙주 단백질에 부착된 펩타이드 항원만을 인식할 수 있습니다. 그 결과, T 세포들은 수용성 항원이 아닌 세포 표면-결합 항원을 인식하고 반응합니다. 적응면역반응의 시작과 발달은 항원이 포획되어 특정 림프구에 제시되어야만 합니다. 이 역할을 하는 세포가 항원제시세포(antigen-presenting cells, APCs)입니다. 이들은 외부 환경으로부터 들어온 외래 항원을 포획하여 면역반응이 일어나도록 면역세포들에게 항원을 제시합니다. 작동세포라는 실제로 항원을 제거하는 일을 하는 세포들을 말합니다.

적응 면역 반응의 단계

적응면역반응은 항원의 인식, 림프구의 활성화, 항원 제거의 작동단계라는 각기 다른 단계로 구별되며, 이후 항상성으로의 복귀 및 기억의 유지가 진행됩니다. 모든 면역반응은 항원의 특이적인 인식에 의해 시작됩니다. 각 대체는 무수히 많은 클론으로부터 파생된 림프구들을 가지고 있는데, 각 클론은 각기 다른 에피토프를 인식하고 이에 반응할 수 있는 단일의 전구세포로부터 유래되었으며, 항원이 침입하게 되면 이미 존재하고 있던 특정 클론이 선택되어 활성화됩니다. 이를 클론 선택가설이라고 합니다. 가설에 따르면, 항원-특이적 림프구 클론은 항원에 대한 노출 이전에 이와는 독립적으로 발달합니다. 각 클론을 구성하는 세포는 동일한 항원 수용체를 갖는데, 이는 모든 다른 클론 내 세포들이 갖는 수용체와는 다릅니다. 외래 항원은 이미 존재하고 있는 항원-특이적 림프구 클론과 특정의 림프조직 내에서 상호작용하며, 이곳에서 면역반응이 시작됩니다. 항원을 인식하면 림프구가 활성화됩니다. 림프구의 활성화는 특이적인 면역반응을 위해 항원이 필요합니다. 또한 자기항원과 같은 무해한 성분이 아닌 면역반응이 필요할 때에만 유도되도록 하기 위해서 미생물이나 미생물 침입으로 인한 선천면역 반응에 의해 생성되는 성분이 림프구 활성화의 두 번째 신호로써 요구됩니다. 2개의 신호에 대한 림프구의 반응은 새로운 단백질의 합성, 세포의 증식, 작동 및 기억세포로의 분화가 포함됩니다. 활성화된 림프구는 해당 항원의 제거를 수행하는 작동 기능을 수행합니다. 항체와 T 림프구는 각각 세포 외 및 세포 내에 존재하는 미생물을 제거합니다. 항체와 T 세포의 기능은 다른 비림프성 작동세포 및 선천면역의 방어 기전의 참여도 필요로 합니다. 면역반응의 후기에는 항원에 의해 자극된 림프구 자손의 대부분이 세포자멸사에 의해 죽기 때문에 면역계가 기본 상태로 되돌아갑니다. 항원에 자극된 수많은 림프구가 세포자멸사 하는 이유는 림프구의 생존이 항원과 항원에 의해 유도되는 성장인자에 의존적이며, 면역반응이 일어나면서 항원을 제거함에 따라 림프구 성장에 필요한 자극이 없어지기 때문입니다.