[코로나 사이언스]- 우리몸의 방어시스템, 면역체계

백신과 치료제가 없는 상황에서 우리 몸의 면역체계가 방어와 공격을 위한 최고전략이다. 백신도 결국 이 면역체계를 활용한다.

 

상피세포는 바이러스 침입에 대한 1차 방어벽이다. 피부, 눈의 각막, 비강과 구강, 기관지와 폐포, 위와 장의 상피세포들은 모두 외부와 직접 맞개도 있다. 이들은 선택적으로 외부물질을 받아들이고 차단한다. 상피세포 벽이 무너지게되면 우리 몸의 면역체계가 활성화된다. 바이러스가 침입하게되면,인체의 면역 방어시스템이 가동되어 염증물질과 발열물질이 분비되면서 열, 기침이 나고 폐렴과 같은 염증성 호흡기 질환이 발생될 수 있다.

 

면역세포들은 주변에 위험신호를 알리는 cytokine물질을 분비한다. 사이토카인은 다른 면역세포들을 활성화시키고, 바이러스와의 싸움으로 이끄는 동시에 더 많은 사이토카인을 생산하도록 유도한다. 면역체계가 과도하게 반응하여 사이토카인 양이 너무 많이 분비되면 바이러스 뿐 아니라 정상 조직까지 공격하게 되어 사이토카인 폭풍이 유발될 수 있다.

 

실제로 코로나19 중증환자들에서 사이토카인 폭풍 증상이 거론되기도 했다. 사이토카인 폭풍은 치사율이 30%에 이르는 급성패혈증의 중요한 병리기전 중 하나이다. 중국 우한의 코로나19 중증환자의 혈청에서, GCSF, IP10, MCP1, M1P1A, TNFa, IL2, IL7 등의 염증성 사이토카인이 과도하게 분비되는 것을 확인하였다. 즉, 코로나 19 중증환자에게서 사이토카인 폭풍이 발생한다는 사실을 알게되었다. 

 

다른 중국 연구진은 SARS-COV2가 혈중 내 Interleukin-6 사이토카인의 분비를 증가시킨다고 보고했다. 의료현장에서도 과도한 염증반응을 완화시키기 위해 항염증제나 항바이러스제를 사용하고 있다. 최근 KAIST 연구진이 보고한 논문에 따르면 중증 코로나 19환자의 혈액 면역세포에서 1형 Interferon 반응이 특징적으로 항진되어 있음을 밝혀 항염증제 사용에 대한 근거를 제시했다. 

 

우리몸의 면역체계는 자기와 비자기 물질을 구분하는 능력이 있다. 자기물질은 보호하고, 침입한 비자기물질은 공격하여 제거한다. 면역체계는 크게 선천성 면역계와 후천성 면역계로 구분할 수 있다. 병원체가 침입하면, 병원체를 탐지하는 유형인식수용체(PRR)로 우리몸을 방어한다. 선천성 면역계는 톨 유사수용체7 (Toll like receptor 7)와 RIG-I 수용체를 유형인식수용체로 이용하여 RNA형 바이러스인 SARS-COV2를 탐지하고, 항바이러스 면역반응을 유도한다.  이 면역계를 구성하는 세포에는 호중구, 대식세포, 자연살해세포(NK세포) 등이 있다. 모두 백혈구종류로, 바이러스를 제거하는 방식은 저마다 다르다. 

 

호중구, 대식세포는 감염된 기관지와 폐세포에 빠르게 도달하여 바이러스에 감염된 세포를 잡아먹는다.(포식작용) 반면 NK세포는 바이러스에 감염된 세포를 구멍을 내어 효소를 주입하고, 감염된 세포가 자살 또는 괴사되도록 유도한다.

 

수지상세포는 감염된 세포를 포식하여 스파이크나 껍질단백질을 분해하여 항원으로 전환시킨다. 항원으로 전환한다는 것은 침입자의 단백질을 조각 낸 뒤 그 조각으로 적을 식별하는 표지를 만든다는 것이다. 

 

T세포는 바이러스와 전쟁을 벌이는데, 표지를 전달받고나서야 전투를 시작할 수 있다. 수지상세포와 대식세포등이 정보를 제공해주어야 하는 것이다. 이들을 APC(항원제시세포)라고 부른다. 

 

수지상세포는 림프관을 통해 이동하며 바이러스와 접촉하지 않은 T세포들에게도 표지를 전달한다. 

 

형질세포형 수지상세포는 바이러스 감염을 탐지하여 항 바이러스 면역의 핵심물질인 1형 Interferon을 분비하여 T세포나 NK세포의 활성을 강화한다. 

 

이렇게 선천적 면역기능이 원활히 역할을 하면, 1차방어만으로도 바이러스의 침입을 상당히 방어할 수 있다. 

우리몸의 후천성 면역계는 저격수 기작을 가진다. 저격수 역할을 하는 T세포는 폐를 비롯한 전신에 퍼져있고, 림프절에는 집단으로 모여있다. 항체를 다루는 저격수인 B세포 역시 림프절에 모여있다. 

 

T세포에는 감염된 세포를 직접 공격하는 세포독성 T세포, 사이토카인을 분비하여 다른 면역세포들의 활성을 조절하는 제1형 helper T세포, B세포의 항체형성을 유도하는 제2형 helper T세포, 항원을 기억하는 기억 T세포, 자연살상 T세포 등이다. 

 

B세포는 형질세포로 분화되며 체내 바이러스 전파를 억제하는 바이러스 특이 항체를 생산하고 분비한다.

 

현재 인간의 신종 코로나바이러스의 공격을 처음 당한 만큼, 그에 대응하는 후천성 면역능력을 충분히 갖추지 못한 상태이다. 계속 공격을 받게되면, T, B세포들이 훈련을 거쳐 충분한 대응능력을 갖추게 된다. 이에 따라 재발률은 급격히 감소하고, 집단면역이 증가한다. 집단면여게 의존한 코로나19의 퇴치는 많은 희생이 동반될 수 있어 유의해야 한다.

 

코로나 19 예방 백신 및 치료제는 후천성 면역계를 이용하는 것이다. 환자의 B세포에서 만들어진 항체를 분석하고, 재조합하는 연구를 진행중이다. 

 

다른 방법으로는 특수 T세포를 증가하는 치료방법도 대두되고 있다. SARS-COV2에 특이하게 작동하는 기억 T세포의 초기 생성을 촉진하는 것인데, 이를 위해서는 세포독성 T세포를 생성할 수 있는 면역원성 항원 결정부위를 파악하고, 실제 코로나 19환자 혈청에서 해당 T세포 및 생성된 항체들이 바이러스 수치 및 예후에 어떤 영향을 미쳤는지에 대한 연구가 필요할 것이다. 

 

실제로 이런 바이러스에 대항하는 능력에는 면역력이 가장 중요하다. 젊고 면역력이 정상인 코로나 19환자들은 비교적 가벼운 증상과 빠른 회복을 보였다. 반면 면역력이 약한 노인이나 기저질환을 가진 환자들은 적극적인 치료에도, 폐렴이 악화되어 사망에 이르기도 하였다. 따라서 면역력을 감소시키는 흡연, 과음, 스트레스, 과로, 극한환경작업등을 피하고, 충분한 안정과 영양섭취, 운동으로 면역력을 유지하려는 노력이 중요하다. 

 

출처- 코로나 사이언스, IBS기획, 동아시아 출판