면역(의학)

Immunity (medical)

생물학에서 내성은 해로운 미생물에 저항하는 다세포 유기체의 능력이다.내성은 특정 구성 요소와 비특정 구성 요소 모두를 포함한다.비특이성 요소는 항원성 구성과 상관없이 광범위한 병원체의 장벽 또는 제거제 역할을 한다.면역 체계의 다른 요소들은 마주친 각각의 새로운 질병에 적응하고 병원체 특유의 면역력을 발생시킬 수 있다.

면역이란 자기 자신에게 속하는 것은 무엇이든 인정하고 용인할 수 있는 복잡한 생물학적 체계로서, 이질적인 것(비자체)을 인정하고 거부할 수 있는 것이다.[1]

선천적 및 적응적

면역 체계선천적이고 적응력이 있는 구성 요소를 가지고 있다.선천적인 면역은 모든 메타조아에게 존재하는 반면 적응성 면역은 척추동물에서만 발생한다.[2]

면역체계의 선천적 구성 요소는 특정 외래(비자체) 분자를 인식하여 염증반응파고모세포증이라는 두 가지 유형의 선천적 면역반응 중 하나를 발생시키는 것을 포함한다.[3]반면에 적응성 성분은 "자기"가 존재하는 상태에서 특정 "비자기" 물질을 구별할 수 있는 더 진보된 림프세포를 포함한다.이물질에 대한 반응은 어원학적으로 염증이라고 표현되는 반면, 자기물질에 대한 비반응은 면역이라고 표현된다.면역체계의 두 구성 요소는 '건강'을 면역학적으로 면역이 되는 물리적 상태로 볼 수 있는 역동적인 생물학적 환경을 조성하고, 이질적인 것은 인화성, 면역학적으로 제거된다.'질병'은 이질적인 것을 제거할 수 없거나 자아를 아끼지 않을 때 발생할 수 있다.[4]

선천성 면역은 선천성 면역이라고도 하며, 반 특이하고 널리 분포된 면역의 형태다.병원균에 대한 제1차 방어선으로 정의되며, 감염을 예방하고 동태성을 유지하기 위한 중요한 전신적 반응을 나타내며 적응형 면역반응 활성화에 기여한다.[5]특정 외부 자극이나 사전 감염에는 적응하지 못하지만 특정 패턴의 유전자 암호화 인식에 의존한다.[6]

적응성 또는 후천성 면역은 항원 특이 림프구에 의해 매개되는 숙주 면역 반응의 활성 성분이다.선천적인 면역과 달리 후천적인 면역은 면역기억의 발달 등 특정 병원체에 매우 구체적이다.[7]선천적 시스템과 마찬가지로 후천적 시스템도 후천적 면역 성분과 세포 매개 면역 성분을 모두 포함한다.

적응 면역은 '자연적으로'(감염에 의해) 또는 '인공적으로'(예방접종과 같은 의도적인 행동을 통해) 획득할 수 있다.적응성 면역은 '능동성' 또는 '수동성'으로도 분류할 수 있다.활성 면역은 면역체계에 의한 항체 생성을 유발하는 병원체의 노출을 통해 획득된다.[8]수동 면역은 인공적으로 또는 태반을 통해 면역 숙주로부터 파생된 항체나 활성 T세포의 전달을 통해 획득된다; 그것은 수명이 짧아서 지속적인 면역성을 위해 부스터 선량이 필요하다.

아래 도표는 이러한 면역의 구분을 요약한 것이다.적응 면역은 더 다양한 패턴을 인식한다.선천적인 면역과는 달리 그것은 병원체의 기억과 관련이 있다.[6]

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이론의 역사

19세기의 담석 공포증의 표현.

수천 년 동안 인류는 질병의 원인과 면역의 개념에 흥미를 느껴왔다.선사시대의 견해는 질병은 초자연적인 힘에 의해 발생하며, 질병은 신이나 적이 영혼에 찾아오는 '악행'이나 '악의 사상'에 대한 신랄한 처벌의 한 형태라는 것이었다.[9]고전 그리스 시대, 의학의 아버지로 여겨지는 히포크라테스(Hippocrates)의 질병은 4개의 유머(혈액, 가래, 황색 담즙 또는 흑색 담즙) 중 하나의 변화나 불균형에 기인했다.[10]면역의 개념에 대한 최초의 서면 서술은 기원전 430년 아테네 투키디데스에 의해 이루어졌을지도 모른다. 그는 페스트가 아테네를 강타했을 때, "환자와 죽어가는 사람들은 회복된 사람들의 동정어린 보살핌에 의해 보살핌을 받았다. 왜냐하면 그들은 질병의 진로를 알고 있었고 자신들도 불안에서 벗어나 있었기 때문이다.아무도 두 번째 공격을 받지 않았거나 치명적인 결과를 얻지 못했기 때문이다."[11]

적극적인 면역요법은 폰투스(기원전 120~63년)의 미트리다테스 6세([12]Mithridates 6세)가 뱀독에 대한 능동면역을 유도하기 위해 독사를 먹고 사는 동물의 피를 마시면서 현대의 톡소이드 혈청요법과 유사한 방법을 사용하라고 권고하면서 시작되었을지도 모른다.[12]그는 이 동물들이 독성 효과를 발휘하지 않고 뱀 독에 대한 저항력을 유도할 수 있는 변형된 성분을 함유하기 위해 해독작용을 했다고 추측하고 있다.미트리다테스는 이 동물들의 피를 마심으로써 비슷한 저항력을 얻을 수 있다고 추론했다.[12]독극물에 의한 암살을 두려워한 그는 관용성을 기르기 위해 매일 치명적인 이하의 독을 복용했다.그는 또한 모든 독으로부터 자신을 보호하기 위해 '범용 해독제'를 만들려고 노력했다고 한다.[10][13]거의 2000년 동안 독은 질병의 근친상간 원인으로 생각되었고, 미트리다이트라고 불리는 복잡한 성분의 혼합은 르네상스 시대에 독을 치료하는 데 사용되었다.[14][10]이 치료법의 최신판인 테리아쿰 안드로마치(Theriacum Andromachi)는 19세기에 잘 사용되었다.시인 마르쿠스 아나에우스 루카누스가 뱀독에 대한 북아프리카 부족의 저항을 묘사하기 위해 기원전 60년경에 쓴 서사시 '파르살리아'에서도 '면문'이라는 용어가 발견된다.[10]

특정 질병을 유발하는 유기체에서 발생한 면역성에 대한 첫 임상적 설명은 아마도 9세기에 이슬람의 의사 알 라지가 쓴 "Kitab fi al-jadari wa-al-hasbah"일[15][16] 것이다.이 논문에서 알 라지는 천연두와 홍역의 임상적 발현에 대해 설명하고 이러한 특정 물질에 대한 노출이 (이 용어를 사용하지 않지만) 지속적인 면역성을 방해한다는 것을 계속 나타낸다.[10]

19세기까지 마이스마 이론도 널리 받아들여졌다.이 이론은 콜레라흑사병과 같은 질병들이 "나쁜 공기"[9]의 유해한 형태인 미즈마스에 의해 발생한다고 보았다.누군가 늪이나 저녁 공기, 혹은 병실이나 병원 병동에서 공기를 들이마신다면 병에 걸릴 수 있다.19세기 이후, 전염성 질병은 세균/미생물에 의한 것으로 간주되었다.

현대 단어 "면역성"은 군 복무, 세금 납부 또는 기타 공공 서비스의 면제를 의미하는 라틴어 면역에서 유래되었다.[11]

면역의 완전한 이론을 발전시킨 최초의 과학자는 1882년 포식증을 밝힌 일리아 메치니코프였다[17].루이스 파스퇴르병균이론과 함께 면역학의 신생과학은 박테리아가 어떻게 질병을 유발하는지, 감염에 이어 어떻게 인체가 추가 감염에 저항할 수 있는 능력을 갖게 되었는지를 설명하기 시작했다.[11]

1885년 알버트 에델펠트에 의해 그의 실험실에서 루이스 파스퇴르

1888년 에밀 루크알렉상드르 예르신디프테리아 독소를 격리시켰고, 1890년 디프테리아파상풍에 대한 항독소의 베링키타사토에 의해 디프테리아와 파상풍에 대한 면역력을 기반으로 한 항독소의 발견에 따라 항독소는 현대 치료 면역학의 첫 주요 성공이 되었다.[10]

유럽에서는 천연두를 억제하기 위한 시도로 적극적인 면역의 유도가 나타났다.면역은 용어 없이 적어도 천 년 동안 다양한 형태로 존재해왔다.[11]면역의 초기 사용은 알려지지 않았지만 AD 1000년경, 중국인들은 천연두 병변의 지각에서 유래된 가루들을 건조하고 흡입함으로써 면역의 형태를 실천하기 시작했다.[11]15세기경 인도, 오스만 제국, 동아프리카에서 접종(천두 껍질에서 추출한 분말 물질로 피부를 누르는 것)이 꽤 흔했다.[11]이 관습은 1721년 Mary Wortley Montagu 부인에 의해 서양에 처음 도입되었다.[11]1798년 에드워드 제너(Edward Jenner)는 천연두에 대한 면역도 유도하는 가벼운 감염을 일으킨 소두 바이러스(소수백신)에 대한 고의적인 감염 방법을 훨씬 더 안전한 방법으로 도입했다.1800년까지 그 절차는 예방접종이라고 일컬어졌다.혼동을 피하기 위해 천연두 접종을 변종(변종)이라고 하는 경우가 많아졌고, 연대를 고려하지 않고 이 용어를 사용하는 것이 일반적인 관행이 되었다.제너의 시술의 성공과 일반적 수용은 훗날 파스퇴르 등이 개발한 예방접종의 일반성을 19세기 말로 몰고 갈 것이다.[10]1891년 파스퇴르는 제너를 기리는 의미에서 백신의 정의를 넓혔고, 그 후 소아마비 백신, 홍역 백신 등을 참고하여 그 용어를 검증하는 것이 필수적이 되었다.

수동 면역

수동면역(passive demony)은 기성 항체가 한 개인에서 다른 개인으로 전이됨으로써 획득되는 면역이다.소극적 면역은 태반을 통해 모성 항체가 태아에 전달되는 경우와 같이 자연적으로 발생할 수 있으며, 병원체독소에 특유한 인간(또는 ) 항체가 비면역 개인에게 전달되는 경우에도 인공적으로 유도될 수 있다.수동 면역은 감염 위험이 높고 인체가 스스로 면역 반응을 일으키기 위한 시간이 부족하거나 진행 중이거나 면역억제성 질환의 증상을 줄이기 위해 사용할 때 사용된다.[18]수동 면역은 즉각적인 보호를 제공하지만 신체는 기억력을 발달시키지 않기 때문에 환자는 나중에 같은 병원체에 감염될 위험이 있다.[19]

자연적으로 획득된 패시브 면역

태아는 임신 중에 자연적으로 어머니로부터 수동적인 면역력을 얻는다.모성 수동 면역은 항체 매개 면역이다.산모의 항체(마타브)는 태반 세포에 있는 FcRn 수용체에 의해 태반으로 전달된다.이것은 임신 3개월 무렵에 일어난다.IgG는 태반을 통과할 수 있는 유일한 항체 이등형이다.

또한 모유에서 발견되는 IgA 항체를 신생아가 항체를 합성할 수 있을 때까지 박테리아 감염으로부터 보호하여 내장으로 옮겨지는 IgA 항체를 이식함으로써 수동 면역도 제공된다.모유에 존재하는 콜로스트럼은 수동 면역의 한 예다.[19]

디프테리아 항독소의 첫 병 중 하나(1895년)이다.

인공적으로 획득한 패시브 면역

인공적으로 획득한 패시브 면역은 항체의 전달에 의해 유도되는 단기 면역으로, 사람 또는 동물의 혈장, 정맥(IVIG) 또는 근내(IG) 사용을 위한 인간 면역글로불린, 그리고 단클론 항체(MAB)의 형태로 투여될 수 있다.패시브 전이(passive transfer)는 저혈당혈증과 같은 면역결핍증 질환의 경우 예방적으로 사용된다.[20]여러 종류의 급성 감염의 치료, 그리고 중독 치료에도 사용된다.[18]수동적 면역에서 파생된 면역은 단기간만 지속되며, 특히 비인간적 기원의 감마 글로불린에서 발생하는 과민성 반응과 혈청병의 잠재적 위험도 있다.[19]

수동 면역의 인위적인 유도는 전염병을 치료하기 위해 1세기 넘게 사용되어 왔으며 항생제가 등장하기 전에는 특정 감염에 대한 유일한 치료법이었다.면역글로불린요법은 1930년대까지 중증 호흡기 질환 치료의 제1선 요법이 계속되었는데, 이는 설폰아미드 로트 항생제가 도입된 이후에도 계속되었다.[20]

활성화된 T 셀의 전송

세포 매개 면역의 수동적 또는 "적응적 전달"은 한 개인에서 다른 개인으로 "감응적" 또는 활성화된 T 셀의 전달에 의해 부여된다.흔히 찾기 어려운 조직적(일치적) 기증자를 필요로 하기 때문에 인간에게는 거의 사용되지 않는다.최고의 기증자에게서 이러한 유형의 이전은 이식 숙주 질환의 심각한 위험을 수반한다.[18]그러나 그것은 어떤 종류의 면역결핍을 포함한 특정 질병을 치료하는데 사용되었다.이러한 전이 유형은 골수이식과는 다른데, 이때 (구분화되지 않은) 조혈모세포가 전이된다.

능동 면역

면역 반응의 시간 과정.면역기억의 형성으로 인해 나중에 재발하면 항체생성과 이펙터T세포 활성도가 급격히 증가한다.이러한 후기 감염은 경미하거나 심지어 불친절할 수도 있다.

병원균에 의해 B세포와 T세포가 활성화되면 기억 B세포와 T세포가 발달하며 1차 면역반응 결과가 나온다.동물의 일생 동안, 이러한 기억 세포들은 마주친 각각의 특정 병원체를 "기억"할 것이며, 만약 병원체가 다시 발견된다면 강력한 2차 반응을 일으킬 수 있다.1차적, 2차적 대응은 비록 관련된 메커니즘이 나중에야 발견되기는 했지만 영국의 면역학자 알렉산더 글레니에[21] 의해 1921년에 처음 설명되었다.이러한 종류의 면역은 신체의 면역체계가 미래의 도전에 대비하기 때문에 활동적이기도 하고 적응적이기도 하다.능동 면역은 종종 면역의 세포 매개적 측면과 비도덕적 측면뿐만 아니라 선천적 면역 체계로부터의 입력도 포함한다.

자연취득

자연적으로 획득된 활성 면역은 사람이 살아있는 병원체에 노출되어 1차 면역 반응을 일으켜 면역학적 기억으로 이어질 때 발생한다.[18]면역체계 기능의 많은 장애는 면역결핍증(후천적 형태와 선천적 형태 모두)과 면역억제 등 능동적 면역 형성에 영향을 미칠 수 있다.

인위적으로 획득함

인공적으로 획득한 활성 면역은 항원이 포함된 물질인 백신에 의해 유도될 수 있다.백신은 병의 증상을 일으키지 않고 항원에 대한 일차적인 반응을 촉진한다.[18]예방접종이라는 용어는 에드워드 제너의 동료인 리차드 더닝(Richard Dunning)에 의해 만들어졌고, 루이스 파스퇴르가 예방접종 분야의 선구적인 업적으로 각색했다.파스퇴르가 사용한 방법은 그 질병들에 대한 감염원들을 치료하는 것을 수반했기 때문에 그들은 심각한 질병을 일으킬 수 있는 능력을 잃었다.파스퇴르는 제너의 발견을 기리기 위해 백신이라는 명칭을 총칭하는 말로 채택했는데, 이 명칭은 파스퇴르의 연구가 그 위에 구축되었다.

1979년 천연두 퇴치 이전 포스터, 백신 접종 추진

1807년 바바리아는 천연두의 확산이 전투와 연관되어 있기 때문에 군 신병에게 천연두 예방접종을 의무화하는 첫 번째 집단이 되었다.[22]그 후, 전쟁이 확산되면서 백신 접종 관행이 증가할 것이다.

전통적인 백신에는 네 가지 종류가 있다.[23]

  • 비활성화된 백신은 화학 물질이나 열로 죽었으며 더 이상 전염되지 않는 미생물로 구성되어 있다.독감, 콜레라, 페스트, A형 간염 예방 백신 등이 대표적이다.이런 유형의 백신은 대부분 부스터 주사를 맞을 가능성이 높다.
  • 살아있는 감쇠된 백신은 질병을 유발하는 능력을 무력화시키는 조건에서 배양된 미생물로 구성되어 있다.이러한 반응은 내구성이 더 높지만, 부스터 샷이 필요할 수 있다.황열병, 홍역, 풍진, 유행성 이하선염 등이 대표적이다.
  • 독성물질은 미생물의 독소를 접하기 전에 미생물의 독성물질로 인해 (미생물이 아닌) 질병이 발생하는 경우 미생물의 독성화합물이 비활성화된다.독소이드 백신의 예로는 파상풍디프테리아 등이 있다.
  • 서브유닛, 재조합, 다당류, 결합백신은 병원성(질병 유발) 유기체의 작은 파편이나 조각으로 구성된다.[24]대표적인 것이 B형 간염 바이러스에 대한 서브유닛 백신이다.

게다가 사용 중인 백신에는 다음과 같은 몇 가지 새로운 유형이 있다.

  • 외부Vesicle(OMV) 백신은 박테리아의 내부 성분이나 유전 물질이 전혀 없는 박테리아의 외부 막이 들어 있다.따라서 이상적으로는 감염의 위험 없이 원래의 박테리아에 대해 효과적인 면역 반응을 자극한다.[25]

다양한 백신 유형이 개발 중에 있다. 자세한 내용은 실험 백신 유형을 참조하십시오.

대부분의 백신은 내장을 통해 안정적으로 흡수되지 않기 때문에 피하주사 또는 근육내 주사로 투여된다.살아있는 감쇠성 소아마비와 일부 장티푸스콜레라 백신은 에 기초한 면역력을 생산하기 위해 구두로 투여된다.

잡종면역

혼성 면역은 자연 면역과 인공 면역의 결합이다.복합 면역자들에 대한 연구는 그들의 혈액이 전혀 감염되지 않은 백신을 접종하지 않은 사람들보다 베타와 다른 변종의 사스-CoV-2를 중화시킬 수 있다는 것을 발견했다.[30]게다가 2021년 10월 29일 질병관리본부(CDC)는 "다른 환경에서 여러 연구를 실시한 결과 각각 사스-CoV-2 감염과 백신 접종 각각이 최소 6개월 동안 항원적으로 유사한 변종에서 후속 감염 위험이 낮다는 결과가 일관되게 나왔다"고 결론 내렸다.수많은 면역학적 연구와 점점 더 많은 수의 역학 연구는 이전에 감염된 개인에게 예방접종을 하는 것이 면역반응을 크게 향상시키고 더 많은 전염성 변종의 순환을 증가시키는 것을 포함하여 후속 감염의 위험을 효과적으로 감소시킨다는 것을 보여주었다. ..."[31]

참고 항목

참조

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외부 링크