T세포와 B세포의 대학 교육 — 워치타워 온라인 라이브러리

T세포와 B세포의 대학 교육

T세포와 B세포는 골수에서 나오자마자 전쟁터로 갈 수 없다. 그들의 무기는 초현대식이다. 그들은 싸움터에 가기 전에 반드시 첨단 과학 기술 훈련을 받아야 한다. T세포는 세균전에 임할 것이다. B세포는 유도 미사일을 전문적으로 배울 것이다. 그들은 면역계 공과 대학에서 이 훈련을 받는다.

따라서 매분 골수에서 생산된 수백만 림프구의 절반은 T세포로서 훈련받기 위해 흉선—흉골 뒤에 있는 작은 선(腺)—으로 간다. 이것에 관하여 「승리하는 몸」(The Body Victorious) 책은 이렇게 말한다. “흉선 공과 대학에 다니는 림프구는 T림프구(혹은 T세포)라는 보조·억제·살해 세포다. 이들은 면역계의 절대 필요한 병력에 속한다.”

항체—일 초에 세포당 1만 개!

「승리하는 몸」 책에 의하면 “훈련받지 않은 림프구 중 [나머지] 절반”은 B세포로서 항체라는 유도 미사일을 생산하고 발사할 수 있는 훈련을 받기 위해 림프절 및 그와 관련된 조직으로 간다. B세포는 “이러한 조직에 집합”할 때에는 “백지 상태나 마찬가지다. 그들은 아무 것도 모르며” “몸에 들어오는 이물질에 대항하여 명확한 반응을 나타낼 능력을 체득”하기 위해 “처음부터 배워야 한다.” 보조 T세포 및 관련된 항원에 의해 활성화된, 성숙한 B세포는 림프절에서 “단일 특이성을 지닌 같은 모양의 항체를 일 초에 세포당 분자 약 1만 개의 비율로 분비하는 형질 세포를 형성하기 위해 증식하고 분화한다.”—「면역학」(Immunology).

면역계가 수행하는 일의 규모를 이해하는 데 도움이 되도록 「내셔널 지오그래픽」지 1986년 6월 호의 한 기사는 흉선이 직면하는 문제를 이렇게 상세히 기술한다. “여하튼, T세포는 흉선에서 성숙하면서, 하나는 간염 바이러스 항원을 알아내는 방법을, 다른 것은 유행성 감기 항원주를 알아내는 방법을, 또 다른 것은 라이노바이러스 14[감기 바이러스]를 탐지하는 방법 등등을 제각기 배운다.” “흉선이 직면하는 엄청난 임무”에 대해 평하면서 그 기사는 실제로 “수억 가지 모양의 항원”이 있다고 말한다. “흉선은 각 항원을 알아내는 T세포 그룹을 배출해야 한다. ·⁠·⁠· 흉선은 수천만 개의 T세포를 뿜어내야 한다. 그중에서 어떤 한 가지 항원을 알아내는 T세포가 소수에 불과하다 해도 집합적 정찰 병력은 자연에서 산출되는 거의 한없이 다양한 항원을 알아낼 수 있을 정도로 거대하다.”

일부 보조 T세포는 대식 세포가 증식하도록 자극하는 한편 림프절의 다른 보조 T세포는 그곳에 있는 B세포와 결합하여 B세포가 증식하게 한다. 이들 중 다수가 형질 세포가 된다. 다시금, 보조 T세포에 적절한 수용체가 있어야만 B세포와 결합하여 이들이 형질 세포를 생산하게 할 수 있다. 바로 이들 형질 세포가 1초에 수많은 항체를 대량으로 생산하기 시작한다.

각 형질 세포는 한 종류의 항체만을 만들기 때문에, 한 가지 질병 항원에만 맞는 수용체를 지닌 항체들이 곧 수십억 개가 되어 한 가지 질병 항원을 향해 일선에서 진군한다. 항체들은 침입자에 달라붙어 활동을 둔화시키고 함께 엉기게 하여 대식 세포가 한층 더 먹어 치우고 싶어할 만한 덩어리가 되게 한다. 이것과 더불어 T세포가 방출하는 특정한 화학 물질로 인해 흥분한 대식 세포는 걸신들린 것처럼 되어 침입한 수많은 미생물을 닥치는 대로 먹어 치운다.

뿐만 아니라 항체 자체가 그들 미생물을 죽게 할 수 있다. 일단 항체가 항원을 표면에 들러붙게 하면 보체 인자라는 특수 단백질 분자가 그 세균에게 몰려간다. 필요한 수의 보체 인자가 모이면 이들은 미생물의 피막을 뚫고 들어가고 액체가 흘러들어가 세포는 터져 죽는다.

물론 이러한 항체는 또한 침입자에 들러붙기 위해 적절한 수용체를 지니고 있어야 한다. 이 점에 대해 「브리태니카 백과 사전」의 「1989 의학·보건 연감」(1989 Medical and Health Annual), 278면은 B세포가 “1억 내지 10억 가지의 항체를 생산”할 수 있다고 말한다.

살해 T세포가 세균전에 임하다

이 무렵 보조 T세포는 적을 먹어 치우도록 청소부 대식 세포 수백만 명을 모집하였으며 항체가 있는 B세포를 자극하여 침입자와 겨루는 전투에 가담하게 하였다. 그러나 보조 T세포가 전투에 모집하는 병력이 또 있다. 그들은 가장 치명타를 가하는 투사들 수백만 명을 전투에 가담하게 하는데, 이들은 바로 살해 T세포다.

바이러스, 박테리아, 기생충의 목표는 체세포 안으로 자리를 잡는 것이다. 그렇게 해야 대식 세포와 B세포 및 그 항체의 공격을 면할 수 있기 때문이다. 그러나 그런다 해도 살해 T세포의 공격을 면할 수 없다! 이렇게 감염된 세포가 단지 스쳐 지나가기만 해도 살해 T세포는 허점투성이인 감염된 세포를 향해 치명적 단백질을 발사하여 그 DNA를 파괴하고 그 내용물을 터뜨려 죽게 한다. 이렇게 하여 살해 T세포는 돌연변이 세포와 암세포로 변한 세포까지 공격하여 없앨 수 있다.

면역계의 무기 중에는 살해 T세포 외에 다른 살해 세포 즉 자연 살해 세포가 있다. 이들 자연 살해 세포는 T세포나 B세포와는 달리 특정한 항원의 자극을 받을 필요가 없다. 암 세포와 그 외의 다른 바이러스의 침입을 받은 세포들은 자연 살해 세포의 공격을 당하기 십상이다. 그러나 자연 살해 세포가 바이러스만 공격하는 것은 아니다. 「사이언티픽 아메리칸」지 1988년 1월 호는 자연 살해 세포의 “주요 표적은 종양 세포 그리고 어쩌면 바이러스 이외의 병원체에 의해 감염된 세포들일 것으로 생각된다”고 말한다.

질병을 무찌르는 이들 투사들은 침입하는 미생물과 어떻게 접전을 벌이는가? 그저 마구잡이로 싸우는가? 결코 그렇지 않다. 어느 것 하나도 우연에 맡기지 않는다. 질병 항원과 T세포, B세포, 식세포, 항체는 혈류와 림프계에 의해 몸을 두루 순환한다. 림프절, 비장, 편도, 아데노이드, 소장의 특수 조직반(班) 및 충수와 같은 제2의 림프양 기관들은 면역 반응이 시작되는 곳이다. 림프절이 주된 역할을 한다. 림프는 우리 조직 내의 세포를 씻어주는 액체다. 림프는 그러한 조직에서 생성되며 벽 두께가 얇은 림프관에 수집되어 림프절로 흘러가며 림프계의 나머지 부분 전체를 거친 후 마침내 심장으로 들어가는 대정맥에 가서 그 순환을 마친다.

질병 항원은 림프절을 통해서 지나갈 때 색출되어 억류된다. 질병과 싸우는 면역계의 투사들은 림프 순환계를 다 도는 데 24시간이 걸리지만 그 시간 중 6시간을 림프절에서 사용한다. 이곳에서 투사들은 침입하여 억류된 항원을 만나며 대격전이 시작된다. 마찬가지로 혈류 속을 돌아다니는 적 항원은 도피하지 않는다. 이들은 비장으로 유도되어 오며, 여기서 질병을 무찌르는 투사들은 항원과 싸우려고 대기하고 있다.

이제 몸 속에서 벌어진 전쟁은 끝났다. 침략군은 패했다. 수조 개가 넘는 백혈구 병력을 거느린 면역계가 이겼다. 이제 T세포의 또 다른 부류 즉 억제 T세포가 두각을 나타낼 때다. 억제 세포는 전쟁이 끝난 것을 알면 전투를 중지시키고 면역계의 전투 병력을 해산한다.

복잡한 사태에 직면하는 기억 세포와 면역

하지만 이 때쯤이면 B세포와 T세포는 또 다른 매우 중요한 임무를 수행하였다. 즉 혈류와 림프관에서 여러 해 동안—어떤 경우에는 평생토록—순환하는 기억 세포를 생성한 것이다. 과거에 걸렸던 것과 같은 유행성 감기나 일반 감기 바이러스 균주 혹은 그 외의 이물질에 다시 감염되면 이 기억 세포들은 그것을 즉각 알아내어 빠르게 집중 공격을 감행하도록 면역계를 소집한다. 기억 세포는 신속하게 바로 그 침입자가 처음에 공격했을 때 무찔렀던 그런 형태의 B세포와 T세포를 엄청나게 많이 생산한다. 이 새로 침입한 적들은 발 디딜 자리를 찾기도 전에 패한다. 처음에는 그렇게 무찌르는 데 3주일이 걸렸을지 모르지만 이제는 접전을 벌이기도 전에 끝낸다. 바로 그 침입자에 의한 이전 감염으로 인해 그것에 대한 면역을 갖게 된 것이다.

하지만 유행성 감기 바이러스 균주(菌株)가 여러 가지이고, 종종 세계의 다른 지역에서 유입되기 때문에 사태는 복잡하다. 그에 더하여 감기 바이러스 균주는 약 200가지이며 균주마다 고유 항원을 가지고 있다. 그러므로 보조 T세포 유형도 200가지가 있어야 하며 각 유형에 200가지 감기 바이러스 중 하나의 항원에 맞는 수용체가 있어야 한다. 그러나 그것만이 아니다. 감기 바이러스와 유행성 감기 바이러스는 끊임없이 변이를 일으키며 변이가 있을 때마다 새로운 감기 혹은 유행성 감기 항원이 있게 되어 그에 맞는 새로운 보조 T세포 수용체가 필요하다. 감기 바이러스가 자물쇠를 계속 바꾸기 때문에 T세포도 열쇠를 계속 바꾸어야 한다.

의사가 일반 감기도 제대로 치료하지 못한다고 타박을 하기 전에 문제를 이해하는 것이 좋다. 우리가 특정 종류의 감기에 걸린 후 나아서 다시 그 감기에 걸리지 않을지 모르지만 새로 변이된 감기 바이러스가 침투하면 우리 면역계는 그것과 싸울 면역 병력을 소집하기 위해 완전히 새로운 보조 T세포를 만들어내야 한다. 하나의 전쟁에서 이기면 곧 또 다른 전쟁이 시작된다. 전쟁은 그칠 줄 모른다.

뇌와 면역계의 의사 소통

면역계가 뇌와 비견되어 온 것은 놀랄 일이 아니다. 연구 결과가 계속 밝혀 주는 바에 의하면 면역계와 뇌는 우리 건강에 관해 서로 이야기하며 정신은 면역계를 포함하여 몸에 영향력을 행사한다. 다음의 인용문들은 뇌와 면역계 사이의 관계를 지적한다. 이것은 몸에 대한 정신 그리고 정신에 대한 몸의 실상이다.

“면역학자들은 갈수록 정신과 몸 사이의 관련에 대해 즉 심신 질환의 기전에 대해 더 많이 발견하고 있다.”—「내셔널 지오그래픽」, 1986년 6월, 733면.

면역계와 뇌가 연관되어 있음이 인정되기는 하나 거의 이해되지는 않고 있다. 정신적 압박, 사별의 슬픔, 외로움, 우울증은 백혈구 혹은 림프구의 활동에 영향을 미치며, 이로 인해 T세포의 활동이 감소된다. “이렇게 상호 관련된 생물학적 기초는 상당히 신비로 남아 있다. 하지만 신경계와 면역계가 해부학적으로, 화학적으로 복잡 미묘하게 연관되어 있음은 분명하다.”—「믿을 수 없을 정도로 놀라운 기계」(The Incredible Machine), 217, 219면.

“면역계는 ·⁠·⁠· 감수성, 특이성, 복잡성에 있어서 중추 신경계에 버금간다.”—「면역학」(Immunology), 283면.

「사이언스」지는 뇌와 면역계 사이의 관련에 대해 이렇게 보도하였다. “수많은 증거는 두 체계가 복잡 미묘하게 상호 연관되어 있음을 보여 준다. ·⁠·⁠· 밝혀진 묘사는 면역계와 신경계가 고도로 통합되어 있으며 협력하여 활동하기 위해 오가며 이야기할 수 있음을 보여 준다.”—1985년 3월 8일, 1190-1192면.

이 모든 사실은 면역계와 뇌를 모두 창조하신 분의 무한한 지혜를 반영한다. 그런가 하면 이것은 우리의 창조주께서 뇌와 면역계와 같이 경이로운 기관을 우리 몸 속에 만들어 놓으신 후 결국 죽게 되도록 프로그램해 놓으신 것인지에 대해 의문을 갖게 한다. 사실상 그분은 그렇게 프로그램하시지 않았다. 우리가 죽게 되도록 만들어져 있다고 말하는 것은 과학자들이다. 우리는 세포들이 분열하여—우리 몸에서 매분 2억 개 이상 생성됨—상하거나 낡은 세포를 대치한다는 말을 듣는다. 그러나 과학자들은 우리 세포가 50회 이상 분열하지 않는다고 말한다. 얼마 안 가서 우리 몸의 세포는 대치되는 것보다 잃는 것이 더 많아지며 노화되어 결국 죽는다는 것이다.

그러나 사람은 죽게 되도록 창조된 것이 아니다. 사람 자신이 그것을 자초한 것이다. 사람은 창조주에게 순종하는 한 살면서 자손을 낳고 번성하여 땅에 충만하며 땅을 관리하도록 창조되었다. 그러나 사람은 불순종할 경우 ‘죽어가는 상태로 죽을 것’이라는 경고를 받았다. 첫 사람은 불순종하여 죄의식을 가졌고 숨었다. 그때부터 인간은 죽어가는 과정에 들어섰다.—창세 1:26-28; 2:15-17, 「참조주 성서」 각주; 3:8-10.

시간이 지나면서 강한 부정적 감정은 “뼈의 썩음”이 되며 “심령의 근심은 뼈로 마르게” 한다. 그로 인해 면역계의 능력은 감퇴된다. 질병을 무찌르는 백혈구 투사들을 풍부하게 생산하는 데는 건강하고 습기 있는 골수가 필요하기 때문이다.—잠언 14:30; 17:22.

그러나 죽어가는 과정은 살아가는 과정으로 대치될 것이며 완전하게 기능을 발휘하는 면역계는 그것에 기여하는 데 중요한 요소가 될 것이다. 낙원이 된 땅을 의롭고 순종하는 인류로 채우려는 여호와의 목적은 그리스도 예수의 대속 희생을 통해 성취될 것이다. 그때가 되면 아무도 병에 걸리지 않을 것이며 죽음은 없어지고 모든 사람의 살이 “어린 아이보다 연하여”질 것이다. (욥 33:25; 이사야 33:24; 마태 20:28; 요한 17:3; 계시 21:4) 그때가 되면 여호와께서 설계하신 놀라운 면역계는 그 어떤 침입자와의 싸움에서도 패하는 일이 없을 것이다.

심지어 지금도 우리 면역계는 약점이 있지만 창조의 기적이다. 우리가 면역계에 대해 더 많이 배우면 배울수록 그만큼 더 웅대한 창조주 여호와 하나님에 대해 외경감을 갖게 된다. 우리는 시편 필자 다윗이 영감받아 말한 이러한 표현에 공감한다. “내가 주께 감사하옴은 나를 지으심이 신묘막측하심이라 주의 행사가 기이함을 내 영혼이 잘 아나이다.”—시 139:14.

[8, 9면 네모와 도해]

(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)

면역계의 방어군

1. 식세포 식균 세포로서 두 종류 즉 호중구와 대식 세포가 있다. 두 가지 모두 생명 없는 폐물, 죽은 세포와 그 외의 쓰레기 및 대량의 침입 병원 미생물을 먹어 치우는 청소부다. 대식 세포는 호중구보다 더 크고 억세고 튼튼하며 수명이 더 길고 훨씬 많은 미생물을 먹어 치운다. 대식 세포는 쓰레기 처리병 역할만 하는 것이 아니라 그 이상으로 여러 가지 효소와 항미생물제를 생산하며 그 외의 다른 면역계 세포와 심지어 뇌 세포 사이에서 통신병 역할을 한다.

2. MHC (대조직적합성 복합체) 세포가 몸에 속한 것임을 알아볼 수 있게 하는, 세포 표면에 부착된 분자. MHC는 대식 세포에서 대식 세포가 먹어 치운 항원의 조각을 전시하여 보조 T세포와 대식 세포로 하여금 감염과 싸울 자체 병력을 엄청나게 증가시키도록 자극한다.

3. 보조 T세포 이들은 면역계의 작전 지휘관들로서, 적을 알아내고 면역계의 다른 전투 병력을 생산하도록 자극하며 그 병력을 소집하여 침입자와의 전투에 가담하게 한다. 보조 T세포는 대식 세포와 다른 T세포, B세포 부대의 증강을 촉구하며 형질 세포 생산을 자극한다.

4. 림포카인 인터류킨과 감마 인터페론이 포함된 호르몬성 단백질. 이것으로 면역 세포는 서로 의사 소통을 한다. 림포카인은 면역계의 매우 중요한 여러 반응을 활성화시키며 그로 인해 병균에 대한 면역계의 반응을 후원한다.

5. 살해 T세포 이들 T세포는 바이러스와 병원 미생물이 숨어 있는 세포를 파괴한다. 그들은 그러한 세포 속에 치명적인 단백질을 발사하여 그 피막에 구멍을 내면서 세포가 터지게 한다. 또한 암세포로 변한 세포를 제거한다.

6. B세포 B세포는 보조 T세포의 자극을 받아 수가 증가하며 일부는 분열 성숙하여 형질 세포가 된다.

7. 형질 세포 이들 세포는 유도 미사일 같은 항체를 무수히 생산하며 몸 전체를 순환한다.

8. 항체 항체는 자체 수용체가 달라붙을 수 있는 항원과 맞닥뜨리게 되면 항원을 억류하고 둔화시키며 한데 뭉치게 하여 대식 세포가 먹어 치우고 싶은 덩어리가 되게 한다. 혹은 보체 인자의 도움을 받아 자체적으로 항원을 처치하기도 한다.

9. 보체 단백 일단 항체가 미생물 표면에 달라붙으면 보체 단백이라는 단백질은 떼지어 미생물에 몰려가 그 안에 액체를 주입하여 미생물이 터져 죽게 한다.

10. 억제 T세포 감염이 봉쇄되고 면역계가 이기면 억제 T세포는 행동을 개시하여 전규모의 면역 반응을 중지하게 하는 화학 신호를 사용한다. 전쟁에서 승리한 것이다.

11. 기억 세포 이 무렵이면 T세포와 B세포는 혈류와 림프계에서 수년 아니 평생 동안 순환하는 기억 세포를 생산하여 저장해 두었다. 이전에 무찌른 것과 같은 유기체가 또다시 침입하면 이들 기억 세포가 가공할 공격을 개시하여 이 새로운 침입자를 신속히 물리친다. 몸은 이제 이 미생물에 대한 면역이 있는 것이다. 바로 이러한 기전이 있기 때문에 한때 무서운 병이었던 홍역, 천연두, 장티푸스, 디프테리아 및 그 외의 여러 질병을 제거하는 데 백신이 효력을 발휘한다.

[10면 네모]

폭발적인 지식의 증가에도 여전히 남아 있는 신비

AIDS 바이러스가 면역계를 집중 공격하여 파괴하자 그에 대한 연구가 급격히 증가하였다. 지식은 엄청나게 증가하였다. 그렇지만 면역계는 매우 놀라울 정도로 복잡하므로 상당 부분이 여전히 신비로 남아 있다. 면역학자들의 다음과 같은 말이 지적하는 바와 같다.

면역학자 존 캐플러는 이렇게 말한다. “연구 분야는 매우 급속히 발전하기 때문에 잡지들은 발행되자마자 시대에 뒤떨어진 것이 된다.”—「타임」, 1988년 5월 23일, 56면.

캘리포니아 공과 대학의 면역학자 리로이 후드는 이렇게 말한다. “우리는 면역계의 하드웨어는 제법 이해하였지만 아직 면역계를 운영하는 소프트웨어—우리 세포에 할 일을 지시하는 유전자—에 관해서는 거의 모른다.” 후드는 반응을 촉구하는 호르몬성 화학 신호 즉 림포카인에 관해 이제까지 발견된 것은 “빙산의 일각일 뿐”이라고 말한다.—「내셔널 지오그래픽」, 1986년 6월, 732면; 「타임」, 1988년 5월 23일, 64면.

연구가 에드워드 브래들리는 이렇게 말한다. “우리가 현재 면역계에 관해 아는 정도는 콜럼버스가 첫 항해 후 아메리카에 관해 안 것만큼이나 미흡하다.”—「내셔널 지오그래픽」, 1986년 6월, 732면.

[11면 네모]

마리화나 흡연은 “특정 백혈구 발육을 제한함으로 면역계를 약화시키는 데 중대한 역할을 한다.”—「공업 화학자」(Industrial Chemist), 1987년 11월, 14면.

[11면 네모]

전쟁이 내란으로 변할 때

“자기와 비자기를 구분하는 능력은 면역계의 우수한 특징이다.” (「면역학」, 368면) 그러나 면역계가 이상을 일으키면—이따금 그렇게 됨—자기와 비자기를 구분하지 못하고 내란이 벌어지며 같은 편끼리 싸운다. 그런 식으로 우리를 괴롭히는 병을 자가 면역 질환이라고 한다. 그러한 질환 중에는 류머티즈열, 류머티즈성 관절염, 다발성 경화증, 제1형 당뇨병, 중증 근무력증, 전신성 홍반성 낭창이 있다.

그에 더하여 면역계는 무해한 침입자를 위험한 적으로 오판하는 경우가 있다. 이를테면 꽃가루 입자나 먼지 입자, 동물 비듬, 게살이 조금만 들어와도 알레르기 반응을 일으키기도 한다. 그 자체로는 무해한 물질과 싸우기 위해 히스타민 같은 강력한 화학 물질을 과도하게 생산한다. 이러한 알레르기 반응의 증상은 매우 괴로운 것—숨가쁜 현상, 재채기, 코감기, 콧물, 눈물—일 수 있다. 이러한 반응이 극도에 달하면 아나필락시스라는 과민 충격 상태를 야기할 수 있으며 심지어 죽음을 초래할 수도 있다.

[12면 네모]

수혈이 면역계에 해롭다는 증거는 갈수록 늘어난다. 지난 수십 년 간 발행된 많은 과학 논문은 수혈을 면역 억제와 연관지었다. “전혈 한 병은 면역 억제를 초래하기에 충분한 양이었다”고 한 보고서는 말하였다.—「의학계 뉴스」, 1989년 12월 11일, 28면.