14강 / 20강

자루가 정하는 것 — 보체 · 태반 · 점막

같은 팔을 달아도 자루가 다르면 전혀 다른 일이 벌어진다

이제 자루 쪽입니다. 아이소타입이 실제로 무엇을 다르게 하는지.

아이소타입	어디에	보체	태반	특기
IgM	혈액. 다섯 개가 붙은 오량체	가장 세다	못 넘는다	팔이 10개 — 하나하나는 약해도 합치면 센다
IgD	거의 막에만	—	—	미접촉 B세포의 표지. 하는 일이 아직 덜 밝혀졌다
IgG1 · IgG3	혈액 · 조직	세다	넘는다	ADCC 를 가장 잘 부른다. 치료용 항체의 기본
IgG2	혈액	약하다	넘는다	다당류 항원(세균 껍질)에 주로 나온다
IgG4	혈액	거의 안 부른다	넘는다	반쪽을 서로 바꾼다(Fab-arm exchange). 18강의 주인공
IgA1 · IgA2	점막 · 젖	약하다	못 넘는다	점막을 통과해 밖으로 나간다. 사람이 가장 많이 만드는 항체
IgE	비만세포에 붙어서 대기	—	못 넘는다	혈액에는 거의 없다. 알레르기와 기생충

고등학생붙잡는 것으로는 부족하다

항체가 세균에 붙었다. 그래서 세균이 죽나? 대부분은 아니다. 붙는 것 자체로 끝나는 경우는 드물다. 항체는 표시를 하고, 실제 처리는 다른 것들이 한다.

세 가지 처리 방식

방식	하는 일	비유
중화	붙어서 못 들어가게 막음	열쇠구멍에 껌
옵소닌화	먹는 세포에게 "여기다" 표시	택배 송장
보체 활성화	단백질 사슬반응을 불러 구멍을 뚫음	화재경보 → 소방차

이 셋 중 중화만이 항체 혼자 하는 일 이다. 나머지 둘은 Fc 를 통해 남을 부르는 일이다. 그래서 12강에서 본 클래스 선택이 여기서 효과로 나타난다.

항체는 무기가 아니라 표적 지정 장치다

고등학생중화 — 가장 단순하고 가장 중요한 것

바이러스가 세포에 들어가려면 세포 표면의 수용체에 붙어야 한다. 그 붙는 자리를 항체가 먼저 덮으면 바이러스는 들어가지 못한다. 이것이 중화 다.

왜 백신 이야기에서 '중화항체가' 가 나오나

백신 효과를 재는 지표로 흔히 중화항체 역가 를 쓴다. 단순히 항체가 붙는지가 아니라, 감염을 막을 만큼 붙는지 를 재기 때문이다. 붙기만 하고 못 막는 항체도 많다.

축구에서 수비수가 공격수를 따라다니는 것과 골문 앞을 막는 것은 다르다. 따라다니기만 해서는 골을 못 막는다. 중화는 결정적인 자리 를 막는 것이다.

변이 바이러스가 무서운 이유

바이러스가 그 결정적인 자리 근처의 아미노산 몇 개만 바꾸면 기존 중화항체가 안 듣는다. 다른 자리에 붙는 항체는 여전히 붙지만 막지는 못한다. "항체가 있다" 와 "보호된다" 가 갈라지는 지점 이 여기다.

항체 양이 아니라 붙는 자리가 보호를 정한다

가정을 <b>적어 두고</b> 계산합니다. 언제 이 계산이 안 맞는지도 함께요.

Python 브라우저에서 실행

# 결합력 - 팔이 여러 개면 얼마나 세지나
import numpy as np

# 팔 하나가 떨어져 있을 확률을 q 라 하면
# 팔 n 개가 전부 떨어져 있어야 항체가 떨어진다 -> q^n
print(f"{'팔 하나가 떨어질 확률':<22}{'팔 2개':>10}{'팔 10개':>12}")
for q in [0.5, 0.2, 0.1, 0.05]:
    print(f"{q:<22.2f}{q**2:>10.4f}{q**10:>12.2e}")
print()
print("팔 하나가 절반은 떨어져 있는 약한 항체라도,")
print("열 개가 붙으면 전부 떨어질 확률이 0.1% 입니다.")
print()
print("(이 계산은 팔이 서로 독립이라고 가정합니다 - 실제로는")
print(" 항원이 촘촘히 늘어서 있어야 열 개가 다 닿습니다.)")

고등학생옵소닌화와 보체 — 남을 부르는 두 방법

옵소닌화: 항체가 세균에 잔뜩 붙는다. 대식세포·호중구는 Fc 수용체로 그 항체 꼬리를 붙잡는다. 붙잡으면 삼킨다. 항체가 없으면 매끄러운 세균을 붙잡기 어렵다. 항체는 손잡이를 달아 주는 일을 한다.

보체: IgM 이나 IgG 가 가까이 여러 개 붙으면 C1q 라는 단백질이 그 위에 얹힌다. 그러면 연쇄 반응이 시작되어 결국 세균 막에 구멍 을 뚫는 복합체가 만들어진다.

IgM 이 보체를 잘 부르는 이유

C1q 는 항체 Fc 여러 개가 가까이 모여 있어야 얹힌다. IgM 은 다섯 개가 한 몸으로 붙어 있으니(2강, 팔 열 개) 항원 하나에 붙는 순간 이미 조건이 만족된다. IgG 는 여러 분자가 우연히 가까이 붙어야 한다.

IgM 이 약해 보여도 보체 부르기에서는 최강이다 — 구조가 기능이다

IgA — 사람이 가장 많이 만드는 항체

혈액에서 세면 IgG 가 가장 많습니다. 그런데 몸 전체가 하루에 만드는 양으로 세면 IgA 가 1위입니다. 대부분 장으로 나갑니다.

IgA 는 점막을 통과하는 특별한 장치가 있습니다 — 두 개가 붙은 이량체가 되고, 상피세포의 폴리Ig 수용체에 잡혀 세포를 관통해 반대편으로 나갑니다. 나가면서 수용체 조각을 몸에 두르고 나가요 (분비 성분). 그 조각이 장의 분해 효소로부터 항체를 지킵니다.

그래서 IgA 는 싸우지 않습니다. 보체도 잘 안 부르고 세포도 잘 안 부릅니다. 그냥 붙어서 막습니다 — 세균이 상피에 닿지 못하게요. 장에는 늘 세균이 있으니 싸우면 손해거든요.

고등학생이 구분이 치료에서 갖는 뜻

치료 항체를 설계할 때 "무엇을 하고 싶은가" 에 따라 부르고 싶은 기능이 다르다.

목적	원하는 기능	선택
바이러스 감염 예방	중화만	Fc 기능은 필요 없거나 방해
암세포 제거	옵소닌화 + 세포독성	IgG1, Fc 강화 변형
수용체 차단 (면역관문)	차단만	IgG4 또는 Fc 무력화 변형

Fc 를 일부러 죽이는 기술

"LALA 변이" 처럼 Fc 의 아미노산 두어 개를 바꿔 Fc 수용체와 안 붙게 만드는 기법이 널리 쓰인다. 날은 그대로, 손잡이만 무력화 하는 것이다. 공학이 자연의 클래스 전환과 같은 논리를 다른 방법으로 하는 셈이다.

자연은 클래스를 바꿔서, 사람은 아미노산을 바꿔서 같은 목표에 간다

🤔 확인 문제

IgM 이 친화도가 낮은데도 보체를 가장 잘 부르는 이유는?

🤔 확인 문제

IgA 가 점막에서 '싸우지 않고 막는' 방식을 택한 이유로 설명된 것은?