Lesson 2 of 20

두 개의 군대 — 선천면역과 적응면역

빠르고 둔한 쪽, 느리고 정확한 쪽 · 그리고 둘을 잇는 다리

면역계는 사실 군대 둘입니다. 하는 일이 다르고, 속도가 다르고, 기억하느냐 못 하느냐가 결정적으로 다릅니다.

선천면역 — 몇 분에서 몇 시간

대충 보고 바로 공격합니다. "세균 껍질 같은 것" · "죽은 세포에서 나온 것" 처럼 큰 범주만 알아봅니다.
대식세포 · 단핵구 · 호중구 · NK세포 · 수지상세포

적응면역 — 며칠에서 몇 주

정확히 하나만 알아봅니다. 단백질 조각 하나를 지목해 그것만 공격해요. 그리고 기억합니다.
T세포 · B세포

둘의 차이를 한 문장으로 하면 이렇습니다 — 선천면역은 '무엇인지' 를 보고, 적응면역은 '누구인지' 를 봅니다.

High school경비원과 형사 — 같은 건물을 지키는 두 방식

면역계는 사실 군대 둘입니다. 하는 일도, 속도도, 기억하느냐도 다릅니다. 건물 경비에 빗대면 단번에 잡힙니다.

	선천면역	적응면역
비유	경비원	형사
속도	몇 분~몇 시간	며칠~몇 주
보는 것	무엇인지 — "수상한 사람"	누구인지 — "이 얼굴, 이 사람"
정확도	대충. 오인도 한다	아주 정확
기억	못 한다 — 매번 처음	한다 — 다음엔 훨씬 빠르다
선수	대식세포 · 호중구 · NK세포 · 수지상세포	T세포 · B세포

선천면역은 무엇인지를 보고, 적응면역은 누구인지를 본다

'무엇인지' 만 본다는 게 무슨 뜻인가

선천면역 세포는 큰 범주만 알아봅니다 — "세균 껍질에 흔한 무늬" · "죽은 세포에서 새어 나온 것" 같은 것들요.

경비원이 "저 사람 복면 썼네" 로 판단하는 것과 같습니다. 누구인지는 몰라도 수상하다는 것은 압니다. 그리고 즉시 막습니다.

'누구인지' 를 본다는 건

T세포는 단백질 조각 하나를 지목해 그것만 공격합니다. 형사가 몽타주를 들고 딱 그 얼굴만 찾는 것과 같아요.

정확한 대신 준비에 시간이 걸립니다. 그 얼굴에 맞는 형사를 찾아 불러오고 훈련시키는 데 일주일이 걸려요. 그 사이 범인은 도망갑니다.

그래서 둘 다 필요합니다. 다음 note 가 그 이야기입니다.

High school왜 둘 다 있어야 하나 — 시간을 버는 쪽이 있어야 한다

"정확한 적응면역만 있으면 되지 않나?" 싶습니다. 안 됩니다. 너무 느리기 때문이에요.

일주일이 얼마나 치명적인가

세균은 조건만 맞으면 20분마다 두 배가 됩니다. 계산해 볼까요.

지난 시간	두 배 된 횟수	세균 수 (1마리에서 시작)
1시간	3번	8
10시간	30번	약 10억
하루	72번	천문학적

적응면역이 준비를 마칠 때쯤이면 이미 승부가 끝나 있습니다. 그래서 선천면역이 먼저 시간을 법니다.

선천면역의 첫 번째 임무 = 이기는 것이 아니라 버티는 것

선천면역이 버는 동안 하는 세 가지

대충 막는다 — 잡아먹고, 죽이고, 벽을 세운다
지원군을 부른다 — 염증을 일으켜 다른 세포를 불러 모은다 (열이 나고 붓고 아픈 게 이것입니다)
넘겨준다 — 침입자 조각을 떼어다 적응면역에게 보여 준다

세 번째가 항원제시이고 3강의 주제입니다. 경비원이 CCTV 사진을 뽑아 형사에게 넘기는 장면이라고 보면 돼요.

그리고 이게 논문과 이어집니다

이 논문은 표본을 고를 때 항원제시가 멀쩡한 환자만 남겼습니다. 사진을 못 넘기는 경우는 이미 설명이 되니까, 사진은 잘 넘겼는데도 형사가 안 오는 경우를 보려는 것입니다. 3강에서 자세히 봅니다.

'며칠'과 '몇 시간'의 차이가 두 군대의 역할을 나눕니다.

Python Runs in your browser

# 두 군대의 시간 규모를 숫자로 느껴 봅니다
import numpy as np

시간 = np.array([0, 2, 6, 12, 24, 48, 72, 120, 168, 336])   # 시간 단위
선천 = 100 / (1 + np.exp(-(시간 - 6) / 3))                   # 몇 시간 안에 최대
적응 = 100 / (1 + np.exp(-(시간 - 120) / 30))                # 닷새쯤 걸린다

print(f"{'경과':>8}{'선천면역':>10}{'적응면역':>10}")
for t, a, b in zip(시간, 선천, 적응):
    라벨 = f"{t}시간" if t < 48 else f"{t//24}일"
    print(f"{라벨:>8}{a:>9.0f}%{b:>9.0f}%")
print()
print("선천면역이 최대치에 이를 때 적응면역은 아직 0에 가깝습니다.")
print("그 시간을 벌어 주는 것이 선천면역의 첫 번째 임무입니다.")

High school숫자로 보면 — 두 곡선이 겹치지 않습니다

위 코드는 두 군대의 시간 규모를 나란히 찍습니다. 표를 볼 때 이것만 보세요 —

선천면역이 최대치일 때 적응면역은 아직 0에 가깝다

두 곡선이 겹치지 않는다는 것, 그것이 전부입니다. 겹치지 않으니 역할이 갈립니다. 만약 둘 다 6시간에 최대가 된다면 굳이 두 벌을 유지할 이유가 없겠죠.

비유 — 소방차와 화재 조사관

불이 나면 소방차가 먼저 옵니다. 5분 안에요. 불을 끄는 게 목적이지, 왜 났는지는 관심 없습니다.

화재 조사관은 며칠 뒤에 옵니다. 원인을 정확히 밝히고 기록으로 남깁니다. 그래서 다음에 같은 일이 안 생기게 합니다.

조사관에게 "왜 5분 안에 안 왔냐" 고 하면 곤란하죠. 그건 그 사람 일이 아닙니다. 반대로 소방관에게 "원인을 정확히 밝혀라" 하는 것도 이상하고요.

그리고 기억이 남습니다

적응면역만 기억합니다. 한 번 겪은 침입자는 다음에 훨씬 빨리 처리돼요. 홍역을 한 번 앓으면 다시 안 걸리는 이유이고, 백신이 작동하는 원리입니다.

선천면역은 기억하지 못합니다. 감기에 백 번 걸려도 경비원은 매번 처음이에요. (요즘은 선천면역에도 약한 기억 비슷한 것이 있다는 연구가 나오지만, 교과서 수준에서는 '기억은 적응면역' 으로 잡아 두면 됩니다.)

암에서는 이야기가 달라집니다

감염은 갑자기 시작됩니다. 그래서 선천 → 적응 순서가 뚜렷해요.

암은 몇 년에 걸쳐 자랍니다. 시간이 부족한 것이 아니에요. 그래서 암에서 문제가 되는 것은 속도가 아니라 다른 것입니다 —

👁️

못 알아본다

돌연변이가 적어 남처럼 보이지 않는다 (5강)

🚪

못 들어간다

알아봐도 종양 안으로 진입하지 못한다 (7강)

🛑

못 싸운다

들어가도 브레이크가 걸려 공격을 못 한다 (8 · 12강)

이 논문이 다루는 것은 가운데입니다. 돌연변이는 충분한데(=알아볼 수 있는데) 들어가지 못하는 종양. 그래서 논문 제목에 immune-desert 와 high TMB 가 나란히 붙어 있습니다.

High school이 세 갈래가 20강의 지도입니다

여기가 이 강의에서 가장 중요한 그림입니다. 외울 것은 세 칸뿐이에요.

암에서는 왜 속도가 문제가 아닌가

감염은 갑자기 시작됩니다. 그래서 "누가 먼저 도착하나" 가 승부죠.
암은 몇 년에 걸쳐 자랍니다. 시간은 넘칩니다.

시간이 없어서 못 이기는 게 아니다 → 다른 이유가 있다

비유 — 콘서트장에 못 들어가는 세 가지 이유

단계	면역에서	콘서트장에서	몇 강
못 알아본다	암이 남처럼 안 보인다	표가 있는지 확인조차 못 한다	3~5강
못 들어간다	알아봐도 종양 안으로 진입 못 한다	표는 있는데 입구가 막혀 있다	6~10강
못 싸운다	들어가도 브레이크가 걸려 있다	들어갔는데 손발이 묶여 있다	11~15강

이 논문은 가운데 칸입니다

돌연변이는 충분한데(=알아볼 수는 있는데) 면역세포가 들어가지 못한 종양.

그래서 논문 제목에 두 낱말이 나란히 붙어 있습니다 —

immune-desert (못 들어간다) + high TMB (알아볼 수는 있다)

이 조합이 이상하게 들려야 정상입니다. 표적이 많은데 왜 안 들어갈까? 그 이상함이 연구할 거리가 되는 겁니다.

과학에서 좋은 물음은 대개 이런 모양이에요 — "둘 다 참인데 서로 안 맞는다." 그 어긋남을 설명하는 것이 논문 한 편이 됩니다.

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선천면역과 적응면역을 가르는 가장 본질적인 차이는?

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암에서 선천/적응의 속도 차이가 감염만큼 중요하지 않은 이유는?

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이 논문이 다루는 것은 세 갈래 중 어느 것인가요?