14. 출력 읽기 ① 항체 — IgM 이 먼저, 그다음 계열전환 · Dr. Son's mRNA Vaccine Design, First Steps V

불이 나면 먼저 오는 것은 가까운 소방차입니다. 빠르지만 장비가 단출합니다. 특수 장비를 실은 차는 조금 늦게 옵니다.

항체도 그렇습니다. 처음 만나는 항원에는 IgM 이 먼저 나옵니다. 빠르지만 거칠게 잡습니다. 그다음 몸이 더 나은 항체로 바꿔 만듭니다 — 이것을 계열전환(class switching) 이라고 합니다.

IgM → IgG1 · IgG2

모형입니다. C-ImmSim 출력이 아닙니다. 읽을 것은 세로축 값이 아니라 차례입니다.

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# 일차 면역반응의 '모양' 을 손으로 그려 본다.
# 주의: 이 곡선은 설명을 위해 우리가 만든 모형이다.
#       C-ImmSim 의 출력이 아니고, 논문에는 이런 수치가 없다.
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

t = np.linspace(0, 60, 400)          # 날짜 (예시)

def wave(t, start, rise, fall, height):
    up = 1 / (1 + np.exp(-(t - start) / rise))
    down = np.exp(-np.clip(t - start, 0, None) / fall)
    return height * up * down

igm = wave(t, 5, 1.2, 12, 1.00)      # 빠르게 오르고 빠르게 준다
ig1 = wave(t, 12, 2.0, 60, 0.85)     # 늦게 오르고 오래 간다
ig2 = wave(t, 15, 2.2, 60, 0.55)
ag = np.exp(-t / 6.0)                # 항원은 줄어든다

fig, ax = plt.subplots(figsize=(7.4, 3.8))
ax.plot(t, igm, label="IgM (early)", lw=2)
ax.plot(t, ig1, label="IgG1 (later)", lw=2)
ax.plot(t, ig2, label="IgG2 (later)", lw=2)
ax.plot(t, ag, label="antigen", lw=2, ls="--", color="0.45")
ax.set_xlabel("time (days, schematic)")
ax.set_ylabel("relative level (schematic)")
ax.set_title("SCHEMATIC ONLY - not C-ImmSim output")
ax.legend(loc="upper right", fontsize=8)
ax.grid(alpha=.25)
plt.tight_layout()
plt.show()

print("이 그림에서 읽을 것은 값이 아니라 차례다:")
print("  1) 항원이 먼저 떨어지기 시작한다")
print("  2) IgM 이 먼저 오르고 먼저 내려간다")
print("  3) IgG1 과 IgG2 가 늦게 올라 오래 남는다")
print()
print("논문이 보고한 것도 바로 이 '차례' 다.")
print("세로축 값은 논문에 없다. 우리가 그린 모형의 값일 뿐이다.")

시간을 밀어 보세요. IgM 이 먼저, IgG 가 나중에 오르는 차례가 보입니다.

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왜 "차례" 가 신호인가

계열전환은 공짜로 일어나지 않습니다. 도움 T세포의 신호가 있어야 하고, B세포가 항원을 제대로 보고 있어야 합니다.

그래서 IgM 만 오르고 IgG 로 안 넘어가면 "뭔가 모자라다" 는 뜻이고, IgG 로 넘어갔다면 여러 단계가 제대로 돌았다는 뜻이 됩니다.

계열전환은 여러 걸음이 이어졌다는 표시다

논문이 이 결과를 두고 "전형적인 일차 면역반응" 이라고 적은 까닭이 이것입니다. 교과서에 나오는 모양이 그대로 나왔다는 뜻입니다.

이름 읽는 법 — Ig 로 시작하는 것들

Ig 는 면역글로불린(immunoglobulin) 의 줄임입니다. 곧 항체입니다. 뒤에 붙는 글자가 종류를 가리킵니다.

이름	대략 어떤 것	이 그림에서
IgM	처음 만났을 때 먼저 나오는 항체	빨리 오르고 빨리 준다
IgG1	계열전환 뒤 나오는 항체 한 갈래	늦게 올라 오래 간다
IgG2	계열전환 뒤 나오는 또 한 갈래	늦게 올라 오래 간다

Fig. 11A 와 11C 에 이 셋이 함께 그려져 있습니다. 셋을 따로 그린 까닭은 차례를 보여 주기 위해서입니다.

이 그림에서 볼 것 — 셋

1️⃣

차례

IgM 이 먼저, IgG 가 나중

2️⃣

전환

IgM 이 내려가면서 IgG 가 올라오는 맞물림

3️⃣

동반

그와 함께 항원이 줄어드는 것 (17강)

세로축 값은 셋 어디에도 필요하지 않습니다. 모양만으로 읽는 그림이고, 논문이 보고한 것도 모양뿐입니다.

🤔 Check yourself

Fig. 11C 에서 논문이 보고한 항체 패턴은?

🤔 Check yourself

이 결과로 말할 수 없는 것은?