항원 항체 반응의 특이성#

항원항체반응의특이성

항원 항체 반응은 항원과 항체가 특이적으로 결합하는 반응이다.

항체는 아무 항원에나 결합하는 것이 아니라, 자신의 항원 결합 부위와 모양이 맞는 특정 항원에만 결합한다.

항원 항체 반응의 특징#

  • 항체의 항원 결합 부위는 항체의 종류마다 다르다.
  • 항체는 특정 항원과만 결합할 수 있다.
  • 하나의 형질 세포는 한 종류의 항체만 생성한다.
  • 항원과 항체가 결합하면 항원의 기능이 약해지거나 식세포 작용으로 제거되기 쉬워진다.

항원 항체 반응의 활용#

항원 항체 반응의 특이성은 여러 분야에서 활용된다.

  • 감염병 진단 키트
  • 임신 진단 키트
  • ABO식 혈액형 판정
  • 항원 검사
  • 항체 검사

ABO식 혈액형#

ABO식혈액형

ABO식 혈액형은 적혈구 표면에 있는 응집원의 종류와 혈장 속 응집소의 종류에 따라 구분된다.

응집원과 응집소#

  • 응집원

    • 적혈구 표면에 있는 항원이다.
    • A 응집원과 B 응집원이 있다.

  • 응집소

    • 혈장 속에 있는 항체이다.
    • α 응집소는 A 응집원과 결합한다.
    • β 응집소는 B 응집원과 결합한다.

A 응집원과 α 응집소가 만나면 응집 반응이 일어난다.

B 응집원과 β 응집소가 만나면 응집 반응이 일어난다.

ABO식 혈액형의 응집원과 응집소#

혈액형 적혈구의 응집원 혈장의 응집소
A형 A β
B형 B α
AB형 A, B 없음
O형 없음 α, β

A형 혈액에는 A 응집원이 있으므로 α 응집소가 있는 혈장과 만나면 응집한다.

B형 혈액에는 B 응집원이 있으므로 β 응집소가 있는 혈장과 만나면 응집한다.

AB형 혈액에는 A 응집원과 B 응집원이 모두 있다.

O형 혈액에는 A 응집원과 B 응집원이 없다.

혈액의 응집 반응#

혈액형이 맞지 않는 혈액이 섞이면 적혈구가 응집할 수 있다.

응집 반응은 응집원과 응집소가 특이적으로 결합하여 적혈구가 엉겨 붙는 반응이다.

응집 반응이 일어나는 경우#

응집원 응집소 결과
A 응집원 α 응집소 응집
B 응집원 β 응집소 응집

응집 반응 여부를 이용하면 ABO식 혈액형을 판정할 수 있다.

예를 들어 A형 혈액은 항 A 혈청에는 응집하고, 항 B 혈청에는 응집하지 않는다.

ABO식 혈액형의 수혈 관계#

ABO식혈액형의수혈관계

수혈은 같은 혈액형끼리 하는 동형 수혈을 기본 원칙으로 한다.

다만 소량 수혈에서는 주는 사람의 적혈구에 있는 응집원과 받는 사람의 혈장 속 응집소가 반응하지 않으면 수혈이 가능한 경우가 있다.

ABO식 혈액형의 소량 수혈 관계#

주는 사람 받을 수 있는 사람
A형 A형, AB형
B형 B형, AB형
AB형 AB형
O형 A형, B형, AB형, O형

O형은 적혈구 표면에 A 응집원과 B 응집원이 없으므로, 소량 수혈에서 여러 혈액형에게 혈액을 줄 수 있다.

AB형은 혈장에 α 응집소와 β 응집소가 없으므로, 소량 수혈에서 여러 혈액형의 혈액을 받을 수 있다.

실제 수혈에서는 ABO식 혈액형뿐만 아니라 Rh식 혈액형과 여러 항원 항체 반응을 함께 고려해야 한다.

Rh식 혈액형#

Rh식 혈액형은 적혈구 표면에 Rh 응집원이 있는지에 따라 구분된다.

붉은털원숭이의 적혈구를 이용한 연구에서 발견되었기 때문에 Rh식 혈액형이라고 부른다.

Rh식 혈액형의 구분#

구분 Rh+형 Rh-형
Rh 응집원 있음 없음
항 Rh 응집소 없음 처음에는 없음

Rh+형은 적혈구 표면에 Rh 응집원이 있다.

Rh-형은 적혈구 표면에 Rh 응집원이 없다.

Rh-형인 사람은 처음부터 항 Rh 응집소를 가지고 있지는 않지만, Rh+형 혈액에 노출되면 항 Rh 응집소를 만들 수 있다.

Rh식 혈액형과 수혈#

Rh-형인 사람이 Rh+형 혈액을 수혈받으면 Rh 응집원에 대한 항 Rh 응집소가 생성될 수 있다.

이후 같은 사람이 다시 Rh+형 혈액을 수혈받으면 항 Rh 응집소가 Rh 응집원과 반응하여 응집 반응이 일어날 수 있다.

따라서 Rh식 혈액형도 수혈할 때 반드시 고려해야 한다.

백신#

백신은 병원체에 대한 면역 기억을 미리 형성하게 하여 감염병을 예방하는 물질이다.

백신을 접종하면 병원체에 실제로 감염되기 전에도 몸 안에서 기억 세포가 형성될 수 있다.

백신의 작용 원리#

백신의작용원리

백신은 병원성을 약화하거나 제거한 병원체, 병원체의 일부, 또는 항원 정보를 몸에 주입하여 면역 반응을 유도한다.

1. 백신 접종#

약화된 병원체, 비활성화된 병원체, 병원체의 항원, 항원 정보를 가진 핵산 등을 몸에 주입한다.

이 물질은 항원으로 작용하여 면역 반응을 일으킨다.

2. 1차 면역 반응#

백신 속 항원이 몸에 들어오면 항원 제시 과정이 일어나고, B 림프구와 T 림프구가 활성화된다.

B 림프구는 형질 세포와 기억 세포로 분화한다.

  • 형질 세포

    • 항체를 생성한다.

  • 기억 세포

    • 항원의 정보를 기억한다.

백신 접종 후에는 항체가 만들어지고 기억 세포가 형성된다.

3. 2차 면역 반응#

나중에 같은 병원체가 실제로 침입하면 기억 세포가 빠르게 반응한다.

기억 세포는 짧은 시간 안에 많은 형질 세포를 만들고, 형질 세포는 많은 항체를 생성한다.

그 결과 병원체가 빠르게 제거되어 감염병의 발생을 막거나 증상을 약하게 할 수 있다.

백신의 종류#

백신은 사용하는 항원의 형태와 제조 방식에 따라 여러 종류로 나눌 수 있다.

생백신#

생백신은 병원체의 병원성을 약화시켜 만든 백신이다.

약독화 백신이라고도 한다.

  • 병원체가 살아 있지만 병원성이 약화되어 있다.
  • 면역 효과가 비교적 강하다.
  • 면역력이 약한 사람은 사용에 주의해야 한다.
  • 예: 홍역 백신, 풍진 백신, 수두 백신, BCG 백신

사백신#

사백신은 병원체를 죽이거나 비활성화하여 만든 백신이다.

불활성화 백신이라고도 한다.

  • 병원체가 증식하지 못한다.
  • 안정성이 비교적 높다.
  • 생백신보다 면역 효과가 약할 수 있다.
  • 여러 번 접종이 필요할 수 있다.
  • 예: 독감 백신, A형 간염 백신, 일본뇌염 백신

핵산 백신#

핵산 백신은 병원체의 항원 정보를 담은 핵산을 이용하는 백신이다.

핵산 백신을 접종하면 체내 세포가 항원 단백질을 만들고, 이 항원 단백질에 대해 면역 반응이 일어난다.

  • 병원체의 핵산 정보를 이용한다.
  • 체내에서 항원 단백질이 생성된다.
  • 항원 단백질에 대한 면역 반응이 일어난다.
  • 예: 코로나바이러스감염증-19 mRNA 백신

톡소이드 백신#

톡소이드 백신은 병원체가 만드는 독소를 약화하거나 무독화하여 만든 백신이다.

  • 병원체 자체가 아니라 독소에 대한 면역 반응을 유도한다.
  • 독소가 질병을 일으키는 감염병 예방에 이용된다.
  • 예: 파상풍 백신, 디프테리아 백신

재조합 백신#

재조합 백신은 유전자 재조합 기술을 이용하여 병원체의 항원이나 항원 결정 부위를 만들어 사용하는 백신이다.

  • 병원체 전체가 아니라 특정 항원 단백질을 이용한다.
  • 비교적 안전성이 높다.
  • 예: B형 간염 백신

정리#

항원 항체 반응은 특정 항원과 특정 항체가 결합하는 특이적인 반응이다.

항체의 항원 결합 부위는 항체 종류마다 다르기 때문에, 항체는 특정 항원과만 결합할 수 있다.

ABO식 혈액형은 적혈구 표면의 응집원과 혈장 속 응집소의 종류에 따라 구분된다.

수혈은 같은 혈액형끼리 하는 동형 수혈을 기본 원칙으로 하며, 실제 수혈에서는 ABO식 혈액형과 Rh식 혈액형을 모두 고려해야 한다.

Rh-형인 사람은 Rh+형 혈액에 노출되면 항 Rh 응집소를 만들 수 있으므로 수혈 시 주의해야 한다.

백신은 병원체에 대한 기억 세포를 미리 형성하게 하여, 같은 병원체가 다시 침입했을 때 빠르고 강한 2차 면역 반응이 일어나도록 한다.

백신에는 생백신, 사백신, 핵산 백신, 톡소이드 백신, 재조합 백신 등이 있다.