생명과학 고2 항상성과 몸의 조절 심화

세포성 면역

세포독성 T림프구가 바이러스 감염 세포나 암세포를 직접 파괴하는 특이적 면역 반응이다.

세포독성 T림프구가 바이러스에 감염된 세포나 비정상 세포에 직접 달라붙어 파괴하는 특이적 면역 반응입니다.

항체가 거리를 순찰하는 경찰이라면, 세포독성 T림프구는 건물 안으로 들어가는 특공대입니다. 범인이 집 안에 숨어 버리면 거리를 아무리 지켜도 소용이 없습니다.

쉽게 말하면

항원과 항체로 처리할 수 없는 상황이 있습니다. 바이러스가 이미 세포 안으로 들어가 버린 경우입니다. 항체는 체액에 떠다니는 단백질이라 세포막을 통과하지 못합니다. 그러면 세포 안에서 바이러스가 마음껏 복제되어도 손을 쓸 수 없습니다.

그래서 면역은 다른 해법을 씁니다 — 감염된 세포째로 없애는 것입니다. 바이러스에 감염된 세포는 자기 표면에 바이러스 항원 조각을 내겁니다. '나 감염됐다'는 표시입니다. 세포독성 T림프구는 이 표시를 알아보고 그 세포에 달라붙어 파괴합니다. 세포가 죽으면 그 안에서 복제되던 바이러스도 함께 갇혀 끝납니다.

이 반응은 보조 T림프구의 자극을 받아 시작되고, 활성화된 세포독성 T림프구 중 일부는 기억 세포로 남습니다. 즉 세포성 면역도 기억을 남깁니다. 다시 같은 바이러스에 감염되면 훨씬 빠르게 감염 세포를 제거할 수 있습니다.

같은 원리가 이식 거부 반응과 암세포 제거에도 적용됩니다. 이식된 장기의 세포는 표면 표지가 '내 것'과 다르므로 T림프구가 공격하고, 비정상적으로 변한 세포도 표면 표지가 달라져 표적이 됩니다. 면역이 하는 일은 결국 '표면을 보고 자기와 비자기를 가른다'는 하나의 원칙입니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

바이러스에 감염된 세포는 왜 스스로 표시를 낼까

세포는 자기 안에서 만들어지는 단백질 조각을 표면에 내걸어 보여 주는 시스템을 갖고 있습니다. 정상일 때는 자기 단백질 조각이 걸리지만, 바이러스에 감염되면 바이러스 단백질 조각이 걸립니다. 감염된 세포가 스스로 신고하는 셈입니다.
예시 2

장기 이식 거부 반응

이식된 장기의 세포 표면 표지는 내 것과 다릅니다. 세포독성 T림프구가 이를 비자기로 인식해 공격하기 때문에 거부 반응이 일어납니다. 그래서 이식 후 면역 억제제를 써서 T림프구의 작용을 눌러야 합니다.
예시 3

결핵균처럼 세포 안에 숨는 세균

어떤 세균은 식세포 안에 들어가 살아남습니다. 이런 경우에도 항체는 닿지 못하므로, T림프구가 관여하는 세포성 면역이 중심 역할을 합니다.

체액성 면역 vs 세포성 면역

구분	체액성 면역	세포성 면역
주역	B림프구 → 형질 세포	세포독성 T림프구
무기	체액에 분비된 항체	T림프구가 표적 세포에 직접 작용
표적	세포 밖의 항원(세균, 독소, 유리된 바이러스)	감염된 세포, 이식된 세포, 비정상 세포
기억	기억 B세포	기억 T세포

자주 하는 오해

항체만 있으면 바이러스를 다 잡을 수 있다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움항체가 바이러스에 붙어 없애면 되는데 왜 내 세포까지 죽이나

실제로는항체는 세포 안으로 들어가지 못합니다. 세포 안에서 복제 중인 바이러스에는 감염된 세포를 없애는 것 말고 방법이 없습니다.

항체는 체액에 떠다니는 단백질이고 세포막은 그것을 통과시키지 않습니다. 그래서 면역은 두 전략을 나눠 씁니다 — 밖에 있는 것은 항체로, 안에 숨은 것은 그 집을 무너뜨려서. 이 구분이 체액성/세포성 면역을 가르는 이유 그 자체입니다.

세포성 면역은 기억을 남기지 않는다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움면역 기억은 항체를 만드는 B림프구만의 능력이다

실제로는세포독성 T림프구도 기억 세포를 남깁니다. 재감염 시 감염 세포를 훨씬 빠르게 제거합니다.

면역 기억은 항체의 성질이 아니라 '특이적 면역을 담당하는 림프구'의 성질입니다. B든 T든 항원을 만나 활성화되면 일부가 기억 세포로 남습니다. 그래서 백신이 항체뿐 아니라 T림프구 기억도 만들어 줍니다.

선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요

면역고2 항원과 항체고2

이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다

1·2차 면역 반응과 면역 기억고2

같은 단원의 개념 — 항상성과 몸의 조절

자주 묻는 질문

Q1보조 T림프구와 세포독성 T림프구는 어떻게 다른가요?

보조 T림프구는 다른 면역 세포를 활성화하는 지휘자이고, 세포독성 T림프구는 감염 세포를 직접 파괴하는 실행자입니다. 보조 T림프구가 없으면 체액성 면역도 세포성 면역도 제대로 시작되지 않습니다.

Q2감염된 세포를 죽이면 내 조직이 손상되지 않나요?

손상됩니다. 하지만 그 세포를 살려 두면 바이러스가 계속 복제되어 훨씬 많은 세포가 감염됩니다. 면역은 더 작은 손해를 택하는 것입니다. 실제로 바이러스 감염에서 나타나는 조직 손상의 상당 부분은 면역 반응 자체 때문이기도 합니다.

Q3체액성 면역과 세포성 면역 중 어느 쪽이 더 중요한가요?

상대에 따라 다릅니다. 세균이나 독소처럼 세포 밖에 있는 항원에는 체액성 면역이, 바이러스 감염 세포나 암세포에는 세포성 면역이 필요합니다. 실제 감염에서는 두 반응이 함께 일어납니다.

교육과정 2022 개정 · 고2 생명과학 · 항상성과 몸의 조절 수록 심화 (교육과정 밖 확장 개념)

출처 교육부 고시 제2022-33호 (2022 개정 교육과정) · NCIC 국가교육과정정보센터

오류 신고하기

두 특이적 면역이 공통으로 남기는 것 — 기억 세포가 무엇을 바꾸는지 1·2차 면역 반응과 면역 기억에서 보세요.

전체 연결 구조가 궁금하다면

초3~고3 과학 646개 개념의 연결을 한 화면에서 탐색할 수 있습니다.

세포성 면역 지도에서 확인하기 →