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[바이오토픽] 마침내 밝혀진 인플루엔자 백신의 비밀: '미접촉 B세포'와 '기억 B세포'의 반응 - 2편
의학약학 양병찬 (2020-09-28)

[바이오토픽] 마침내 밝혀진 인플루엔자 백신의 비밀: '미접촉 B세포'와 '기억 B세포'의 반응 - 1편
 

마침내 밝혀진 인플루엔자 백신의 비밀: '미접촉 B세포'와 '기억 B세포'의 반응


저자들은, 백신이 어떤 인플루엔자 특이적 B세포를 자극하여 배중심을 형성함으로써 수명 긴 기억세포로 되게 하는지를 조사했다. 상이한 미접촉 B세포 사이에는 BCR의 편차가 충분하므로, BCR은 (어떤 세포가 배중심에서 증식·변이하는 동안 그 후손을 추적하는) 바코드로 이용될 수 있다. 인플루엔자 특이적 B세포를 보유한 3명의 참가자에서, Turner et al.은 (신속하게 대응하는 기억 B세포에서 유래한) 형질모세포가 배중심 B세포 중 상당수와 BCR을 공유한다는 사실을 발견했다. 이는 "그 기억 B세포—종전의 다른 인플루엔자 바이러스에 대응하여 형성된 B세포—가 백신항원 인식에 반응하여 증식했으며, 그 후손 중 일부는 형질모세포가 되고 나머지는 배중심으로 들어갔다"는 것을 시사한다.

또한 저자들은 3명의 참가자에서, 형질모세포와 BCR을 공유하지 않는 배중심 B세포를 발견했다. 그 B세포들이 '미접촉 B세포'와 '기억 B세포'(종전에 배중심을 통과했지만, 샘플링에서 분리되지 않은 형질모세포를 만듦) 중 어느 쪽에서 유래하는지 결정하기 위해, 저자들은 BCR의 변이를 측정했다. 미접촉 B세포 집단에서는 그런 변이가 드문데, 그 이유는 배중심에서 SHM을 경험하지 않았기 때문이다. 측정 결과, 형질모세포와 BCR을 공유하지 않는 배중심 B세포들은 미접촉 B세포에서 유래할 가능성이 높은 것으로 밝혀졌다. 왜냐하면 기억 B세포에서 유래한 것으로 보이는 배중심 B세포보다 변이가 적었기 때문이다. (그러나 형질모세포와 BCR을 공유하지 않는 배중심 B세포들은 '종전에 배중심을 거치지 않은 기억 B세포'에서 유래할 가능성도 있다. 왜냐하면 그런 세포들은 BCR 변이의 개수가 적으며, 항원을 탐지했을 때 신속하게 형질모세포를 형성하지 않기 때문이다. 이런 가능성들을 배제하려면 동물실험이 필요하다.)

Turner et al.이 제시한 데이터는 불과 몇 명의 사람에게서 수집된 것이지만, "미접촉 B세포와 기억 B세포가 모두 '백신접종에 반응한 배중심'에 기여한다"는 것을 시사한다. 이러한 발견을 확인하려면 더 많은 사람들을 대상으로 한 연구가 필요하며, 그런 연구는 한걸음 더 나아가 '특별한 백신'과 '과거 및 현재의 인플루엔자 바이러스와의 유사성'이 미접촉 B세포와 기억 B세포의 상대적 기여도에 얼마나 영향을 미치는지도 평가할 수 있을 것으로 보인다.

인플루엔자 백신의 궁극적 목표는, 광범위한 인플루엔자 바이러스를 인식할 수 있는 항체를 생성하는 것이다. 그런 항체는 (배중심에 다시 들어가 '추가적 선택'과 '친화성 성숙'을 거쳐 교차반응성을 획득한 항체를 만들 수 있는) 인플루엔자 특이적 기억 B세포에서 비롯될 수 있다(참고 12). 인플루엔자 백신에 반응하는 미접촉 B세포는 백신에 사용된 바이러스 하나만 인식할 것이다. 왜냐하면 미접촉 B세포는 종전에 다른 바이러스에 반응한 적이 없기 때문이다.

백신이 '교차반응성 B세포'와 '바이러스주(株) 특이적 B세포'의 생성을 유도하는지 여부를 결정하기 위해, 저자들은 인플루엔자 특이적 배중심 B세포가 만든 항체의 '광범위한 인플루엔자 바이러스주(株)를 인식하는 능력'을 평가했다. 그 결과 만족스럽게도, 미접촉 유래 B세포(naive-derived B cell)는 바이러스주(株) 특이적 항체를 만드는 데 반해, 기억 유래 B세포(memory-derived B cell)는 교차반응성 항체를 만드는 것으로 나타났다. 향후 연구 과제는, 배중심을 떠나 수명 긴 기억 B세포로 되는 것이 '둘 중 하나인지', 아니면 '둘 다인지'를 결정하는 것이다.

이번 연구는 (이번 연구가 시사하는) 면역반응의 복잡성을 밝히는 데 필요한 연구의 청사진을 제시했다. 이번 연구는 특히, 범용 인플루엔자 백신(universal flu vaccine)과 말라리아 백신에 많은 시사점을 던진다. 그런 백신들은 방어항체(protective antibodies)를 생성하기 위해 반복접종(repeat immunization)을 사용하며, 종전에 병원체에 노출된 사람들에게 효능을 발휘해야 하기 때문이다(참고 13, 참고 14). 또한 이번 연구는 SARS-CoV-2 백신에도 시사점을 던진다. 만약 SARS-CoV-2가 인플루엔자 바이러스와 마찬가지로 계절성 감염(seasonal infection)을 확립하게 된다면 말이다. 이상과 같은 백신들을 개발하려면, '미숙한 B세포'와 '노련한 B세포'를 모두 자극하여 '수명 긴 기억세포의 레퍼토리(long-lived repertoire of memory immune cell)'에 편입시키는 방법을 이해하는 것이 필수적이다.

Turner et al.의 실험적 접근방법은 "다른 면역계 구성요소들(림프절에 상주하는 기억 B세포, CD4 T세포; 참고 15)을 조작할 경우, 어떤 B세포가 배중심에 기여하고 수명 긴 기억세포로 되는지"를 연구하는 데도 사용될 수 있다. 인간의 림프절에서 이런 연구들을 수행하는 것은 까다롭다. 그러므로 '혈액 속의 면역반응을 추적하는 방법'을 지속적으로 혁신함으로써 더 많은 연구자들로 하여금 그런 연구를 가능케 해야 한다.

※ 참고문헌
12. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Abstract&list_uids=32661157
13. https://doi.org/10.1016%2Fj.cell.2015.10.004
14. https://doi.org/10.1126%2Fscience.1241800
15. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Abstract&list_uids=19237568

※ 출처 Nature https://www.nature.com/articles/d41586-020-02556-2
 

그리고 잘 지내시나요, 올리버 색스 박사님?

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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
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