4장 미생물학과 면역학
이 장은 입안의 세균에서 시작해 면역으로 끝난다. 앞쪽은 세균의 구조와 염색, 구강 세균의 분류, 치태가 만들어지는 순서, 치주병원균의 이름과 특징을 묻는다. 뒤쪽은 멸균과 소독, 병원체와 질환의 짝, B형간염 표지자, 면역세포와 항체의 역할을 묻는다.
세균은 형태(알균, 간균, 나선균), 그람염색, 산소 요구도 셋으로 먼저 가른다. 이 세 가지를 이름과 짝지어 두면 구강 세균 표의 대부분이 풀린다. 면역은 선천면역과 적응면역으로 나누고, 같은 이름의 세포라도 어느 쪽에 속하는지를 정해 두면 된다.
치태와 치석, 우식 위험 검사의 임상은 치과보존학 1장, 근관 안 세균의 구성은 치과보존학 6장, 멸균 기구의 등급과 조건은 치과보존학 2장, 점막의 바이러스 병변은 구강내과학 2장, sIgA의 생성 경로는 구강내과학 1장에 있다. 젖산과 불소의 화학은 구강생물학 3장, 항생제의 작용 기전은 구강생물학 5장에서 이어진다.
4.1 세균의 구조, 염색, 유전자 전달 빈출
그람양성균은 두꺼운 펩티도글리칸(peptidoglycan)에 테이코산(teichoic acid)이 있고, 그람음성균은 얇은 펩티도글리칸 바깥에 외막(지질다당질)이 있다. 그람염색의 색은 이 벽의 두께가 정한다. 유전자는 세균 사이에서 접합, 형질전환(transformation), 형질도입(transduction)으로 옮겨 가고, 전위는 한 세포 안에서 일어난다.
세균의 구조
| 구조 | 성분과 기능 |
|---|---|
| 세포벽 | 펩티도글리칸이 기본 골격이다. N-아세틸글루코사민과 N-아세틸무람산의 당사슬이 펩티드로 교차결합한 중합체(polymer)다. 안쪽의 높은 삼투압에 세포가 터지지 않게 막고 모양을 지킨다. 그람양성균과 그람음성균 모두에 있다 |
| 테이코산teichoic acid | 그람양성균의 세포벽에 있다. 벽에 붙은 벽 테이코산과 세포막 지질에 붙은 리포테이코산이 있다 |
| 세포막 | 선택적 투과와 능동수송(active transport)을 한다. 세균에는 미토콘드리아가 없어 전자전달계로 에너지를 만드는 일도 세포막이 한다 |
| 협막capsule | 숙주 식세포의 식균작용(phagocytosis)을 피하게 한다. 보체 결합과 식세포의 인식을 방해한다 |
| 편모flagellum | 기저체 모터의 회전으로 운동성을 준다. 기본 단백질은 플라젤린 |
| 섬모 | 숙주 세포에 붙고(일반 섬모) 접합으로 유전물질이 옮겨 가는 통로(성섬모)가 된다. 기본 단백질은 필린 |
| 내생포자endospore | 영양이 모자랄 때 만드는 휴면 구조. 열, 건조, 화학약품에 강하다. 대표 속은 Bacillus와 Clostridium |
세포벽 바깥의 구조가 그람염색의 차이를 만든다. 그람양성균은 두꺼운 다층 펩티도글리칸을 벽에 갖고, 그람음성균은 얇은 펩티도글리칸을 외막과 세포막 사이의 공간(페리플라즘 공간)에 갖는다.
염색
| 염색 | 결과 |
|---|---|
| 그람염색 | 그람양성균은 보라색(남색). 두꺼운 펩티도글리칸 때문에 탈색 단계에서 크리스탈 바이올렛-요오드 복합체가 빠지지 않는다. 대조염색제 사프라닌에는 그람음성균이 붉게(분홍) 물든다 |
| 항산성염색acid-fast stain | 결핵균은 마이콜산이 많아 산-알코올에 탈색되지 않고 일차 염색액 카볼푹신의 붉은색 막대로 보인다. 대조염색제 메틸렌블루에는 항산성이 아닌 세균이 파랗게 물든다 |
포도알균은 그람양성 알균이고 포도송이처럼 불규칙하게 배열한다. 포자를 만들지 않고, 편모가 없어 움직이지 못하며, 산소가 있든 없든 자라는 통성혐기성균이다. 당을 발효해 에너지를 얻고 젖산 같은 산을 만든다. 사슬알균(연쇄상구균)과는 카탈라아제로 가른다. 포도알균은 양성이고 사슬알균은 음성이다.
유전물질의 전달
| 방식 | 전달 방법 |
|---|---|
| 형질전환transformation | 주위의 유리 외래 DNA를 세균이 직접 흡수한다 |
| 접합 | 성섬모(sex pilus)로 공여균과 수용균이 직접 접촉해 플라스미드(plasmid)가 넘어간다 |
| 형질도입transduction | 박테리오파지가 DNA를 옮긴다 |
| 전위 | 이동성 유전인자가 전위효소의 작용으로 한 세포 안에서 염색체와 플라스미드 사이를, 또는 DNA의 다른 위치로 옮겨 간다. 앞의 세 가지와 달리 세포 사이의 전달이 아니다 |
함정 섬모와 편모를 바꿔 묻는다. 섬모는 필린으로 이루어져 숙주 부착과 접합을 맡고, 편모는 플라젤린으로 이루어져 운동성을 맡는다. 또 테이코산은 그람양성균에만, 지질다당질과 외막은 그람음성균에만 있다.
암기 세 가지 전달은 날것의 DNA는 형질전환, 파지는 형질도입, 성섬모는 접합이다.
4.2 구강 상재세균과 우식 관련 세균 최고 빈출
구강 사슬알균은 그람양성, 통성혐기성, 카탈라아제 음성, 혈액한천배지에서 알파 용혈이다. 우식은 S. mutans가 시작하고 Lactobacillus가 진행시킨다. 같은 알균이라도 Neisseria는 호기성 그람음성, Veillonella는 혐기성 그람음성이다.
구강 상재세균
| 균 | 형태와 산소 요구 | 요점 |
|---|---|---|
| S. sanguinis, S. oralis, S. mitis, S. gordonii | 그람양성 사슬알균. 통성혐기성 | 획득피막(acquired pellicle)에 가장 먼저 붙는 초기 집락균 |
| 구강 사슬알균 전반 | 그람양성. 통성혐기성 | 카탈라아제 음성. 혈액한천배지에서 적혈구를 불완전 용혈해 알파 용혈로 배지가 녹색이 된다. 젖산 같은 유기산을 만든다 |
| Actinomyces naeslundii | 그람양성 간균. 통성혐기성. 다형성 | 초기 집락균. 치은 퇴축으로 드러난 치근 우식(root caries)에 깊이 관여한다 |
| Neisseria (N. subflava 포함) | 호기성 그람음성 알균 (쌍알균) | 치태 초기에 산소를 써서 혐기성 환경을 만든다. 후기의 편성혐기균이 자리 잡게 한다 |
| Veillonella | 혐기성 그람음성 알균 | 당을 직접 발효하지 못한다. 사슬알균이 만든 젖산을 먹어 프로피온산과 아세트산 같은 약산으로 바꾼다 |
| Eubacterium | 그람양성 무포자 혐기성 간균 | 치주질환과 치수·근관 감염 부위에서 나온다 |
| Eikenella corrodens | 그람음성 통성혐기성 간균 (조건무산소성) | 한천(agar) 배지를 파고들어 함몰시키는 집락 |
| Haemophilus | 그람음성 통성혐기성 간균 | 배양에 X인자(헤민)와 V인자(NAD)가 필요하다. 혈액한천배지에서 황색포도알균 주위에 위성현상(satellitism)을 보인다 |
분리 배지
| 배지 | 선택하는 균 |
|---|---|
| Mitis-Salivarius 한천agar | 구강 사슬알균 (S. salivarius, S. mitis, S. mutans 등). 크리스탈 바이올렛, 텔루르산칼륨, 트리판 블루가 그람음성 간균 등을 억제한다 |
| 여기에 바시트라신을 더한 배지 (MSB) | S. mutans |
우식 관련 세균
| Streptococcus mutans | Lactobacillus | |
|---|---|---|
| 형태 | 그람양성 알균 | 그람양성 간균 |
| 산소 | 통성혐기성 | 통성혐기성 또는 미호기성. 산소가 적은 깊은 우식 병소와 치태 깊은 곳에 맞는다 |
| 우식에서 맡는 단계 | 우식의 시작 | 우식의 진행, 깊은 상아질 우식 |
| 산 | 해당과정으로 젖산을 만든다. 산을 만드는 힘(산생성능)과 낮은 pH에서 견디는 힘(내산능)이 모두 있다 | 산생성능(acidogenicity)과 내산능이 강해 치태와 병소의 pH를 법랑질의 임계 pH(critical pH) 아래로 낮춘다. 법랑질의 임계 pH는 약 5.5다 |
| 검사 | 타액 속 균수로 우식 위험도(우식활성도)를 본다 | 균수가 우식의 진행 정도와 탄수화물 섭취량을 반영한다 |
S. mutans와 S. sobrinus는 글루코실전이효소(glucosyltransferase)로 자당(sucrose)에서 불용성 글루칸(glucan), 곧 mutan을 만든다. 이 글루칸이 세균을 치면에 단단히 붙이고 바이오필름의 기질 골격이 된다. 수용성 글루칸과 프럭탄은 세포 밖의 당 저장원으로 쓰인다.
Lactobacillus는 건강한 사람의 구강에도 상재균으로 소량 있고, 당 섭취가 늘거나 산성 환경이 되면 급증한다. 치아우식은 치태 세균의 당 발효 산물에 의한 병이다. 세균 없이 외인성이나 내인성 산이 경조직을 녹이는 치아 침식증(erosion)과 가른다.
함정 Neisseria는 호기성, Veillonella는 혐기성이다. 둘 다 그람음성 알균이라 이름만으로는 갈리지 않는다. Veillonella는 산을 만드는 균이 아니라 젖산을 약산으로 바꾸어 치태의 pH를 올리는 균이다.
4.3 치태 빈출
치태는 석회화되지 않은 바이오필름이다. 획득피막(acquired pellicle) 위에 그람양성 통성혐기성 알균이 먼저 붙고, 이어 그람음성 혐기성균이 달라붙어 성숙한다. 무기질이 쌓여 굳으면 그때부터 치석이다.
치태 형성의 네 단계
| 단계 | 일어나는 일 |
|---|---|
| 1. 획득피막acquired pellicle | 치면이 타액에 닿은 직후 무세포성 타액 당단백질 막(뮤신, 프롤린 풍부 단백질 등)이 수산화인회석(hydroxyapatite)에 선택적으로 흡착된다. 수 분 안에 생긴다. 세균이 붙는 기질이 된다 |
| 2. 초기 집락 | 그람양성 통성혐기성 알균(S. sanguinis, S. oralis, S. mitis)이 먼저 붙는다. 처음에는 반데르발스 힘과 정전기적 인력으로 가역적으로 붙고, 부착소와 수용체의 특이적 결합으로 비가역적 부착이 된다 |
| 3. 후기 집락 | 그람음성 혐기성균이 이미 붙은 균에 공집락(공응집)한다 |
| 4. 성숙 | 복합 바이오필름이 된다 |
성숙하면서 달라지는 것
| 항목 | 변화 |
|---|---|
| 세균총microflora | 호기성·통성혐기성 그람양성균에서 혐기성 그람음성균과 운동성 간균, 나선균으로 바뀐다. 내부가 혐기성이 되기 때문이다 |
| 비율 | 간균과 나선균이 늘어난다 |
| 양과 다양성 | 세균의 총량과 균종 다양성이 모두 는다 (미생물 천이) |
바이오필름의 성질
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 본질 | 세균과 세포외 기질로 이루어진 균막이다. 세균이 부피의 약 70–80%를 차지하고 나머지는 기질과 수분이다 |
| 기질의 유래 | 세균이 만든 세포외다당류(글루칸, 프럭탄)와, 숙주의 타액과 치은열구액(gingival crevicular fluid) 성분 |
| 물질 이동 | 기질 사이의 수성 채널과 간질을 지나는 확산으로 영양분과 대사산물이 오간다 |
| 정족수 감지quorum sensing | 세균이 자가유도물질(autoinducer)을 내어 농도로 군집 밀도를 알고, 문턱을 넘으면 유전자 발현을 함께 바꾼다 (S. mutans의 CSP). 치태가 협력하는 공동체라는 근거다 |
| 항생제 저항성 | 기질이 물리적 장벽이 되고 세균의 대사가 느려져 떠다니는 세균보다 항생제와 항균물질에 훨씬 잘 견딘다 |
치태가 쌓이는 정도에 영향을 주는 조건도 묻는다.
| 조건 | 치태에 미치는 영향 |
|---|---|
| 부드러운 음식 위주의 식사 | 치면 자정작용(self-cleansing)이 줄어 치태가 쌓인다. 거칠고 섬유질이 많은 음식은 씹을 때 치면을 닦는다 |
| 재료의 표면 자유에너지 | 낮을수록 세균이 덜 붙는다. 자유에너지가 높거나 표면이 거칠면 획득피막과 세균 부착이 촉진된다 |
함정 후기 집락균은 획득피막에 직접 붙지 않고 이미 붙은 균 위에 공집락한다. F. nucleatum이 초기 집락균과 후기 집락균 사이의 가교가 되는 까닭이다(4.4).
4.4 치주병원균과 세균복합체 최고 빈출
치주병원균은 대부분 그람음성 혐기성 균이다. Socransky의 분류에서 적색 복합체(red complex)의 세 균(P. gingivalis, T. forsythia, T. denticola)이 깊은 치주낭과 만성치주염(chronic periodontitis)에 가장 강하게 얽힌다. F. nucleatum은 초기와 후기 집락균을 이어 주는 다리다.
세균복합체
| 복합체 | 균 | 요점 |
|---|---|---|
| 적색 | P. gingivalis, T. forsythia, T. denticola | 편성혐기성. 깊은 치주낭과 진행한 치주염 병소와 강하게 연관된다 |
| 오렌지 | F. nucleatum, P. intermedia 등 | 적색 복합체가 자리 잡는 것을 돕는 중간 병원성 군이다 |
치주병원균
| 균 | 특징 | 병독인자와 병소 |
|---|---|---|
| Aggregatibacter actinomycetemcomitans | 그람음성 통성혐기성 소간균 (조건무산소성) | 백혈구독소(leukotoxin)로 호중구(neutrophil)와 대식세포(macrophage)를 파괴해 식균작용(phagocytosis)을 무력화한다. 외막의 지질다당질(내독소)이 파골세포(osteoclast)를 활성화해 치조골(alveolar bone) 흡수를 일으킨다. 국소급진성치주염의 주된 원인균이다. 예전 분류의 국소급진성치주염은 현행 분류에서 대구치-절치 양상의 치주염으로 적고, 진행이 빨라 대개 Grade C다(치주과학 2장) |
| Fusobacterium nucleatum | 양 끝이 뾰족한 방추형 그람음성 편성혐기성 간균. 오렌지 복합체(orange complex) | Streptococcus 같은 초기 집락균과 P. gingivalis 같은 후기 치주병원균 모두에 붙어 공응집(coaggregation)의 가교가 된다. FadA가 숙주 상피의 E-cadherin에 붙어 세포 연접을 지나 침투한다 |
| Porphyromonas gingivalis | 그람음성 편성혐기성 간균. 적색 복합체 | 혈액한천배지에서 헤민이 쌓여 흑색 집락. 당을 발효하지 못하는 비당분해성이라 단백질과 펩타이드를 분해해 아미노산과 헴을 얻는다. 시스테인 단백분해효소 진지페인(Rgp는 아르기닌, Kgp는 라이신 특이적)이 숙주 단백질을 분해하고 면역을 피한다. 협막(capsule)이 식균작용을 막는다 |
| Prevotella intermedia | 그람음성 혐기성 간균. 오렌지 복합체. 당분해성(saccharolytic) | 혈액한천배지에서 검은 집락. 임신성 치은염(pregnancy gingivitis), 급성 괴사성 궤양성 치은염(necrotizing ulcerative gingivitis), 일차(원발성) 근관감염, 임플란트 주위염(peri-implantitis)에서 높은 비율이다. 임신 중 늘어난 에스트로겐과 프로게스테론이 이 균의 성장인자 나프토퀴논을 대신해 증식을 돕는다 |
| Prevotella melaninogenica | 흑색 색소를 만드는 혐기성 간균 | 치은염과 치주질환 병소에서 나온다 |
| Treponema denticola | 혐기성 나선균. 적색 복합체의 한 균 | 치주낭에서 보이는 나선균의 대표다 |
혐기성 세균이 단백질과 아미노산을 발효해 만드는 부티르산과 프로피온산은 단쇄지방산(short-chain fatty acid)이다. 세포독성(cytotoxicity)이 있어 섬유모세포(fibroblast)의 증식을 막고 치주조직을 파괴한다.
함정 흑색 집락을 만드는 두 균을 가른다. P. gingivalis는 당을 발효하지 못하고(비당분해성), P. intermedia는 당분해성이다. 둘 다 혈액한천배지에서 헤민을 쌓아 검게 보인다.
4.5 치근단 감염과 세균독소
원발성 치근단 감염은 절대혐기성균이 가장 많은 다균성 혼합감염이고, 입안의 상재균이 괴사 치수를 거쳐 퍼지는 내인성 감염이다. 독소는 내독소(endotoxin)는 그람음성균의 지질다당질, 외독소(exotoxin)는 단백질이라는 대비로 묻는다.
치근단 감염의 성격
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 우세한 균 | 절대혐기성균. 괴사 치수 안의 혐기 환경 때문에 통성혐기성균보다 압도적이다 |
| 감염 양식 | 여러 혐기성 균종이 상호작용하는 다균성 혼합감염. 한 균이 일으키지 않는다 |
| 감염원 | 구강 상재균이 괴사 치수에서 치근단으로 번지는 내인성 감염 |
| Actinomyces | 구강 상재균이면서 치태 형성에 참여한다. 근관 밖으로 나가 집락을 이루면 낫지 않는 치근단 병소를 만든다. A. israelii는 악안면 방선균증(actinomycosis)의 원인균이다 |
근관 안 균의 구성, 일차 감염과 지속 감염의 차이는 치과보존학 6장에 있다.
내독소와 외독소
| 내독소endotoxin | 외독소exotoxin | |
|---|---|---|
| 정체 | 지질다당질(LPS). 그람음성균 외막의 성분. 독소 활성 부위는 Lipid A, 그 밖에 핵심 다당류와 O-항원 | 단백질 |
| 열 | 열에 안정 | 열에 불안정 (변성되어 불활성화) |
| 독력virulence | 상대적으로 약해 다량이어야 독성이 나온다 | 극미량으로도 강한 치사 효과 |
내독소는 LBP와 CD14의 도움으로 면역세포의 TLR4에 붙고, NF-κB 신호로 염증성 사이토카인을 만든다. 대식세포(macrophage)가 낸 IL-1과 TNF-α가 시상하부 체온조절중추에 작용하면 발열한다.
함정 그람양성균에는 외막과 지질다당질이 없어 내독소가 없다.
4.6 멸균, 소독과 감염병 최고 빈출
멸균은 포자까지 모든 미생물을 죽이는 것이고, 소독은 병원성 미생물을 죽이되 포자는 못 죽인다. 포자를 없애려면 멸균이 필요하다. 감염병은 병원체와 질환, 전파 경로를 짝으로 외운다.
멸균과 소독의 용어와 방법
| 용어와 방법 | 내용 |
|---|---|
| 멸균 | 세균 포자를 포함한 모든 미생물의 완전한 사멸 |
| 소독 | 병원성 미생물을 죽인다. 포자는 죽이지 못한다 |
| 방부 | 살아 있는 조직에 하는 소독 |
| 건열멸균dry heat sterilization | 열에 안정한 유리제품, 분말, 유지류(오일, 바셀린), 탄소강 기구. 수분이 없어 부식이 없고, 고압증기가 스며들기 어려운 물질에 쓴다 |
| 감마선 멸균 | 코발트-60 같은 동위원소가 방사성 붕괴하며 내는 이온화 방사선. 투과력(penetrating power)이 좋고 상온에서 처리해 열에 약한 일회용 플라스틱(주사기, 카테터, 페트리접시)에 쓴다 |
| 여과멸균filtration sterilization | 열에 불안정한 액체(혈청, 비타민, 항생제 용액, 당 배지)를 막여과기로 걸러 낸다. 구멍 크기에 따라 바이러스와 마이코플라스마는 지나갈 수 있다 |
치과 기구의 Spaulding 등급, 고압증기멸균(autoclave)과 산화에틸렌(ethylene oxide)의 조건, 생물학적 지표(biological indicator)는 치과보존학 2장에 있다.
병원체와 질환
| 병원체 | 질환과 요점 |
|---|---|
| Borrelia | 진드기가 옮긴다. B. burgdorferi(참진드기)는 라임병, B. recurrentis 등은 재귀열 |
| Legionella | 치과 유니트 수관에 증식한다. 에어로졸을 마시면 호흡기 감염(레지오넬라 폐렴, 폰티악열). 오염된 냉각탑수나 분무기의 비말로 퍼지고 사람 사이 전파는 없다. 수관의 정기 소독과 관리가 필요하다 |
| Streptococcus pyogenes | Lancefield 분류(세포벽 C 탄수화물 항원)로 A군이고 베타 용혈성이다 |
| 단순헤르페스바이러스 1형 | 소아의 원발성 포진성 치은구내염(primary herpetic gingivostomatitis). 삼차신경절에 잠복했다가 재발하면 구순포진(herpes labialis)이 된다 (구강내과학 2장) |
| 거대세포바이러스 | 건강한 사람은 대부분 증상이 없다. 면역저하자(AIDS, 장기이식)에서 타액선염(sialadenitis), 망막염, 만성 구강 궤양(ulcer) |
| 사람유두종바이러스 | 6형과 11형은 편평유두종, 첨규콘딜롬 같은 양성 병변. 16형 등 고위험형은 구인두(편도, 혀뿌리)의 편평세포암종(SCC). 구강(고유구강) 암과의 연관은 훨씬 약하다 |
| 아데노바이러스 | 인두염, 결막염, 급성 호흡기 감염(인두결막열). 소아와 밀집 집단에 흔하다 |
| 사람헤르페스바이러스 8형 | 카포시육종(Kaposi sarcoma). HIV 감염 같은 면역저하에서 생긴다. 경구개(hard palate)나 치은에 적자색 결절이 생기고, 조직에서 방추상세포의 증식과 적혈구가 찬 틈새 모양 혈관강을 본다. 화농성 육아종(pyogenic granuloma)은 이런 모양이 아니다 |
| 폴리오바이러스 | 엔테로바이러스. 분변-구강 경로. 척수 앞뿔의 운동신경원을 선택적으로 손상해 회색질척수염(poliomyelitis)이 된다. 급성 비대칭성 이완성 마비와 근위축이 오고 감각은 보존된다 |
| A형간염바이러스 | 오염된 음식과 물, 분변-구강 경로. 급성 황달과 혈청 IgM 항체 양성. 급성으로 지나가 대부분 완전히 회복한다 |
함정 회색질척수염은 운동신경원만 다쳐 비대칭 이완성 마비에 감각이 남고, 길랭-바레 증후군은 말초신경 탈수초(demyelination)로 대칭성 상행성 마비에 감각 이상이 따른다.
4.7 간염 바이러스와 혈액 매개 감염
B형간염은 표지자 다섯 가지를 읽는 법을 묻는다. HBsAg는 지금 감염, anti-HBs는 방어 면역, anti-HBc는 자연 감염의 병력이다. 백신은 표면항원으로 만들어 anti-HBs만 만든다.
B형간염 표지자
| 표지자 | 의미 |
|---|---|
| HBsAg | B형간염바이러스의 현재 감염. 급성이나 만성 모두 양성이고 6개월 넘게 이어지면 만성 보균이다. 체내 바이러스 존재와 전염력을 뜻한다 |
| anti-HBs | 방어 면역을 얻은 상태. 예방접종이나 과거 자연 감염 뒤의 회복에서 양성이다 |
| anti-HBc | B형간염바이러스의 자연 감염 병력. 백신은 표면항원이라 접종으로는 생기지 않는다 |
| HBeAg | 바이러스가 활발히 증식하고 전염성이 높다 |
| anti-HBe | HBeAg이 사라지고 anti-HBe가 생기는 혈청전환(seroconversion). 바이러스 증식이 억제되고 감염력(infectivity)이 떨어진다 |
상태별 표지자
| 상태 | HBsAg | anti-HBs | anti-HBc |
|---|---|---|---|
| 현재 감염 | 양성 | 음성 | 양성 |
| 자연 감염 뒤 회복 | 음성 | 양성 | 양성 |
| 백신으로 얻은 면역 | 음성 | 양성 | 음성 |
B형간염과 C형간염
| B형간염 | C형간염 | |
|---|---|---|
| 바이러스 | 부분 이중가닥 DNA | 단일가닥 RNA |
| 만성화 | 성인 감염에서 5–10% | 감염자의 70–80%. 간경변증과 간세포암종으로 진행한다 |
| 진단 | HBsAg 같은 표지자 | anti-HCV 항체로 선별하고, 양성이면 HCV RNA 검사(핵산증폭)로 현재 활동성 감염을 확인한다 |
C형간염과 AIDS는 모두 오염된 혈액과 체액의 접촉으로 퍼진다. 주사바늘 찔림, 오염된 주사기의 공동 사용, 수혈, 성접촉, 모자간 수직감염(vertical transmission)이 경로다.
역전사효소(reverse transcriptase)는 RNA 주형에서 상보적인 DNA를 만드는 RNA 의존성 DNA 중합효소다. 레트로바이러스(retrovirus)가 증식하는 과정에서 쓴다.
암기 B형간염의 s는 표면, c는 핵심이다. 접종은 표면 단백질만 쓰므로 표면에 대한 항체만 만든다. 회복자는 핵심에 대한 항체도 남는다.
4.8 선천면역 빈출
선천면역은 항원에 미리 감작되지 않아도 즉시 움직이는 방어다. 호중구(neutrophil)가 가장 먼저 병소에 오고, 대식세포(macrophage)가 먹고 항원을 넘겨 주고, 자연살해 세포는 MHC I이 줄어든 세포를 찾아 죽인다.
| 구성 | 내용 |
|---|---|
| 호중구neutrophil | 골수계열에서 분화한다. 세균 감염 때 화학주성으로 가장 먼저 병소에 와서 식균(탐식)한다 |
| 대식세포macrophage | 골수에서 만들어진 혈중 단핵구가 결합조직으로 가서 분화한다. 탐식과 항원제시 두 가지를 한다. 전문 항원제시세포(antigen-presenting cell)에 든다. 세포질에 리소좀(lysosome)이 많아 삼킨 것을 분해한다. 치수의 결합조직에서는 조직구 형태로 이물과 세포 잔해를 먹는다 |
| 호산구eosinophil | 기생충 방어와 알레르기 반응. 주요염기단백질과 호산구 양이온 단백질을 내어 기생충을 공격하고, 비만세포(mast cell)와 어울려 제I형 과민반응에 관여한다 |
| 자연살해 세포 | 비특이적 선천면역. 감작 없이 감염 세포와 종양 세포를 바로 죽인다. 정상 세포의 MHC I이 억제수용체에 붙어 죽임을 막는데, MHC I 발현이 줄면 살해 신호가 켜진다 |
| 1형 인터페론 (IFN-α, IFN-β) | 바이러스에 감염된 세포가 초기에 낸다. 이웃의 감염되지 않은 세포가 항바이러스 단백질(PKR, 2',5'-OAS)을 만들게 해 항바이러스 상태(antiviral state)로 만든다 |
| Toll-like receptor | 패턴인식수용체(pattern recognition receptor). 미생물의 병원체 연관 분자 패턴(pathogen-associated molecular pattern)을 알아보고 면역을 시작한다. 예는 세균 세포벽의 LPS와 펩티도글리칸(peptidoglycan), 바이러스 핵산이다 |
| Fc 수용체 | 항체의 Fc 부위에 붙는다. 포식세포에서는 옵소닌화된 항원의 식균을 촉진하고, 자연살해 세포에서는 항체의존세포매개세포독성(ADCC)을 일으킨다 |
함정 자연살해 세포는 항원을 특이적으로 알아보지 않고 MHC I이 줄어든 세포를 죽인다. 그래서 선천면역이다. 세포독성(cytotoxicity) T 림프구는 반대로 MHC I에 놓인 항원을 알아본다(다음 절).
4.9 적응면역: T세포, MHC, 항체 최고 빈출
T 림프구는 MHC에 놓인 펩티드를 알아본다. 세포독성(cytotoxicity) T 림프구(CD8)는 MHC I, 도움 T 림프구(CD4)는 MHC II다. 항체는 형질세포(plasma cell)가 만들고, 타액에서는 sIgA가 세균과 독소의 점막 부착을 막는다.
세포독성 T 림프구와 도움 T 림프구
| 세포독성 T 림프구 (CD8)cytotoxicity | 도움 T 림프구 (CD4) | |
|---|---|---|
| 알아보는 MHC | MHC 클래스 I | MHC 클래스 II |
| 제시되는 항원 | 세포 안에서 만든 내인성 항원 | 세포 밖에서 들어온 외인성 항원 |
| MHC가 있는 세포 | 모든 유핵세포 | 전문 항원제시세포(antigen-presenting cell): 수지상세포(dendritic cell), 대식세포(macrophage), B 림프구 |
| 하는 일 | 퍼포린과 그랜자임, 또는 Fas-FasL로 바이러스 감염 세포와 종양 세포를 자멸사시킨다 | 사이토카인을 내어 대식세포와 세포독성 T 림프구(세포매개 면역)와 B 림프구의 항체 생성(체액성 면역)을 조절한다 |
| 표면 표지자 | CD8 | CD4. T세포 수용체와 함께 항원-MHC II 복합체에 붙는 보조수용체(co-receptor)다 |
T세포 수용체는 항원제시세포의 MHC가 내놓는 선형 펩티드만 알아본다. 가공되지 않은 항원을 직접 알아보는 B세포 수용체와 다르다.
MHC와 T세포의 선택
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 구조 | 세포막의 당단백질. 클래스 I과 II 모두 |
| 다형성 | 집단 안에 대립유전자가 매우 다양하다. 개체마다 다른 펩티드를 제시해 집단 방어에 유리하다 |
| 공우성 | 부계와 모계의 대립유전자가 모두 동등하게 발현된다 |
| 이식 | 공여자와 수혜자의 MHC(HLA)가 다르면 수혜자 T세포가 비자기로 인식해 거부반응을 일으킨다 |
| 양성선택positive selection | 가슴샘 겉질. 자가 MHC를 알아보는 T 림프구만 산다. MHC 제한성을 얻는다 |
| 음성선택negative selection | 가슴샘 수질. 자가반응성 T 림프구를 없앤다 |
항체
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 생산 | 형질세포가 활성화된 B 림프구에서 분화해 항체를 대량으로 분비한다 |
| 구조 | 가변 부위(variable region)가 항원을 알아보고 붙는다. 불변 부위(constant region)가 보체 결합과 Fc 수용체 상호작용 같은 효과기 기능을 맡는다 |
| 면역의 종류 | 항체가 이끄는 반응이 체액성 면역(humoral immunity)이다. T세포가 이끄는 세포성 면역(cell-mediated immunity)과 함께 적응면역을 이룬다 |
| 항체 | 요점 |
|---|---|
| IgG | 혈청 면역글로불린(immunoglobulin)의 약 75–80%. 옵소닌 작용과 고전적 보체 경로 활성화. 태반을 통과하는 유일한 면역글로불린 |
| IgM | 항원 자극 초기에 가장 먼저 생기는 항체. 5량체. 뒤이어 부류 전환으로 IgG가 생긴다 |
| IgE | 비만세포(mast cell)와 호염기구(basophil)의 FcεRI에 붙는다. 항원을 다시 만나면 탈과립해 히스타민을 내는 제I형 즉시형 과민반응을 일으킨다 |
| 분비형 IgA | 타액에서 항원 특이적인 적응면역 항체. 세균과 독소에 붙어 점막 부착을 막고 중화한다(면역 배제). 보체 활성화나 염증을 일으키는 쪽이 아니다. 리소자임, 락토페린, 히스타틴은 선천적(비특이적) 방어 인자다 |
sIgA가 만들어져 타액으로 나오는 길은 구강내과학 1장에 있다.
항체의 다양성과 성숙
| 과정 | 내용 |
|---|---|
| 유전자 재배열 | 골수에서 B 림프구가 발달하는 동안 일어난다. 중쇄는 V·D·J, 경쇄는 V·J 절편을 재조합한다. V(D)J 재조합이 항체의 다양성을 만든다 |
| 수용체 편집receptor editing | 골수의 자가반응성 미성숙 B 림프구가 경쇄 유전자를 다시 재배열해 새 항원수용체를 만든다. 중심관용의 한 기전이고, 실패하면 세포가 사멸한다 |
| 친화력성숙affinity maturation | 림프절 종자중심(germinal center)에서 항체 가변 부위에 체세포 고빈도 돌연변이(somatic hypermutation)가 생기고 결합력이 높은 클론이 선택된다 |
암기 CD 번호에 MHC 번호를 곱하면 8이다. CD4는 MHC II(4 × 2), CD8은 MHC I(8 × 1)이다.
복습
헷갈리는 쌍
| 쌍 | 가르는 기준 |
|---|---|
| 섬모 vs 편모flagellum | 필린·부착과 접합 vs 플라젤린·운동성 |
| 그람양성균 vs 그람음성균의 벽 | 두꺼운 펩티도글리칸(peptidoglycan)·테이코산(teichoic acid) vs 얇은 펩티도글리칸·외막과 지질다당질 |
| 접합 vs 형질도입transduction | 성섬모(sex pilus)로 직접 접촉 vs 박테리오파지가 매개 |
| 형질전환 vs 전위transformation | 유리 DNA를 흡수 vs 한 세포 안에서 이동 |
| S. mutans vs Lactobacillus | 그람양성 알균·우식의 시작 vs 그람양성 간균·우식의 진행 |
| Neisseria vs Veillonella | 호기성 그람음성 알균·산소를 소모 vs 혐기성 그람음성 알균·젖산을 약산으로 |
| 포도알균 vs 구강 사슬알균 | 카탈라아제 양성 vs 카탈라아제 음성·알파 용혈 |
| 초기 집락균 vs 후기 집락균 | 그람양성 통성혐기성 알균 vs 그람음성 혐기성균 |
| P. gingivalis vs P. intermedia | 비당분해성(asaccharolytic)·적색 복합체(red complex) vs 당분해성(saccharolytic)·오렌지 복합체(orange complex) |
| 적색 복합체 vs 오렌지 복합체red complex · orange complex | 진행한 치주염과 강한 연관 vs 적색의 정착을 돕는 중간 병원성 |
| 내독소 vs 외독소endotoxin · exotoxin | 지질다당질·열에 안정·독력(virulence) 약함 vs 단백질·열에 불안정·극미량으로 강력 |
| 멸균 vs 소독 | 포자까지 죽임 vs 병원성 미생물만, 포자는 못 죽임 |
| 회색질척수염 vs 길랭-바레 증후군poliomyelitis | 앞뿔 손상·비대칭 이완성 마비·감각 보존 vs 말초 탈수초(demyelination)·대칭성 상행성 마비 |
| 백신으로 얻은 면역 vs 자연 감염 뒤 회복 | anti-HBs 단독 양성 vs anti-HBs와 anti-HBc 모두 양성 |
| HBsAg vs anti-HBs | 현재 감염 vs 방어 면역 |
| 자연살해 세포 vs 세포독성 T 림프구cytotoxicity | MHC I이 줄어든 세포를 비특이적으로 죽임 vs MHC I에 놓인 항원을 특이적으로 알아봄 |
| CD8 vs CD4 | MHC I·내인성 항원·모든 유핵세포 vs MHC II·외인성 항원·항원제시세포(antigen-presenting cell) |
| 양성선택 vs 음성선택positive selection · negative selection | 가슴샘 겉질·자가 MHC를 알아본 세포가 산다 vs 가슴샘 수질·자가반응성 세포를 없앤다 |
| 분비형 IgA vs 리소자임 | 항원 특이적 적응면역 vs 비특이적 선천 방어 |
확인 문제
세균 세포벽의 기본 골격을 이루는 물질은?
펩티도글리칸
테이코산이 있는 곳은?
그람양성균의 세포벽
섬모를 이루는 단백질은?
필린
항산성염색에서 결핵균이 보이는 색은?
붉은색 (카볼푹신)
포도알균과 사슬알균을 가르는 효소 반응은?
카탈라아제
박테리오파지가 유전자를 옮기는 방식은?
형질도입
글루코실전이효소가 자당으로 만드는 물질은?
불용성 글루칸
우식의 진행 단계에 주로 관여하는 균은?
Lactobacillus
젖산을 프로피온산과 아세트산으로 바꾸는 균은?
Veillonella
Mitis-Salivarius 한천이 선택하는 균은?
구강 사슬알균
치태 형성의 가장 처음 단계는?
획득피막 형성
적색 복합체를 이루는 세 균은?
P. gingivalis, T. forsythia, T. denticola
초기 집락균과 후기 집락균을 이어 주는 균은?
F. nucleatum
흑색 집락을 만들면서 당을 발효하지 못하는 균은?
P. gingivalis
내독소가 결합하는 면역세포 수용체는?
TLR4
건열멸균이 맞는 물질은?
열에 안정한 유리제품, 분말, 유지류, 탄소강 기구
치과 유니트 수관에서 에어로졸로 퍼지는 폐렴 병원체는?
Legionella
카포시육종의 원인 바이러스는?
사람헤르페스바이러스 8형
백신 접종 뒤 혈청에서 단독 양성인 항체는?
anti-HBs
세포독성 T 림프구가 알아보는 MHC는?
MHC 클래스 I
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