기억 B 세포는 반세기 전에 발견되었습니다. 그러나 과학자들은 사람들을 심각한 질병으로부터 보호하는 데 있어 중요한 역할을 이제 막 이해하기 시작했습니다. 2020년 10월, 뉴욕 록펠러 대학의 바이러스 학자 팀은 미래에 어떤 위험한 형태의 Covid-19가 나타날 수 있는지 시도하고 예측하기 위한 1년 간의 프로젝트에 착수했습니다 .
새로운 변종에 대한 망령이 아직 전 세계 정치 지도자와 시민들의 마음을 사로잡지 않았지만, 과학자들은 코비드-19가 거의 확실히 돌연변이를 일으켜 더 감염되고 치명적일 수 있다는 점을 예리하게 알고 있었습니다.
록펠러 과학자들의 목표는 코로나19 생존자의 혈액에서 발견된 모든 알려진 유형의 보호 항체를 피할 수 있는 코로나19 스파이크 단백질(바이러스가 우리 세포에 침투하는 데 사용하는 단백질)의 인공 버전을 만드는 것이었습니다. .
다음 12개월 동안 그들은 면역 체계가 던질 수 있는 모든 것에 특히 회복력이 있는 것으로 보이는 20개의 세트를 발견할 때까지 스파이크 단백질 표면의 다양한 돌연변이 조합을 가지고 놀았습니다. 실험실에서 개발한 이 "프랑켄스파이크"를 테스트하기 위해 그들은 바이러스학자들이 의사형 바이러스라고 부르는 바이러스에 삽입했습니다. 이 바이러스는 복제할 유전 물질이 충분하지 않도록 조작되어 과학자들이 바이러스 없이 바이러스를 조정하고 어떻게 행동하는지 이해할 수 있도록 했습니다. 탈출할 위험이 있습니다.
처음에는 예상대로 일이 진행되었습니다. 바이러스 학자들이 새로 조작된 바이러스를 Covid-19에서 회복되었거나 질병에 대한 예방 접종을 받은 사람들에게서 채취한 혈액 샘플에 노출시켰을 때 그들이 가진 모든 항체를 전문적으로 피했습니다.
그런데 놀라운 일이 일어났습니다. 2020년 코로나19에서 회복된 후 여러 달 후에 예방 접종을 받은 사람들의 혈액에서 테스트했을 때 항체가 바이러스에 결합하여 완전히 중화할 수 있었습니다.
록펠러 대학의 분자 면역학 교수이자 이 프로젝트에 참여한 과학자 중 한 명인 미셸 누센츠바이크(Michel Nussenzweig)는 "이것은 정말 놀라운 사실이었습니다."라고 말했습니다. "팬데믹에서 우리가 배운 가장 큰 것 중 하나는 우리가 자연적으로 감염되었는지, 예방 접종을 받았는지 또는 둘 다에 따라 면역 체계 반응이 어떻게 다른지입니다." (물론 모든 감염에는 위험이 따르기 때문에 고의적으로 감염되는 것이 좋은 생각은 아닙니다.)
지난 4개월 동안 록펠러 팀의 연구 결과 는 실생활에서 반복적으로 관찰되었습니다 . 과거에 Covid-19 감염에서 회복된 후 예방 접종을 받은 사람들은 Delta에서 Omicron에 이르기까지 새로운 변종에 더 탄력적인 것으로 보입니다.
면역학자들은 이들 개인의 혈액 샘플을 채취하여 과학계에서 하이브리드 면역이라고 부르는 일종의 "초면역"을 가지고 있음을 발견했습니다. 이 사람들은 천문학적으로 높은 수준의 항체를 생산할 뿐만 아니라(방금 2회 백신 접종 및 추가접종을 받은 사람들보다 훨씬 더 많습니다), 훨씬 더 다양한 범위의 항체를 생산하여 고도로 돌연변이된 형태라도 바이러스의 약점을 찾을 가능성이 더 큽니다. 코비드-19의.
보스턴과 남아프리카 공화국의 과학자들이 수행 한 최근 연구 에 따르면 이전에 코로나19에 감염된 적이 있는 사람들은 2회 백신 접종과 추가 접종을 받기 전에 오미크론에 대한 면역력이 더 높았습니다. 바이러스.
Nussenzweig는 "Covid-19에 걸린 사람들이 mRNA 백신 접종을 받으면 이전에 감염되지 않은 백신을 접종한 사람들보다 3배 더 높은 항체 반응을 생성한다는 것을 알 수 있습니다."라고 말합니다.
그러나 이 사람들이 그러한 강력한 반응을 보이는 이유는 우리 면역계의 오랫동안 간과되었던 측면, 즉 기억 B 세포로 알려진 백혈구 유형 때문입니다. 이 세포는 바이러스에 반응하여 생성되며 병원체가 다시 돌아올 경우를 대비하여 기억하십시오.
오랫동안 우리는 이 세포와 세포의 행동 방식에 대해 상대적으로 거의 알지 못했습니다. 그러나 HIV, 에볼라, 자가면역 질환 및 현재 코비드-19에 대한 조사를 통해 우리는 감염과 백신에 대한 우리의 반응을 결정하는 데 이것이 얼마나 중요한지 이해하기 시작했습니다.
닭에서 HIV까지
1890년대 독일의 생리학자 에밀 폰 베링(Emil von Behring)은 파상풍과 디프테리아 치료제에 대한 노벨상을 수상한 연구로 "어린이의 구세주"로 알려지게 되었으며, 과거의 특정 개체와의 만남을 기억할 수 있는 세포의 존재를 제안했습니다. 감염되고, 다시 만나면 항체를 생성합니다.
von Behring의 아이디어에 대한 증거를 얻으려면 70년이 더 걸릴 것입니다. 1960년대에 면역학자들은 새의 주요 면역 기관인 활액낭이 방사선으로 파괴된 닭이 항체를 생산하는 데 필요한 특정 세포가 부족하다는 것을 발견했습니다. 이들은 부르사 유래 세포 또는 B 세포로 알려지게 되었습니다. 1970년대 중반까지 이 세포는 림프절이나 비장으로 이동하기 전에 골수에서 인간에게서 형성된다는 것이 발견되었습니다.
이제 우리는 평생 동안 새로운 B 세포를 지속적으로 생산한다는 것을 알고 있습니다. 신체에는 최대 약 100억 개( 축구장 100개 길이에 해당)가 포함되어 있습니다. 각 B 세포에는 바이러스 표면의 다양한 유형의 항원을 인식할 수 있는 수용체가 포함되어 있습니다. .
이것은 B 세포가 바이러스 자체에 결합하지 않지만 위협을 감지하면 형질 세포로 변할 수 있기 때문에 중요합니다. 이 형질 세포는 본래의 B 세포와 동일한 바이러스 항원에 대한 항체를 생산합니다. 덜 다양한 B 세포 풀은 바이러스를 중화할 수 있는 항체가 더 적다는 것을 의미합니다.
코비드-19가 면역학자들에게 보여준 것 중 하나는 더 다양한 B 세포를 가진 사람들이 새로운 병원체, 특히 끊임없이 진화하는 코비드-19 변종을 물리칠 수 있는 능력이 훨씬 더 많다는 것 입니다. 이것은 나이, 기저 건강 상태 및 단순히 유전적 요인에 의해 영향을 받습니다. 워싱턴 의과대학 병리 및 면역학 부교수인 알리 엘레베디는 "모든 사람은 감염에 반응하는 B 세포의 레퍼토리가 다를 것"이라고 말했다. "형제자매가 있어도 B세포 반응이 달라요."
나이 가 들면 B 세포 반응에 두 가지 일이 발생합니다 . 먼저 신체는 더 작은 B 세포 배열을 생성하기 시작합니다. 즉, 새로운 바이러스의 항원을 인식하는 수용체를 가질 가능성이 적습니다. 그리고 결정적으로 위협에 대처하는 데 더 오랜 시간이 걸리므로 특히 치명적인 병원균은 면역 체계가 작동하기 전에 압도할 수 있습니다. 기저 질환이 있는 젊은 사람들을 코로나19에 더 취약하게 만든 것도 바로 이러한 요인 입니다.
그러나 신체가 감염과 싸우거나 백신을 접종하면 영리한 면역학적 트릭이 발동됩니다. B 세포 중 일부는 수십 년 동안 혈류를 순환할 수 있는 소위 기억 B 세포로 변하여 바이러스가 다시 나타날 경우 재활성화하고 항체 반응을 시작할 준비가 되어 있습니다. 이러한 항체는 또한 엡스타인-바 바이러스와 같이 우리 삶의 상당 부분 동안 신체에 잠복해 있는 만성 감염을 억제하는 역할을 합니다. 이러한 바이러스는 신체가 약해지면 재활성화될 수 있는 것으로 보이며, 이는 Long Covid 환자의 일부에서처럼 보입니다.
그러나 기억 B 세포 반응에는 많은 뉘앙스가 있습니다. 면역학자들이 에볼라 생존자에 대한 연구 에서 배운 것 중 하나는 심각한 감염이 백신 단독보다 훨씬 더 많은 수의 기억 B 세포를 유발하는 것으로 보인다는 것입니다.
Nussenzweig는 "나쁜 감염에 걸리면 신체의 세포가 엄청난 양의 바이러스를 생성합니다. "호흡기, 코, 폐, 상기도, 점막 전체에 걸쳐 있습니다. 모든 면역 체계가 반응에 관여하고 바이러스의 모든 요소에 반응하므로 이것이 자연 감염이 발생할 수 있는 한 가지 가능한 이유입니다. 더 나은 면역 체계 기억으로 이어집니다."
Nussenzweig는 지난 6개월 동안 Covid-19의 자연 감염 과 백신 접종 간의 미묘한 차이점을 연구해 왔습니다 . 다양한 시점에 감염되거나 예방 접종을 받은 개인으로부터 수백 개의 기억 B 세포를 분리함으로써 그는 자연 감염으로 인해 기억 B 세포가 지속적으로 진화하는 것으로 보인다는 것을 발견했습니다. 이것은 그들이 바이러스의 새로운 변이체로부터 보호할 수 있는 항체를 생산한다는 것을 의미합니다.
면역학자에게 가장 중요한 계시는 이 효과가 사람들이 감염되고 백신 접종을 받았을 때 훨씬 더 강력하게 발생한다는 것입니다. 이제 이 과학자들은 잽만으로도 이 하이브리드 면역 반응을 이끌어낼 수 있는 방식으로 백신 요법을 조정할 수 있는지 이해하려고 합니다. 그렇게 하면 코로나19의 새로운 변종과 미래의 대유행에 맞서는 중요한 무기를 인류에게 제공할 수 있습니다.
다음 전염병
2007년에 Oregon Health and Science University의 연구원 그룹은 특정 감염이나 백신에 대한 면역 반응이 다른 것보다 더 오래 지속되는 것처럼 보이는 이유를 이해하기 위한 임무에 착수했습니다 .
그들은 전체 바이러스의 약화 된 형태를 가진 개인에게 투여하는 홍역 접종에서 일반적인 병원체에 의해 생성 된 항체와 함께 개별 바이러스 항원을 포함하는 파상풍 및 디프테리아 주사에 이르기까지 일련의 일반적인 백신 기술에 의해 생성 된 항체를 비교했습니다. Epstein-Barr 또는 cytomegalovirus와 같은.
결과 논문 은 항체 반감기가 특정 종류의 바이러스나 백신에 따라 크게 달라진다는 것을 보여주었습니다. 거대 세포 바이러스를 억제하기 위해 생성된 항체가 체내에 거의 무한정 머무를 수 있지만 파상풍에 대한 반응은 몇 년 후에 약해졌습니다.
펜실베니아 대학 면역학 연구소 소장인 John Wherry는 "이것은 기억 B 세포를 생성하는 세포 프로그래밍이 감염이나 면역원의 특성에 따라 매우 다르다는 것을 말해줍니다."라고 말했습니다.
이제 코비드-19는 기억 B 세포가 시간이 지남에 따라 어떻게 반응하는지 관찰함으로써 가장 오래 지속되고 효과적인 면역 반응으로 이어지는 것을 시도하고 이해하기 위해 동일한 바이러스에 대한 다양한 백신 기술을 비교할 수 있는 독특한 기회를 제공했습니다.
지금까지 화이자, 모더나, 노바티스에서 생산한 것과 같은 전령 RNA 백신이 최고의 성능을 보이는 것으로 보입니다. 연구원들은 여전히 그 이유를 정확히 밝히려고 노력하고 있습니다. Ellebedy는 "이 백신은 훨씬 더 강력한 기억 B 세포 반응을 생성합니다. "예를 들어 인플루엔자 백신과 비교하면 반응이 최소 10배 이상 높습니다."
최근 몇 달 동안 흥미로운 하이브리드 면역 발견으로 과학자들은 다양한 코비드-19 백신 요법을 분석하여 다양한 잽을 혼합하고 일치시키는 것이 유사하게 강력한 면역 반응을 이끌어낼 수 있는지 확인했습니다. Nussenzweig는 이에 대한 첫 번째 구체적인 데이터가 2022년 후반에 나타나기 시작할 것이며 인플루엔자에서 HIV에 이르기까지 다른 바이러스에 대해 백신과 추가 주사를 사용하는 최선의 방법을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 말했습니다.
"우리는 모범 사례에 대해 알려줄 엄청난 양의 임상 및 면역학 데이터를 갖게 될 것입니다."라고 그는 말합니다. "예를 들어, 감염되지 않은 사람들의 경우 추가 주사를 맞으면 이미 순환하고 있는 항체 외에도 기억 B 세포가 강화됩니까? 사람들이 이후의 코비드-19 감염에 더 잘 대처하도록 합니까? 우리는 할 수 있습니다. 이 모든 것을 종합하고 '우리가 해야 할 일은 모든 사람에게 mRNA 백신을 투여하는 것이었습니다. 이것은 가장 좋은 주사 횟수와 주사 간격을 얼마나 멀리 떨어뜨려야 하는지였습니다.'
Wherry는 Covid-19를 통해 일반적으로 B 세포에 대한 이해가 증가하면 암 면역 요법의 영역에서도 이점을 얻을 수 있다고 예측합니다. 그는 이제 우리가 B 세포가 바이러스에 대해 하는 것과 같은 방식으로 종양의 특정 부위에 대해 항체를 만든다는 것을 알고 있다고 설명합니다. B 세포는 또한 T 세포 및 수지상 세포와 같은 다른 면역계 플레이어와 함께 작동하여 해당 종양을 공격하기 위한 유익한 환경을 만들고, 미래 면역 요법의 목표 중 하나는 이러한 세포 간의 상호 작용을 자극하는 것입니다.
"그 작은 3-세포 상호작용은 모든 암 치료법에 대한 더 나은 결과와 관련이 있습니다."라고 그는 말합니다. "그런 일이 일어날 때마다, 당신은 더 잘합니다."
면역 체계를 활성화하는 최선의 방법을 아는 것은 의료 시스템이 신속하게 대응하고 다음 대유행이 닥칠 때마다 사망률을 줄이는 데 큰 역할을 할 것입니다. 이는 대부분의 과학자들이 불가피하다고 생각하는 것입니다.
Nussenzweig는 "다음 시간이 있을 것입니다."라고 말합니다. "지난 20여 년 동안 3가지의 사스 바이러스가 등장해 큰 문제를 일으켰습니다. 다음에는 어떤 것이 흘러나올지 모르기 때문에 대비해야 합니다."
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