| 초록 |
1. 개요 신생아는 무균 상태의 자궁에서부터 나와 외부환경과의 상호작용을 시작한다. 다른 모든 기관과 마찬가지로 신생아도 면역계가 태아 시기에 발달을 시작하지만 완전히 성숙한 상태로 태어나지는 않는다. 생후의 면역계의 성숙은 유전적인 요인에 의해 이미 결정된 순서에 따라 발달되는 부분도 있지만, 외부의 환경과 상호작용을 통해 이루어지는 부분도 있다. 최근의 연구는 면역계의 발달에 여러 환경의 노출이 다양하게 영향을 끼칠 수 있음을 보여주었다. 대표적인 예로 만성적인 염증성질환인 염증성장질환(inflammatory bowel disease), 제1형 당뇨, 천식, 알레르기 등과 같은 면역 관련 질환이 주산기(perinatal period)의 여러 환경의 노출에 영향을 받는다는 것이 알려졌다. 또 다른 연구에서는 어린 시절의 식습관, 감염의 유무 등도 면역계 발달에 영향을 미쳐 면역세포의 기능에 영향을 미칠 수 있음을 보고하였다[1, 2]. 본 보고서에서는 주산기의 면역계의 발달 과정과 그 과정에 미치는 여러 환경의 요인들에 대해 살펴보고, 현재 보고되고 있는 다양한 면역 관련 질환이 어린 시절의 환경의 노출과 어떻게 관련될 수 있는지 논의하고자 한다. 2. 면역체계와 면역기능의 발달 과정 2.1. 태아의 면역계와 면역반응 2.1.1. 태아 시기의 면역계의 발달 과정 면역계는 크게 면역세포와 이의 기능을 도와주는 여러 보조세포로 이루어져 있으며, 이들 세포의 상호작용에 의해 면역 관련 조직이 생겨나 올바른 면역반응이 생성될 수 있게 된다. 대표적인 면역 조직인 흉선(thymus)과 림프절(Lymph node)의 경우, 태아 시기에 발생이 시작되고, 생후에 이르는 시간에까지 지속적으로 여러 면역세포들의 상호작용에 의해 성숙된다. 면역세포는 조혈(Hematopoiesis) 과정을 통해 지속적으로 공급/분화된다. 이러한 조혈 과정은, 이미 태아 시기 때부터 시작이 되는데, 첫 5주 동안은 난황난(Yolk sac)에서 조혈 과정이 이루어지며, 그 이후 25~30주까지 태아 간(fetal liver)에서 이루어지고, 30주 이후부터 평생에 이를 때까지 골수에서 조혈 과정이 이루어진다[3]. 면역세포는 크게 골수성(Myeloid)세포와 림프성(Lymphoid)세포로 나누어진다. 골수성세포 중 대표적인 것이 대식세포이다. 난황난에서의 조혈 과정을 통해 대식세포가 이미 태아 시기부터 분화가 되는데, 이러한 대식세포들은 여러 조직으로 이동하여 조직정주성세포(Tissue resident cell)가 된다. 대표적인 것이 뇌로 이동하여 정주성세포가 된 대식세포인 미세아교세포(microglial cell)와 간에서 정주성세포가 된 쿠퍼세포(Kupffer cell)가 있다. 이러한 세포들은 태아의 발생 초기 4주간에 걸쳐서 이동하여 정주성세포가 된다. 반면, 피부세포에 정주하는 랑게르한스세포(Langerhans cells)는 난황난과 태아 간에 걸친 조혈 과정을 통해 공급된다. 또 다른 골수성세포인 호중구(Neutrophils)는, 태아 시기에 많은 양이 존재하지만, 성숙한 종류의 호중구는 매우 적고, 16주경이 되어야 나타나게 된다. 호중구를 분화시키는 인자인 G-CSF (Granulocyte-colony stimulating factor)는 주산기에 이르러 그 양이 증가된다[3]. 대표적인 림프성세포인 T세포의 경우, 분화는 8~12주에 걸쳐서 시작된다. 비슷한 시기에 완성되어 성숙하고 있는 흉선에서 T세포는 선택의 과정을 거치게 되는데, 성숙한 T세포인 CD4나 CD8을 표지하는 T세포가 12주경에 이미 관찰이 된다. 또한 조절 T세포(regulatory T cell)의 경우, 흉선에서 제2석달 임신 시기에 태아에서 관찰되는 것이 보고가 되었다. 태아의 혈액에 존재하는 T세포에 대한 분석을 통해, 이들이 이미 기억세포의 표지를 가질 수 있음이 보였는데, 이는 완전한 분화와 성숙의 과정을 태아의 T세포도 가질 수 있음을 보여준다. 이러한 기억 형질을 가지는 T세포가 장과 피부에서도 관찰이 된다. 무엇보다, T세포 수용체의 다양성이 훨씬 제한된, 감마 델타 T세포의 경우, 다른 특정 대식세포와 마찬가지로 태아 시기에 분화되어 조직정주성세포가 된다. 장과 피부에 존재하는 감마델타 T세포의 경우가 그의 대표적인 예라고 할 수 있다. 또 다른 림프성세포인 B세포의 경우, 8주경부터 이미 미성숙한 B세포가 태아에서 관찰이 되며 13주경에는 성숙한 B세포가 관찰된다. 선천성 B세포인 B1세포의 경우, 박테리아 감염에 대항할 수 있는 선천적인 항체를 만들어내는데, 주산기에 B1세포가 이미 존재하며, 감염에 중요한 역할을 할 수 있음이 이미 보고되었다[3]. 2.1.2. 태아 면역세포의 면역반응 이미 많은 면역세포가 이미 태아 시기부터 존재하지만, 여러 면역세포의 기능은 생후에 관찰되는 면역세포의 기능과 질적으로 다르다. 이는, 면역세포가 초래할 수 있는 면역반응과 염증반응이 태아의 발달 과정과 임신 과정에 좋지 않은 방향으로 영향을 끼쳐 유산 등을 초래할 수 있기 때문이다. 따라서 태아의 면역세포들의 면역반응은 보다 면역관용(tolerance) 방향으로 조절되어 있다. 대표적인 예가 T세포의 경우, 태아의 T세포는 훨씬 더 조절 T세포 쪽으로 잘 분화가 되며, 면역관용을 일으킨다는 것이 알려져 있다. 또한 인터페론감마와 같은 사이토카인의 염증성 반응의 정도 역시 태아의 T세포는 훨씬 적다는 것이 보고가 되었다. 2.2. 신생아 시기의 면역계와 면역반응 2.2.1. 신생아 시기의 면역세포의 면역반응 초기의 신생아 시기의 면역세포의 면역반응은 태아 시기의 면역세포의 면역반응과 크게 다르지 않고 미성숙하다고 여겨졌다. 그러나 최근의 BCG 백신을 위한 연구를 통해 보인 것은, 신생아의 경우 면역기억(Immune memory)을 유발할 수 있는 충분한 제1형(Type 1) 면역반응을 유도할 수 있다는 점이다. 또한 수지상세포(Dendritic cell)의 경우 역시, 여러 보조 신호 물질을 발현하며, 항원을 T세포에 잘 표지할 수 있다는 것이 보였다. 따라서 기존의 관념과 달리, 신생아의 면역세포가 미성숙하다고 할 수 없다. 그러나 한 가지 확실한 것은, 여전히 신생아 시기에 존재하는 면역세포의 종류가 성숙한 어른의 그것과는 다르다는 점이다. 이는 여러 종류의 면역세포가 나타나는 시기가 다르고, 이에 따라 면역반응이 달라지기 때문이라고도 이해가 될 수 있다. 예를 들면 성숙한 B세포의 경우, T세포와 상호작용에 의해 성숙하게 분화되기 위해서는 완전한 림프절의 구조가 필요하다. 그러나 여전히 신생아 시기에도 이 부분이 완성된 상태가 아니기 때문에, 같은 항원에 대한 항체의 생성이 충분히 일어나지 않게 된다. 또한 생성되는 항체의 종류 또한 달라질 수 있는데, 마우스를 이용한 연구에서, 신생아 시절에 노출된 미생물의 다양성이 충분하지 않은 경우, 항체 중 알레르기와 관련된 IgE형의 항체가 더 많아진다는 보고가 있었다. T세포의 경우, 태아의 T세포와 마찬가지로 신생아의 T세포 역시 조절 T세포와 제2형 T세포로 분화가 잘 되게 되는데, 이는 인터페론감마와 같은 사이토카인의 분비량 감소와 관련이 된다. 이의 또 다른 면은 결국, 신생아의 면역세포가 인터페론감마를 필요로 하는 면역반응을 잘 하지 못하게 하는 결과를 초래하여, 신생아로 하여금 여러 종류의 박테리아와 바이러스 감염에 취약하게 만드는 하나의 원인이 되기도 한다[2]. 3. 면역체계의 발달 과정과 기능에 미치는 환경의 영향 3.1. 모계 인자(Maternal factor)가 태아의 면역계 발달과 면역반응에 미치는 영향 3.1.1. 어머니가 섭취하는 음식물(diet)의 영향 태아 시기의 면역세포의 발달 과정 역시 다른 모든 발달 과정과 마찬가지로 태아의 유전적인 요인뿐 아니라, 어머니의 환경과 상호작용을 통해 이루어진다. 따라서 태아가 자라고 있는 자궁의 환경, 곧 어머니의 여러 상태에 따라서 면역계의 발달이 영향을 받을 수 있다. 대표적인 것이, 어머니가 섭취하는 음식물의 영향이다. 어머니의 영양실조(malnutrition)의 경우, 다른 발달의 과정에 크게 영향을 주며, 역시 태아의 면역체계에 발달에 큰 영향을 줄 수 있다. 영양실조는 면역체계의 발달에 꼭 필요한 여러 영양소를 결핍시킬 수 있기 때문이다. 아연이 결핍되면, 흉선과 비장의 크기가 줄 |
