수동면역과 능동 면역 효과
동물에서 유도된 면역력이 혈청을 통해 다른 동물에 전달될 수 있음을 최초로 제시되면서, 산모 항체의 태아로도 전달되는 것도 수동면역의 일종으로 봅니다. 수동면역은 질병에 대한 예방과 치료 모두가 가능한데, 수동면역은 면역기억 반응을 유도하지 못해서 보호 효과가 일시적이고, 혈청병 등 합병증을 유발하는 단점이 있습니다. 능동 면역은 자연적인 감염이나 인위적인 백신 접종으로 획득할 수 있으며, 예방접종은 일반적으로 생후 2개월부터 시작합니다.
성공적인 백신 개발을 위해서는 백신이 체액선 면역과 세포성 면역 중에서 어느 쪽을 유도하는지 파악해야 하고, 백신의 면역기억 유도 여부를 알아야 합니다. 면역기억 유도성이 없으면 1차 면역으로 형성된 방어능력 소실 후 더 이상 숙주를 보호할 수 없게 됩니다. 약독화 백신은 바이러스가 약독화되어 병원성을 잃었지만 생균백신으로 분류되며, 숙주 내에서 한시적으로 성장이 가능합니다. 약독화 백신은 일시적이지만 숙주 내에서 성장할 수 있기 때문에 오랫동안 항원을 숙주의 면역체계에 제시할 수 있어서 생균백신처럼 1회 예방접종으로 충분하다는 장점이 있고, 약독화된 균주가 병원성을 회복해 질병을 일으킬 수 있는 위험성이 있습니다.
다양한 백신
병원균 및 바이러스를 열이나 화학적 방법을 이용해 숙주 내에서 증식이 불가능하도록 불활성화시켜서 제조한 백신으로, 불활성화 과정에서 항원 표면 결정기 구조를 원형대로 유지하려는 것이 중요합니다. 약독화 생백신에 비해서 안전하고, 물성도 안정하고 보관 및 운반이 쉬운 장점이 있지만, 숙주의 면역 상태를 유지하기 위해서는 반복 추가 접종이 필요합니다.
병원균 및 바이러스의 일부로 항원성이 있는 특정 부위를 이용하여 제조한 백신중에서 톡소이드(Toxoid)를 사용하는 백신은 병원균의 외 독소를 분리, 정제한 후 포름알데히드 등으로 불 활성화시켜 숙주의 항독소 항체 생성을 유도하여 병원균의 감염에 대처합니다. 합성 펩타이드를 사용한 백신은 항원 결정기만으로 구성된 펩타이드를 대량 합성하여 백신으로 제형 화한 것으로, 안전하고 항원성이 높다는 장점이 있습니다. 하지만, 서브유닛으로 면역유도성은 단백질보다 약하고, 체액성 면역반응과 세포성 면역반응 유도가 어려운 부분이 단점이고, 면역 보조제를 사용해 면역반응 유도성을 향상한다면 단점을 보완할 수 있습니다.
DNA 백신은 항원으로 사용될 단백질의 유전자를 플라스미드에 삽입하고, 이를 근육에 접종하여 근육세포 내에서 발현된 단백질 항원에 대한 항체를 유도하는 것으로, 항원으로 사용될 단백질이 숙주세포 안에서 원래의 형태로 발현되므로 단백질 변성 등의 문제가 없고 병원균에 직접 유도된 것과 동일한 면역반응을 유도합니다. 더욱이 냉장 저장이 필요치 않아 보관 및 운송에 편리한 장점을 갖고 있습니다. 재조합 백터 백신은 병원성 단백질 인자를 암호화하는 유전자를 약독화 바이러스나 세균에 도입해 제조하는 백신으로 약독화 균주와 다른 종류 병원균에서 유래한 유전자를 조합하며 제조해 키메라백신이라 부르기도 합니다.
바이오칩은 무엇인가
바이오칩(biochip)은 생물에서 유래된 DNA나 단백질과 같은 생체물질을 유리, 실리콘, 고분자 등의 재질로 된 고체기질 위에 고밀도로 집적화한 것으로 유전자 발현 양상, 유전자 결함, 단백질 분포 등의 생물학적 정보를 얻거나 생화학적 공정 및 반응 속도 또는 정보처리 속도를 높이는 도구나 장치입니다. 칩은 크게 DNA칩과 단백질칩, 랩온어칩(lab-on-a-chip)으로 나뉘는데, DNA칩은 수백에서 수십만 개 유전자의 DNA를 기질 표면 위에 고밀도로 집적한 것으로 해석하고자 하는 세포에서 추출한 mRNA로부터 합성된 형광표지 cDNA를 혼성 화해 각 유전자의 발현 변화를 측정합니다. 한 번의 실험으로 빠른 시간에 많은 유전자들의 발현 정보를 얻을 수 있습니다.
단백질칩은 특정 단백질과 반응할 수 있는 수백 종류 이상의 서로 다른 단백질이나 리간드 등을 유리나 금속 고분자 표면에 집적화시킨 것으로 단백질들과 특이적으로 상호작용하는 생체분자들의 존재, 기능, 역할과 분석방법 등을 이용해 대량으로 신속히 분석이 가능합니다. 랩온어칩은 시스템과 펌퍼, 밸브, 반응기와 추출기, 분리 시스템 등의 기능과 센서 기술을 칩상에 접목시킨 것입니다.
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