백신의 기본 원리는 면역세포의 항원-항체 반응을 이용한 것이다. 면역세포는 외부에서 침입한 항원을 인식하고 이에 대응할 항체를 만들어내는데, 이렇게 대응하기까지 일정 시간이 필요하다.
그래서 면역세포가 미리 항원을 경험하고 이에 대항할 항체를 체내에 만들어놓을 수 있도록 준비시키는 게 백신이다.
유사한 항원이 체내에 침입하면 면역세포가 곧바로 면역반응을 일으켜 항체를 생산하도록 시간을 단축하는 것이다.
인체에서 항체를 만드는 세포는 뭘까. 1956년 당시 미국 오하이오농업실험스테이션 소속의 브루스 그리크 박사는 갓 부화한 닭의 꼬리 아래 부위에 있는 윤활주머니(bursa of Fabricius)를 없애자 항체가 전혀 생성되지 않는 것과 달리 성체가 된 닭은 이 기관이 없어도 항체를 일부 생성할 수 있다는 사실을 확인했다.
조류는 윤활주머니에서 항체를 만든다는 게 밝혀졌고, 성체가 된 닭은 항체를 생성하는 미지의 세포가 다른 조직(림프 기관)으로 이동해 저장돼 있었기에 적은 양이지만 항체를 만드는 것이 가능했다. 그런데 인간에게는 이 기관이 없다.
이후 수십 년에 걸친 연구를 통해 인체에서 항체를 만드는 세포는 태어난 직후 8~9주 동안은 간에서, 그 이후에는 골수에서 만들어진 뒤 성장한다는 사실이 확인됐다.
이 세포는 윤활주머니의 첫 글자를 따서 B림프구라는 이름을 갖게 됐다.
B림프구는 성숙과정에서 유전자 재조합이 활발히 일어나고, 이를 통해 수많은 항원에 대응하는 다양한 항체를 생산한다.
혈액 내 전체 림프구 중 B림프구는 10~15%를 차지하며, 주로 림프절과 같은 림프 기관에서 대기하며 항원의 침입에 대비한다.
생체시스템이 정상적으로 작동할 때는 B림프구가 성숙하는 과정에서 면역능력이 너무 부족하거나 활발한 세포는 제거되고, 중간 정도의 능력을 갖춘 B림프구가 완성된다.
특히 자신의 생체 내 분자에 맞는 수용체를 가져 자가면역반응을 일으키는 B림프구는 사멸하거나 무반응 B림프구가 되도록 조치를 취한다.
이런 반응을 면역관용(immune-tolerence) 시스템이라고 한다. 면역관용 시스템이 제대로 발휘되지 못하면 류머티스 관절염과 같은 자가면역질환을 유발한다.
비활성 상태의 성숙한 B림프구는 수지상세포나 도움 T림프구의 작용으로 항원 정보를 받아 활성화돼야만 항체를 만들 수 있다.
항원 정보를 전달받은 B림프구 중 일부는 항체를 생산해 항원을 없애는 형질세포로 전환되고, 나머지는 항원 정보를 기억해 장기간 생존하는 기억 B림프구로 분화한다. 동일한 항원이 2차로 침입할 경우 기억 B림프구가 작용해 곧바로 항체를 생산한다.
