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1. 혈청학 개요
1.1. 면역계 구성과 기능
면역계는 생체 내 병원체와 이물질로부터 우리 몸을 보호하는 방어 시스템이다. 면역계는 림프구, 단핵구, 과립구 등의 다양한 세포로 구성되어 있으며, 체액성 면역과 세포성 면역을 통해 효과적으로 작용한다. B세포와 T세포는 각각 항체를 생산하고 세포독성을 나타내어 병원체를 직접 공격하거나 파괴한다. 또한 NK세포는 바이러스에 감염된 세포와 종양세포를 선택적으로 공격하여 제거한다. 이처럼 면역계는 다양한 기능을 수행하며 외부 병원체와 이물질로부터 우리 몸을 보호하는 중요한 역할을 한다. []
1.2. 항체의 종류와 특성
IgM은 분자량이 가장 크며 5량체 형태로 존재하는 항체이다. IgM은 1차 면역반응 시 주로 생성되며, 체액성 면역반응의 주 작용 기전에 관여한다. IgG는 분자량이 가장 작은 단량체 형태의 항체이며, 2차 면역반응 시 주로 생성되고 태반을 통과할 수 있다. IgG는 혈청 내 농도가 가장 높다. IgE는 알레르기 반응과 관련되어 있으며, IgA는 초유, 눈물 등에 주로 존재하는 항체이다. 이처럼 항체는 그 종류와 특성에 따라 체액성 면역반응과 알레르기 반응 등 다양한 역할을 담당하고 있다.
1.3. 보체계의 활성화 경로
보체계는 크게 고전적 경로, 대체 경로, 렉틴 경로의 3가지 활성화 경로를 가진다. 고전적 경로는 항원-항체 복합체에 의해 활성화되어 체액성 면역반응의 주 작용 기전을 담당한다. 대체 경로는 항원-항체 복합체 없이도 활성화되는 선천 면역기전에 해당한다. 렉틴 경로는 C1과 항체 없이 MBL(mannose-binding lectin)과 MASP(MBL-associated serine protease)에 의해 활성화된다. 이렇듯 다양한 경로를 통해 보체계가 활성화되어 염증반응을 유발하고 항체와 함께 세포용해, 화학주성, 옵소닌화 등의 기능을 수행한다. 보체계의 활성화는 미생물 감염과 면역복합체 침착 등 다양한 면역학적 과정에서 중요한 역할을 담당하며, 그 기전과 조절 메커니즘이 지속적으로 연구되고 있다.
1.4. 주요 혈청학 검사 원리
혈청학 검사는 혈청 내 특정 물질의 반응을 통해 질병 유무나 상태를 파악하는 방법이다. 혈청 내 항체, 항원, 보체, 효소 등의 반응을 관찰하여 진단에 활용한다. 대표적인 원리로는 응집반응, 침강반응, 면역형광반응, 효소면역검사 등이 있다. 응집반응은 항원과 항체가 결합하여 응집체를 형성하는 현상을 이용하며, 침강반응은 면역복합체가 침전되는 것을 이용한다. 면역형광반응은 항원-항체 반응을 형광 물질로 표지하여 관찰하고, 효소면역검사는 효소와 항원-항체 반응을 이용한다. 이 외에도 방사면역측정법, 면역크로마토그래피법 등 다양한 원리의 혈청학 검사가 활용되고 있다. 이러한 검사법을 통해 질병의 원인, 진행 상태, 예후 등을 파악할 수 있으며, 정확하고 신속한 진단에 기여한다. [1,2,3]
2. 혈청학 검사 및 해석
2.1. 혈청 비동화 및 보관
혈청 내에는 보체라는 단백질이 다량 존재하며, 이는 혈청의 비동화 과정을 통해 불활성화된다. 혈청 비동화는 보체 성분을 열에 의해 불활성화시키는 것으로, 56°C에서 30분간 가열하거나 65°C에서 3분간 가열하면 보체 활성이 억제된다. 이렇게 비동화된 혈청은 8시간 이상 냉장 보관할 경우 다시 재활성화되므로, 재비동화를 위해 56°C에서 10분간 가열하는 과정이 필요하다. 보체의 활성이 유지되어야 하는 실험에서는 혈청을 비동화하지 않는다. 예를 들어 보체 측정 실험, 면역전기영동, 종양 표지자 측정 등에서는 비동화를 하지 않는다.
비동화 과정을 거치지 않은 혈청은 생화학 검사에 있어서 정확한 결과를 얻을 수 없다. 따라서 혈청 검사를 위해서는 반드시 56°C에서 30분간 가열하거나 65°C에서 3분간 가열하는 비동화 과정이 선행되어야 한다. 이를 통해 혈청 내 보체가 불활성화되어 면역 반응이 억제되고, 정확한 검사 결과를 얻을 수 있게 된다. 또한 비동화된 혈청은 장기간 냉장 보관이 가능하여 실험 시 필요한 경우 언제든 활용할 수 있다.
2.2. 항원-항체 반응의 특이성
항원과 항체의 결합은 매우 특이적이다. 각각의 항체는 특정한 항원에 대해서만 반응하며, 항원의 어느 부분과 결합하는지에 따라 그 결과도 달라진다. 따라서 항원-항체 반응은 매우 민감하고 정확한 방법으로 특정 질병이나 감염을 진단할 수 있다.
항체의 항원 결합부위는 고유한 입체구조를 가지고 있어 특정 항원에만 결합할 수 있다. 이러한 항원-항체 결합의 특이성은 주로 수소결합, 소수성 결합, 이온결합 등의 비공유결합에 의해 나타난다. 항체는 항원의 특정 부위에만 결합하며, 이 부위를 항원 결정기(epitope)라고 한다. 하나의 항원분자에는 여러 개의 다양한 항원 결정기가 존재할 수 있다.
항원-항체 반응의 특이성으로 인해 여러 가지 혈청학적 검사법이 개발되었다. 매독, 간염, 자가면역질환 등을 진단하는데 활용되며, 특정 항원이나 항체의 존재 및 농도를 확인할 수 있다. 또한 혈청에 존재하는 단백질의 성상을 확인하여 질병을 진단하거나 감시할 수 있다.
항원-항체 반응의 특이성은 각각의 결합 부위가 상호작용하여 나타나는 결과이므로, 항원과 항체의 농도 비율에 따라 반응 양상이 달라질 수 있다. 예를 들어 항체의 농도가 과도하게 높으면 항원-항체 복합체 형성이 저해되는 전역반응(prozone)이 나타날 수 있다. 따라서 검사 시 적절한 희석배수를...
