항체(면역글로불린)

면역글로불린이란 이종 물질이 생체에 들어가 생체 세포를 자극하여 생체 세포가 생성한 혈청단백으로 체액성 면역에 중요한 역할을 하고 있다. 즉, 장티푸스나 일본 뇌염에 걸리면 그 사람의 혈청 중에는 장티푸스나 일본뇌염의 균과 반응하는 면역글로불린이 생성되는데 이것을 항체라고 한다.
 항체의 구조는 전기영동법을 응용한 분석법으로 처음 소개되었고, 그 이후 초원심분리 법, 크로마토그래피법, 면역화학적 분석법 등의 출현으로 그 구조가 점차 밝혀졌다. 면역글로불린의 기본구조는 전체 모양이 240×50Å 정도의 Y자형이며 다중 쇄 구조를 갖고 있고 어느 것이나 대소 두 종류의 폴리펩타이드 쇄 2개씩 4개를 가지고 있다. 4개의 폴리펩타이드 쇄 중 2개는 분자량이 50,000 정도의 무거운 사슬(heavy chain) 2개와 분자량이 20,000~25,000 정도인 가벼운 사슬(light chain) 2개로 되어있으며 각 chain은 S-S bond로 연결되어 있다. 또 항원과 결합할 결합 부위를 갖고 있어서 2개의 결합 부위를 갖고 있으면 2가 항체라 하고 1개의 결합 부위를 갖고 있으면 1가 항체라 한다. 전기영동법으로 L-chain과 H-chain을 분석해 보면, L-chain은 면역성이 다른 Kappa와 람다 중 하나로 되어있고, H-chain은 항원성이 다른 여러 성분으로 되어있다.
H-chain과 L-chain은 모두 항체의 분자 상의 항원과 결합하는 부위(binding sites)에 공헌하고 있는데 대부분의 결합능력이 H-chain 상에 있다. 항체의 특이성은 아미노산의 서열에 의해 결정된다고 보고 있는데, L-chain의 경우는 214개의 아미노산 중 N-말단부터 108번째 아미노산까지는 항체의 특이성을 나타내는 변이성 부분이고, 109번째 아미노산부터 214번째 C-말단까지는 불변 부분으로서 거의 모든 항체에 대해서 일정하다. H-chain은 446개의 아미노산 중 N-말단부터 114~119번째 아미노산까지가 항체의 특이성을 나타내는 변이성 부분이고, 나머지 부분은 항체에 대해서 일정한 불변 부분이다.
사람의 면역글로불린은 사람의 면역글로불린에 대한 항혈청을 이용하여 면역확산법이나 면역전기영동법으로 분류한 결과 IgG, IgM, IgA, Ig D, IgE의 5 class로 나눌 수 있다.
① IgG : 총 면역글로불린의 80%를 차지하는 것으로 건강인의 혈청 중 700~1,500mg/dl이 함유되어 있으며 분자량이 16만이고 침강계수가 6.6 S이다. 태반을 통과하며 항원과 결합할 결합 부위가 2개 있어서 항원 2분자와 결합할 수 있으므로 2가 항체라고 한다. H-chain의 항원 차이로 IgG 1부터 IgG 4까지 4개의 subclass로 분류할 수 있으며, 3% 정도의 탄수화물을 함유하고 있어 성인의 혈청 수준에 도달하려면 생후 4년 정도 걸린다. 여러 가지 항원에 대한 항체는 대부분 IgG에 속해 있다.
② IgM : 초기 면역에 중요하며, 총 면역글로불린의 5~10%를 차지한다. 건강인의 혈청 중 50~200mg/dl이 함유되어 있고 분자량이 약100만, 침강계수가 19 S이다. 태반을 통과하지 못하고 항원과 결합할 결합 부위가 10개 있어서 항원 10분자와 결합할 수 있으므로 10 가 항체라 한다. 그러나 항원이 큰 단백 항원일 경우에는 IgM 1분자당 항원 5분자밖에 결합하지 못한다. 개체발생적으로 가장 빨리 생산되어 병원체가 침입 후 2~3일부터 항체가 만들어진다. 생후 성인의 혈청 수준에 도달하려면 1년 정도 걸린다.
③ lgA : 총 면역글로불린의 10~20%를 차지하므로 건강인의 혈청 중 150~250mg/dl이 함유되어 있고 태반을 통과하지 못하며 혈청 IgA와 분비 형 IgA로 나눌 수 있다. 혈청 IgA는 분자량이 약 17만, 침강계수는 monomer가 7S, polymer가 9S, 11S, 13S이고, 분비 형 IgA는 분자량이 39만, 침강계수가 11S이다. IgA의 생성 세포는 약 85%가 소화관의 점막이나 기도 점막, 고유장치의 림프관에 분포해 있고 나머지가 비장이나 골수 림프샘에 분포해 있지만, 혈청 IgA의 경우는 주로 비장이나 골수의 림프샘에서 유래하고 일부는 장관 림프 장치 등에 의해 유래한다. 혈청 IgA는 6, 7세쯤에 성인의 혈청 수준 70%에 이르지만, S IgA는 생후 4주째에 타액 속에 나타나고 6주 후에는, 성인 양의 혈청 수준에 도달한다.
④ Ig D : Ig D 항체는 골수종 환자의 혈청단백에서 처음 발견되었는데 이 항체는 건강인의 혈청 중에 존재하는 모든 항체의 0.2%를 차지하고 있다. 혈중 농도는 3~4mg/dl로서 미량이므로 사람의 항혈청을 사용한 면역전기영동법에서는 검출되지 않고, anti-Ig D 혈청을 이용하면 침강 선이 생겨서 검출이 가능하다. Ig D 항체는 분자량이 19만, 침강계수가 7S로서 단백분해효소나 열에 처리하면 민감하게 변성하며 반감기는 2.8일 정도이고, 보체를 활성화하지 않는다. Ig D 항체는 항 디프테리아 toxoid 항체나 항핵항체로서 활성이 있고 알레르기질환에 검출되나 생리적 기능은 확실하게 밝혀지지 않았다.
⑤ IgE : 1966년 이시 자가에 의해 IgE란 명칭이 붙여졌으며 IgE 항체는 아나필락시스 상태의 과민증을 유도하고 기생충에 대한 면역에 중요한 역할을 담당하고 있다고 여겨진다. 혈청 중 IgE 항체는 어떤 종류의 알레르기 질환이나 기생충 질환에서 상승하며 강한 세포친화성을 가지고 있고, 혈중농도는 0.03∼0.1 mg/dl 함유되어 있어 방사면역측정법에 의해서만 검출되고 생물학적으로는 Prausnitz-Küstner(P-K)반응으로 검출된다. IgE는 기도, 소화관, 점막, 림프절 등의 국소에서 만들어져 피부나 그밖의 세포 백혈구에 결합하여 피부를 침입해오는 알레르기 유발 항원과 반응한다. 이상은 면역글로불린의 종류이다.

 신생아의 경우 모체의 IgM, IgA, Ig D, IgE는 태반을 통과하지 못하므로 태아에 이행하지 않지만 IgG는 임신 3~4개월이 되면 모체로부터 태반을 통해 태아에 이행되고, 태아 중의 IgG 농도는 모체의 혈청 중 농도보다 높아진다. IgG 중에는 여러 종류의 미생물에 대한 항체가 포함되어 있기 때문에 태생기 및 생후 수주간은 신생아를 감염으로부터 보호하는데 도움이 된다. 모체로부터 신생아에 이행된 IgG는 천천히 대사되어서 감소하여 생후 개월이면 거의 소실된다. 신생아는 생후 6주경부터 IgG 항체를 생산하기 시작하여 생후 10주경이 되면 증가하기 시작하고, IgM은 생후 얼마 안되어, igA는 생후 2~3주경부터 생성되어 1년 후에는 IgM, IgA, IgG는 성인의 70~80%에 달한다.
만약 태생기에 자궁내에서 풍진, 톡소프라스마, 매독 등에 감염이 되면 임신 5개월 후면 항체를 산출하게 되고 이때 산출된 항체는 IgM이 대부분이고 IgA도 있을 수 있다.