세포매개면역에서 바이러스 감염세포를 직접 사멸시키는 세포는?

세포독성 T세포는 감염세포의 항원을 인식하여 세포자멸사를 유도한다.

세포매개면역(cell-mediated immunity)은 항체보다 T세포가 중심이 되어 감염된 세포를 직접 제거하는 면역 반응입니다. 바이러스는 세포 안에 숨어 증식하므로 항체만으로는 제거하기 어렵고, 감염된 세포 자체를 사멸시키는 세포독성 기전이 필요합니다. 이때 가장 핵심적인 역할을 하는 세포가 바로 세포독성 T세포(cytotoxic T lymphocyte, CTL)입니다.

세포독성 T세포의 표적 인식
세포독성 T세포는 CD8을 발현하는 T세포로, 바이러스에 감염된 세포가 MHC class I 분자에 바이러스 유래 펩타이드를 제시하면 이를 T세포수용체(TCR)로 인식합니다. 거의 모든 유핵세포가 MHC class I을 발현하므로, CD8 T세포는 바이러스가 침투한 다양한 조직세포를 감시하고 제거할 수 있습니다. ^[2][4]

사멸 기전: 퍼포린과 그랜자임
세포독성 T세포가 표적세포를 인식하면 세포독성 과립(lytic granule)을 표적세포 방향으로 방출합니다. 과립의 주성분은 퍼포린(perforin)과 그랜자임 B(granzyme B)입니다. 퍼포린이 표적세포막에 구멍을 뚫으면, 그랜자임 B가 이 구멍을 통해 표적세포 내부로 들어가 카스파제(caspase) 경로를 활성화하여 세포자멸사(apoptosis)를 유도합니다. 퍼포린과 그랜자임 B는 단독으로는 불충분하며, 두 분자가 함께 작용해야 효과적으로 표적세포를 사멸시킬 수 있습니다. ^[2][3]

세포독성 T세포는 MHC class I에 제시된 항원을 특이적으로 인식한 뒤 퍼포린과 그랜자임 B를 분비하여 바이러스 감염세포를 직접 사멸시킵니다. 이 과정은 자연살해세포(NK cell)도 공유하지만, NK세포는 사전 감작 없이 선천면역으로 작동하는 반면 CD8 T세포는 항원 특이성과 면역 기억을 가지는 적응면역의 핵심 효과세포라는 차이가 있습니다. ^[2][3]

만성 감염에서의 기능 소진
만성 바이러스 감염에서는 CD8 T세포가 지속적인 항원 자극에 노출되면서 기능 소진(exhaustion) 상태에 빠질 수 있습니다. 기능이 저하된 바이러스 특이 CD8 T세포에서는 억제성 수용체인 PD-1(programmed death 1)이 선택적으로 높게 발현됩니다. ^[1] PD-1 경로를 차단하면 소진된 CD8 T세포의 기능이 회복되어 바이러스 제거 능력이 향상될 수 있다는 점은 면역관문억제제의 원리와 연결됩니다. ^[1]

혼동 주의! B세포는 항체를 생산하여 체액면역을 담당하지만 감염세포를 직접 사멸시키는 세포매개면역의 주효세포는 아닙니다. 비만세포는 알레르기 반응, 호산구는 기생충 방어와 알레르기, 혈소판은 지혈에 관여하므로 바이러스 감염세포의 직접 사멸과는 거리가 있습니다. ^[4]

핵심! 세포매개면역에서 바이러스 감염세포를 직접 사멸시키는 대표 세포는 CD8 양성 세포독성 T세포이며, MHC class I 제시 항원을 인식하고 퍼포린-그랜자임 경로로 세포자멸사를 유도합니다.