신종 플루, 조류 독감, 아토피에 암까지……
불안한 시대를 살아가기 위한 상식, 면역의 과학!

지난 해, 전 세계를 공포에 몰아넣었던 신종 플루를 기억하는가? 해마다 잠잠할 날이 없는 조류 독감과 돼지 콜레라는? 1996년 일본을 대 위기에 빠트렸던 병원성 대장균 O-157은 수십 명의 사망자를 낳기도 했다.
이런 전염성 질환 외에도 버스 손잡이, 놀이터의 모래, 옆 사람의 재채기 등 우리가 먹고 마시고 잠자는 일상생활 속에는 상상할 수 없을 만큼 수많은 병균이 살고 있다. 이러한 위험 요소들 속에서 우리가 하루하루를 건강히 살아갈 수 있는 이유는 무엇일까?
《내 몸을 지키는 면역의 과학》의 저자 마쓰오 가즈히로는 일본 국립감염증연구소의 연구원으로 면역계의 최전선이라고 할 수 있는 에이즈의 백신 개발을 담당하고 있다. 현장 연구자의 생생한 목소리로 씌어진 이 책은 신종 플루나 조류 독감 등 전염성 질환이나 알레르기, 암, 에이즈 같은 질병으로 불안에 빠진 사람들에게 스스로 자신의 몸과 치유 능력에 대해 알아갈 수 있도록 완벽한 가이드라인을 제시한다. 우리 몸을 지키는 것, 바로 ‘면역의 과학’을 통해 질병이 어떻게 발생하며 어떻게 치유되는지 쉽게 알아갈 수 있을 것이다.


면역계는 어떻게 활동하고 어떻게 우리 몸을 지키고 있는가
정교하고 아름다운 인체 네트워크를 통해 밝혀지는 면역의 신비

이 책은 총 7장으로 구성되어 있다. 1장에서는 면역계란 무엇인지를 설명하고, 2장에서는 감염증과 면역에 대해, 3장에서는 면역계의 이상 반응이 만들어낸 알레르기를 다룬다. 4장은 사망률 1위의 질병인 암을, 5장~7장까지는 저자의 전문 분야이자 면역계의 최대 과제인 에이즈에 관하여 언급한다. 《내 몸을 지키는 면역의 과학》은 병원의 의사들이 환자들에게 미처 설명하지 못했던 우리 몸속 면역계의 작용을 그림을 통해 쉽고 간단하게 설명한다. 질병의 발병 원리를 과학적으로 분석해 그 대처 방안을 모색하고, 여러 사례를 통해 그 치료법을 찾는다. 병을 알고 나(내 몸)를 알아야 질병에 대처하고 잘 싸워나갈 수 있지 않을까.

면역이란 무엇인가

세균이나 바이러스가 우리 몸속에 침입했을 때, 이들이 더 이상 활개를 치지 못하게 저지하는 활동이 ‘면역’이다. ‘면역免疫’이란, 글자 그대로 전염병疫病에서 벗어나는免 것을 말한다. 이러한 면역은 한마디로 정의할 수 있는 단순한 반응이 아니라, 굉장히 정교하고 복잡한 우리 몸속의 네트워크에 따라 이루어진 시스템이다. 만약 면역계가 없다면, 우리는 세균이나 바이러스의 침입과 동시에 목숨을 잃을지도 모른다. 그렇다면 면역계는 어떻게 우리 몸을 지키고 있는 것일까.
면역은 크게 ‘자연 면역’과 ‘획득 면역’으로 나뉜다. 바이러스나 세균이 체내에 침입하는 순간, 면역계는 외부 적의 침입을 막기 위해 발 빠르게 움직인다. 세균은 호중구나 매크로파지 등의 ‘탐식세포’가 출동해서 침입자를 분해한다. 바이러스의 경우 ‘자연살해세포(NK세포)’가 침입자를 발견해서 바이러스에 감염된 세포를 파괴해서 바이러스를 통째로 퇴치한다. 이러한 면역 반응은 인간이 태어나면서부터 갖추고 있는 것으로 우리는‘자연 면역’이라고 부른다.
이 자연 면역의 벽을 뚫고 다량의 병원체가 몸속에 들어와서 감염이 확대되는 경우에는, 감염 세포를 찾아내서 해치우거나 그 병원체와 결합하는 항체를 만드는 세포군이 발동하기 시작한다. 이 세포들이 일으키는 ‘항원 특이적’ 면역반응을 총칭해서 ‘획득 면역’이라고 한다. 병원체 등의 항원과 만남으로써 비로소 우리 몸속에 갖추어진다는 의미에서 획득 면역이라고 표현한다.

면역세포
면역세포는 말 그대로 면역을 담당하는 세포를 말한다. 하지만 인체의 다른 세포들과는 다르게 장기를 형성하지 않고, 세포 단위로 혈관이나 림프관을 돌아다니다가 세균이나 바이러스가 침입했을 때 그곳으로 달려가 이물을 제거하는 역할을 한다.
면역세포는 골수에서 만들어지는데, ‘림프조직(흉선, 비장, 장관 등)’이라고 부르는 기관을 통해 정맥을 타고 심장에 도착한다. 동맥을 타고 신체 구석구석으로 운반되는 면역세포는 다시 정맥을 타고 심장을 경유해 림프조직으로 돌아간다.
면역 세포는 모두 조혈줄기세포에서 분화된 것이다. 주요한 것들로는 체내에 침입한 이물을 씹어서 분해하는 대식세포, 면역 반응을 총 담당하는 헬퍼 T세포, 헬퍼 T세포를 통해 활성화되는 킬러 T세포, B세포, NK세포 등이 있다.

백혈구
드라마의 단골 소재로 등장하는 백혈병을 알고 있을 것이다. 산소를 운반하는 적혈구와 함게 백혈구는 자주 입에 오르내리는데, 백혈구는 단일 세포는 아니며, 과립구, 단핵구, 대식세포, 림프구로 나뉘는데 이들은 각각 여러 세포들로 구성되어 있다. 백혈구의 가장 중요한 역할은 체내에 침입한 적(세균이나 바이러스)을 퇴치하는 것이다. 상처를 입었을 때 상처 부위에 생기는 하얀 고름을 본 적이 있을 것이다. 이 고름은 백혈구의 과립구 중 하나인 호중구와 세균이 치열하게 싸운 뒤에 생긴 시체들이다.

항원 항체 반응
우리 몸에 병원체나 꽃가루 등의 이물(항원)이 침입하면, 그 침입자를 찾아내서 이물과 결합해 우리 몸을 지키는데 이것을 항원 항체 반응이라고 한다. 이물과 결합하는 단백질이 바로 항체이다. 항체는 면역글로불린이라는 분자에서 만들어지며, 물에 녹는 단백질이기 때문에 항체 작용에 바탕을 둔 면역을 ‘액성 면역’이라고 한다. 이 액성 면역에서 항체의 활동을 지원해 주는 것을 보체라고 한다. B세포는 항체 생산 세포(형질 세포)를 만들어내며, T세포는 아닌 ‘세포성 면역’을 담당한다. ‘세포성 면역’이란 면역세포가 이상을 일으킨 세포에 작용해서 이를 배제하는 면역 시스템을 말한다.

백신 연구
백신(vaccine)은 면역 반응을 의료 현장에서 실제로 응용한 것이다. 백신이란 바이러스나 병원균 등 병원체가 야기하는 감염증, 또는 특정 독소에 맞서 자신이 갖고 있는 내성(면역력)을 강화시켜 감염을 방지하거나 증상을 완화시키는 일종의 면역력을 높이는 치료제이다. 1796년 제너의 종두법에서 시작되었으나, 에이즈, 말라리아, 고원성 인플루엔자 등 전 세계에는 아직까지도 백신이 없는 감염증이 많이 존재한다.

신종 플루, 알레르기, 암, 에이즈……
인간을 위협하는 질병에 우리는 어떻게 대처할 것인가

해마다 반복되는 인플루엔자 감염증-신종 플루, 조류 독감

바이러스 감염증의 대표적인 사례는 인플루엔자(유행성 독감)이다. 전 세계적으로 악명을 떨쳤던 스페인 독감(1918~1919)에서부터 2009년 우리를 공포에 빠트렸던 신종 플루까지 이 모든 것들은 인플루엔자 바이러스가 일으키는 급성 감염증의 일종이다.
신종 플루는 변이가 많은 A형 인플루엔자 바이러스의 변이이며, 조류 독감은 인간 인플루엔자 바이러스와 조류 인플루엔자 바이러스가 변이를 일으켜 만들어진 것으로 추정된다. 인플루엔자는 수 년 혹은 수십 년을 주기로 신형 인플루엔자 바이러스가 출현하고 유행하는 역사가 되풀이되고 있다. 신종 플루 치료제로 잘 알려진 ‘타미플루’ 역시 이 인플루엔자 바이러스를 치료하는 치료제로 개발된 것이다.
인플루엔자를 예방하려면 손 씻기, 양치질, 적절한 습도를 유지하며 휴식을 충분히 취하는 것이 기본이며, 백신을 통해 면역계를 미리 활성화시키는 것도 중요하다.

우리를 괴롭게 만드는 알레르기

알레르기란 면역계가 특정 항원에 과민반응을 보이는 증상을 말한다. 봄철 재채기로 사람들을 괴롭히는 화분증의 경우 인체에 무해한 꽃가루를 적으로 오인해서 지나친 면역 반응을 일으키는 알레르기이다. 아토피성 피부염, 천식, 비염 알레르기, 동물 알레르기, 음식 알레르기 등 종류도 다양하다.
알레르기의 원인은 아직 밝혀지지 않았다. 다만 항원에 과다하게 노출되었거나 유전일 것이라는 추측이 있다. 그리고 또 한 가지로 너무 깔끔한 환경을 꼽을 수 있다. 최근 살균과 항균을 앞세운 제품들이 넘쳐나고 있는데, 이런 제품들이 알레르기 체질을 조장할 수 있다는 우려가 높다. 성인의 경우 면역계가 자리 잡아 큰 문제가 없겠지만, 유아의 경우 큰 영향을 미칠 수 있다. 세균을 잡는 행위가 알레르기 체질을 야기할 수도 있는 것이다.
알레르기의 치료제로는 항히스타민제, 스테로이드제 등이 있으며, 이 외에도 다당류를 이용한 경구 화분증 치료제 등 다양한 치료제가 개발 중에 있다.

영원한 공포의 대상-암

우리 몸의 세포에는 수명이 있어 증식과 죽음의 적절한 균형을 이루고 있다. 그런데 환경이나 음식 등의 영향으로 유전자에 돌연변이가 나타나 정상 세포가 죽지 않고 끊임없이 증식을 되풀이하는 경우가 발생하는데, 우리는 이것을 암(癌)이라고 한다.
암의 발단이 되는 돌연변이 세포는 건강한 사람들에게도 흔히 발생하지만, 면역세포의 활동으로 모두 퇴치되기 때문에 암으로 발전하지 않는다. 그런데 여러 요인으로 면역력이 떨어지거나 암세포가 면역계의 감시망을 빠져나가면 세포는 제멋대로 증식하고 분열해 암이 발생하게 되는 것이다
이 책에서는 암의 발생 원인뿐만 아니라 치료 요법의 선택, 치료 원리 등을 상세하게 다루고 있다. 또한 암세포를 파괴하는 NK세포의 활약 등을 통해 암 질환을 두려워하거나 암 질환에 고통 받는 사람들에게 암을 이겨낼 수 있는 원리와 과학적인 지식을 심어 줄 것이다.

인류 최후의 과제-에이즈

후천성 면역 결핍증이라는 이름만으로도 잘 알 수 있듯, 에이즈는 인간의 면역계가 ‘인간면역결핍 바이러스(HIV, Human Immunodeficienty Virus)’에 감염되어 나타나는 진행성 증후군을 말한다. 즉, 후천적으로 면역 기능이 소실된 질병이라는 뜻이다.
HIV에 감염되면 우리 몸을 지키는 면역계가 손상되어 저항력이 점차 떨어지게 된다. 면역계가 공격받게 되면 감염증이나 악성 종양 등에 무방비로 노출되게 되고, 합병증으로 사망하게 된다. 에이즈는 감염자의 혈액이나 체액으로 전염되기 때문에 일상생활에서는 전염되지 않는다. 짧게는 2년, 길게는 10년 이상 증상이 나타나지 않는 경우도 있다. 하지만 일단 증상이 나타나게 되면 증상을 치료하는 결정적인 치료제가 없기 때문에 치료가 어렵다.
저자 마쓰오 가즈히로는 에이즈 백신을 개발하는 연구자로서 에이즈의 발생 원리와 발병 과정, 치료 원리까지 구체적으로 다루고 있으며, 전 세계적인 에이즈 감염 상황과 백신 개발을 통해 앞으로 인류가 대처해야 할 방향을 제시한다.

《내 몸을 지키는 면역의 과학》은 우리 몸속 면역계의 작용을 통해 인간이 질병과 싸워나가는 원리를 과학적이지만 쉽고 자세하게 설명하고 있다. 후천성면역결핍증인 에이즈의 백신을 개발하고 있는 저자의 이야기를 통해 우리 몸을 건강하게 지키는 면역의 세계에 좀 더 가까이 다가갈 수 있을 것이다.


세상 모든 과학 이야기 사이엔티아_SCIENTIA 시리즈

사이엔티아는 바다출판사가 새로이 출간하는 청소년 과학 도서 시리즈입니다. “사진과 그림으로 떠나는 21세기 최첨단 과학 여행”이라는 콘셉트로 기초 순수과학에서부터 논리학, 수학을 포함하여 최첨단 응용과학까지 과학의 모든 영역을 아우를 이 시리즈는 인류가 쌓아온 모든 과학적 지식뿐 아니라 현대인의 삶에 없어서는 안 될 첨단 과학의 현주소를 충실하게 짚어낼 것입니다.
이 시리즈는 중고등학생이 주 독자층이지만, 최신 과학 분야의 성과도 다루고 있어 대학생 및 일반인들도 읽을 만한 시리즈입니다. 특히 각각의 책에 담긴 풍부한 사진과 그림 자료를 이용한 다채로운 편집은 내용 이해를 도울 뿐 아니라 독서의 재미를 배가시킬 것입니다.
* SCIENTIA는 과학을 의미하는 SCIENCE의 라틴어 원어로, “지식”, “앎”이라는 뜻을 가지고 있습니다. 이 시리즈는 과학이 만들어가는 우리 시대의 새로운 “지식”과 “앎”을 충실히 담을 것입니다.