세균공포증 치료: 현실 확인 편

다음은 1장의 발췌문입니다. 미생물 행성에 대한 두려움: 세균공포증이 있는 안전 문화가 우리를 어떻게 덜 안전하게 만드는가.

제 여동생이 처음으로 호텔 방에 들어갔을 때, 그녀는 살균 물티슈 한 통을 가지고 가서, 얼마 전에 사람과 접촉했을 가능성이 있는 모든 표면을 닦습니다. 그녀는 이 일이 일어나기 전에는 다른 어떤 일도 하지 않습니다. 앉지도 않고, 짐 풀지도 않습니다. 아무것도 하지 않습니다.

"왜 그러세요?" 내가 그녀에게 물었습니다.

"그 안에 무엇이 있었는지, 누가 있었는지 알 수 없어요." 그녀가 대답했습니다.

그건 어디를 가도 마찬가지라고 생각했지만, 그때는 더 이상 강조하지 않았습니다. 제 여동생은 세균공포증이 있고, 제가 전염병 연구자라 하더라도 동생이 하는 다른 말에 설득당하지 않을 거라는 걸 알았습니다. 하지만 당신은 그럴지도 모릅니다.

세균공포증 환자들은 부정 속에 살고 있다

세균공포증(germophobes라고도 쓰임)은 미생물이 어디에나 있고 피할 수 없기 때문에 부인하며 산다. 지구상에는 언제나 약 6×10^30개의 세균 세포가 있다고 추정된다. 어떤 기준으로 보더라도 이는 식물에 이어 두 번째로 큰 바이오매스이며 모든 동물의 30배 이상에 해당한다. 미생물은 바다 바이오매스의 최대 90%를 차지하며, 10^30개의 세포는 240억 마리의 아프리카 코끼리 무게에 해당한다. 우리가 호흡하는 공기에는 1,800종 이상의 세균과 수백 종의 균류가 포자와 균사 조각 형태로 공중에 떠 있는 상당량의 유기 입자 물질이 포함되어 있다. 일부 미생물은 보통 먼지나 흙 입자에 올라타서 며칠에서 몇 주 동안 공중에 떠 있을 수 있다. 우리가 호흡하는 공기의 순수한 밀도는 우리가 야외에서 보낸 매 시간마다 수천 개의 미생물 입자를 흡입한다는 것을 의미한다. 안으로 들어가는 것도 크게 다르지 않습니다. 실내 공기는 일반적으로 직접적인 실외 환경과 연관되어 있고 환기와 점유에 따라 차이가 있습니다. 실내든 실외든 완전히 무균인 곳을 찾는 것은 거의 불가능하지만 어떤 곳은 다른 곳보다 더 더럽습니다.

보호용 호흡기 없이 곰팡이가 낀, 물로 손상된 지하실에서 작업하는 경우 곰팡이가 핀 건식벽체를 벗기면 수억 개의 에어로졸화된 곰팡이 포자에 매우 쉽게 노출되어 목, 부비동, 폐에 자극을 줄 수 있습니다. 가을에 갈아낸 잎, 젖고 갈색 엉망이 될 때까지 잠시 무시하다가 마침내 날씨가 건조하고 따뜻해질 때까지 방치했던 잎은 마침내 갈아내거나 불어낼 때 박테리아와 곰팡이 구름을 방출했을 수 있습니다. 그리고 나중에 해먹에서 휴식을 취할 때 약간의 기침이 있었을 수도 있습니다. 그것은 당신이 저어주고 흡입한 모든 미생물을 제거하려고 하는 폐의 노력이었습니다. 하지만 아마도 극복했을 것입니다. 폐는 대부분의 입자, 심지어 살아있는 입자도 제거하는 데 매우 능숙합니다.

이전에 여름에 호수에서 수영을 했을 때, 물에 닿는 순간 수조 개의 미생물에 노출되었습니다. 박테리아와 다른 단세포 유기체는 이미 여름철에 천문학적 수준으로 따뜻하고 영양이 풍부한 물에서 번성했습니다. 입을 다물었다고 생각하더라도 완전히 막지는 못했습니다. 문제없어요. 수영장에서 수영하고 모든 세균을 피할게요. 그러나 수영장은 항균 수준의 염소를 포함하고 있음에도 불구하고 여전히 배설물이 있을 수 있습니다. 이.코리와 녹농균(Pseudomonas aeruginosa). 어린이 수영장에 대해서는 아예 말도 안 해. 수영용 기저귀가 별로 안 된다고 생각했어? 아니. 똥과 똥에 딸려오는 미생물은 방법을 찾는다.

호수와 수영장의 모든 박테리아는 물 속에서 자연스럽게 살고 번식하는 것이 아닙니다. 상당수는 인간을 포함한 동물에서 유래했습니다. 우리는 피부, 입, 내장에 수조 개의 박테리아를 보유하고 있습니다. 수영장에는 화학적 처리가 효과가 없어서 미생물이 있는 것이 아니라 미생물이 있는 것입니다. 거기에 사람이 있어요. 우리는 말 그대로 세균공장그것은 우리 위에, 우리 안에, 그리고 우리가 만지는 모든 것에 존재합니다.

제가 대학에 다닐 때, 지역 형제회 중 한 곳에서 온수 욕조 마라톤 모금 행사를 열었는데, 참가자들은 가능한 한 오랫동안 온수 욕조에 앉아 있도록 후원을 받았습니다. 어떤 사람들은 몇 시간 동안 그렇게 했습니다. 그 다음 며칠 동안, 그들 중 많은 사람들이 모낭 주변에 물집이 생긴 가려운 붉고 울퉁불퉁한 발진을 보였습니다. 놀랍지 않게도, 온수 욕조에 있었던 그 모든 시간 동안 그들은 큰 박테리아 육수 배양물로 변했고, 형제회 남자들과 여학생들이 가까이서 접종했습니다. 화학 처리를 한 온수조차도 성장을 영원히 억제할 수 없었고, 아마도 피부에 식민지를 형성하고 발진을 유발하는 박테리아 녹농균, 기하급수적으로 증가했습니다. 사악한 외부 오염은 없었습니다. 그 모든 것의 근원은 슈도모나스 (Pseudomonas), 의심할 여지 없이 그것은 바로 사람들 자신이었습니다.

미생물 생물 반응기로서의 인간

우리 몸은 너무 많은 미생물에 의해 식민지화되어 우리 세포(총 10조 개)는 미생물 거주자보다 100배(총 4.4조 개)나 적습니다. 우리 몸의 미생물 군집은 엄청나게 다양하며, 수천 종의 박테리아와 곰팡이가 총 21,000만 개의 유전자를 발현하는 반면, 우리의 빈약한 XNUMX개 유전자 게놈과 비교됩니다. 과학 작가이자 생태학자인 알라나 콜렌이 인간 미생물 군집에 대한 훌륭한 입문서에서 언급했듯이 10 % 인간유전적으로 볼 때 우리는 10%도 인간과 다르지 않습니다. 실제로는 0.5%에 가깝습니다.

그러면 그 많은 미생물은 언제, 어디서 얻었을까?

자연분만을 목격한 사람이라면 아기가 완전히 깨끗한 환경에서 태어나지 않았다는 것은 분명합니다. 우선, 어머니의 질에는 박테리아가 가득 차 있는데, 주로 다음과 같은 박테리아입니다. 락토 바실러스. 당신은 알아볼 수도 있습니다 락토 바실루스 요거트 제품의 성분 목록을 보는 것에서, 그것이 종종 주요 구성 요소이기 때문입니다. 그래서 일부 바삭바삭한 조산사들은 임산부에게 효모 감염이 생길 수 있다고 생각되면 요거트를 질에 문지르라고 말합니다. 그렇다면 아기가 요거트 박테리아에 노출된다는 말인가요? 그게 잘못된 것은 아닙니다! 하지만 그게 전부가 아닙니다. 또 다른 흔한 현상은 분만 중인 여성이 배변할 수 있다는 것입니다. 하복부와 골반에 강한 압박감이 있기 때문에 분만 중인 여성은 종종 통제력을 잃기 시작하고 때로는 모든 것을 밀어낼 수 있습니다. 그 결과 아기는 질 박테리아 외에도 어머니의 배변 박테리아에 노출될 수 있습니다. 이러한 노출이 출생 시 발생하지 않더라도 나중에 병원이나 가정에서 발생할 수도 있습니다. 배변 박테리아는 쉽게 에어로졸화/공기 중으로 이동하고 흡입되거나 삼켜지기 때문입니다. 어느 쪽이든 모든 건강한 아기는 궁극적으로 식민지화될 것입니다. E. 대장균, 박 테로이드, 클로스 트리 디움, 황색 포도상 구균및 연쇄상 구균 몇 가지 예를 들자면, 어머니가 모유수유를 한다면, 아기는 또한 추가적인 Lactobacilli와 Bifidobacteria에 노출될 것입니다.

아기가 고형식품을 먹기 시작하면, 그녀의 장내 미생물군은 다양성이 증가하고 더 "성인과 같은" 미생물군을 가진 섬유질, 설탕, 단백질 및 지방의 새로운 공급원에 적응합니다. 성인 미생물군은 생후 첫해의 유아로서 덜 역동적이지만, 성인 미생물군은 여전히 ​​식단, 전반적인 건강, 항생제 노출 또는 감염의 변화로 인해 혼란에 빠질 수 있습니다. 이러한 변화가 미생물군을 어떻게 혼란에 빠뜨리고 현대 건강 문제와 어떻게 연관시킬 수 있는지에 대해서는 2장에서 더 자세히 설명하겠습니다. 그러나 이러한 혼란에도 불구하고 사람들은 미생물로 가득 차 있으며, 집, 학교, 사무실 또는 지구상의 다른 모든 곳에서 매일 엄청난 수의 추가 미생물에 노출됩니다.

집은 세균이 있는 곳이다

시퀀싱 기술을 사용하여 가정과 사무실의 공기와 먼지에 있는 미생물 다양성을 확인했을 때, 그 결과는 흥미로웠습니다. 실내 미생물은 표면에 있거나 공기 중에 바이오에어로졸로 존재할 수 있습니다. 놀랍지 않게도 실내 미생물과 바이오에어로졸의 주요 공급원은 지역 실외 환경입니다. 그러나 바이오에어로졸은 호흡, 피부 세포 탈락 또는 변기 사용으로 인해 동물과 인간 거주자에게서도 발생합니다. 표면에 있는 입자는 걷기, 진공 청소, 청소, 심지어 침대에 죽은 피부 세포, 곰팡이 및 박테리아가 가득하기 때문에 잠을 자는 동안에도 바이오에어로졸로 공기 중에 재부유될 수 있습니다.

사람이 사는 집이나 건물에는 사람을 식민지화하는 박테리아 종이 풍부합니다. 사실, 집이 주로 남성인지 여성인지는 미생물 프로필을 통해 예측할 수 있습니다. 남성의 비율이 높을수록 더 풍부했습니다. 코리 네 박테 리움, 데르마박터및 로즈부리아 종은 암컷과 관련이 있는 반면 암컷은 증가와 관련이 있습니다. 락토 바실루스 종. 가족에 고양이가 있는지 개가 있는지도 16S rRNA 시퀀싱으로 확인할 수 있습니다. 개는 56가지의 다른 박테리아를 가지고 있는 반면 고양이는 24가지의 박테리아를 가지고 있습니다. 고양이는 적어도 스스로를 씻고, 서로의 엉덩이를 냄새 맡는 데 훨씬 적은 시간을 보내므로, 아마도 그것이 차이를 설명할 수 있을 것입니다.

더욱 인상적인 것은 더 많은 개인의 미생물 군집이 시퀀싱됨에 따라 각 개인이 지문처럼 고유한 미생물 군집을 가지고 있다는 것이 분명해졌다는 것입니다. 성인이 되어도 다소 안정적이지만 이러한 독특한 미생물 군집은 식단, 나이, 호르몬과 같은 요인에 의해 변경될 수 있습니다. 더욱이 유전적으로 관련이 있고 동거하는 개인은 더 유사한 미생물 동거인을 갖는 경향이 있습니다. 한 연구에 따르면 가족이 집을 떠났을 때 미생물은 며칠 동안 남아 있었고 점차 감지할 수 없는 수준으로 감소했습니다. 이러한 미생물 지문의 손실은 미래에 법의학자가 용의자가 집이나 은신처를 비운 시점의 타임라인을 재현하는 데 사용될 수 있습니다.

놀랍지 않게도 욕실은 집이나 건물에서 표면이나 공기 중의 미생물을 만날 수 있는 가장 좋은 장소입니다. 욕실에서는 변기를 내리는 것만으로도 수십억 개의 박테리아가 포함된 바이오에어로졸이 생성될 수 있으며, 일부는 몇 시간 동안 공중에 떠다니며 근처의 모든 표면으로 이동할 수 있습니다. 뚜껑을 닫으면 박테리아 플룸을 줄일 수 있지만 생각보다 그렇게 많지는 않습니다. 반복해서 물을 내려도 대변 박테리아가 가득한 바이오에어로졸 생성을 완전히 없앨 수는 없습니다. 그 결과, 화장실에 들어가면 박테리아를 흡입하게 되고 만지는 모든 것이 박테리아로 뒤덮이게 됩니다. 이는 칫솔에 좋지 않습니다. 하지만 어떻게 된 일인지, 당신은 아직 살아 있습니다.

출산 중과 출산 후 어머니와 주변 환경에서 받는 미생물 노출 외에도, 우리의 장에 서식하는 미생물의 가장 두드러진 공급원은 우리가 먹는 음식에 따라 결정됩니다. 모유 수유를 하는 신생아의 경우 모유는 박테리아의 공급원이자 그 박테리아가 좋아하는 음식입니다. 모유의 일부 박테리아는 장에서 유래하여 유륜 주변 피부에 서식하는 미생물 외에도 순환 면역 세포에 의해 유선으로 운반될 수 있습니다.

또한 아기가 모유를 모유에서 직접 마실 때 일부 구강 박테리아도 모유 관련 미생물에 합류하여 장으로 이동합니다. 이런 방식으로 전달되는 박테리아의 종류는 어머니의 식단과 수유 방식(예: 모유를 통해 직접 또는 펌핑을 통해 간접적으로)에 따라 결정됩니다. 영아의 미생물군은 고형 식품을 도입하면 변화하여 2세 반 정도가 되면 다소 안정된 성인 미생물군과 유사해집니다. 수많은 연구 결과에 따르면 성인 미생물군의 발달에 가장 중요한 시기는 초기 생활 단계입니다.

위장관 파멸까지 2시간 5초

우리 모두는 음식을 "깨끗하게" 유지하는 것에 집착하는 사람들을 알고 있습니다. 식사하는 데 걸리는 시간보다 오래 테이블에 놓여 있는 음식이나 바닥에 떨어진 음식을 버리는 것은 꽤 일반적인 1세계 관행이 되었습니다. 그 결과 인기를 얻은 경험적 법칙이나 단축 규칙은 거의 없습니다. 예를 들어 음식을 두는 "2시간 규칙"과 바닥에 닿은 음식을 먹는 "5초 규칙"이 있습니다. 제 생각에 5초 규칙은 유아가 높은 의자에서 바닥에 완벽하게 좋은 음식을 던졌을 때 부모가 죄책감을 덜 느끼도록 하는 데 가장 유리합니다. 제 유아는 음식 위생에 대해 신경 쓰지 않는데, 제가 왜 신경 써야 할까요? 2시간 규칙도 마찬가지입니다. 가끔은 바빠서 칠리가 저녁 내내 차가운 스토브 위에 있다는 것을 잊어버립니다. 다시 데워도 괜찮다는 뜻인가요? 냉장이 없던 시절에 어떻게 살아남았을까요?

식품 안전 과학자나 미생물학자라면, 여러분의 일은 오염과 질병으로 이어질 수 있는 식품 보관 및 조리의 잠재적 위험을 식별하는 것입니다. 이는 주로 산업 및 상업적 식품 생산 및 조리를 위한 것입니다. 레스토랑을 검사하는 사람이라면 누구나 다양한 절차가 있으며 그 중 일부는 다른 절차보다 더 뛰어나다는 것을 알 수 있습니다. 어느 지역 검사관이 피하는 레스토랑을 말해 준 적이 있습니다(하지만 저는 그 중 한 곳을 너무 좋아해서 멈추지 않았습니다). 그녀의 경우와 식품 미생물학자의 경우 오염 가능성조차 문제가 됩니다. 훨씬 덜 우려되는 것은 상대적 위험인데, 이는 특정 관행이 오염과 질병으로 이어질 가능성입니다. 따라서 아주 사소한 위험조차도 위반으로 간주될 수 있습니다. 다시 말해, 검사관이 직무를 수행하지 않는 것처럼 보일 수 있는 아주 사소한 위험조차도 그들에게 문제가 될 수 있습니다.

수년에 걸쳐, 음식 준비 및 보관에 대한 이러한 무위험 사고방식이 가정에 들어왔습니다. 80시간 규칙이 좋은 예입니다. 대부분의 사람들은 음식을 버리는 데 그렇게 오래 기다리지도 않을 것입니다. 그러나 27시간 동안 방치된 음식에서 병원균이 자랄 것이라는 걱정의 대부분은 몇 가지 주요 가정의 결과입니다. 여기에는 하나 이상의 병원성 미생물의 생존 가능한 군집으로 시작한다는 가정, 음식에 소량의 소금과 방부제가 포함되어 있다는 가정, 중성 pH, 화씨 XNUMX도(~XNUMX°C) 이상의 최적 온도에 보관된다는 가정이 포함됩니다. 미생물학 수업에서 사용되는 식중독의 전형적인 사례는 할머니가 여름 피크닉을 위해 감자 샐러드를 만들고 손으로 섞어서 피부에 식민지화하는 물질을 접종하는 것입니다. 포도상 구균. 그런 다음 오후 내내 피크닉 테이블에 놓아두고(2시간보다 훨씬 더 오래) BAM, 모두가 식중독에 걸립니다. 이것은 확실히 가족 발병 가능성을 높이는 좋은 방법이지만, 완벽한 폭풍이며, 모든 사람을 아프게 하기 위해 그 시나리오에서 많은 일이 일어나야 했습니다.

교차 오염은 문제가 될 수 있는데, 특히 닭고기를 자른 곳에서 날로 먹을 음식을 준비하는 경우 더욱 그렇습니다. 닭고기를 깨끗이 씻는 것에도 한계가 있습니다. CDC는 조리하기 전에 씻지 말라고 경고합니다. 싱크대 주변에 박테리아가 가득한 물방울이 생길 수 있기 때문입니다. 사실, 적당히 조리한 대부분의 음식은 꽤 안전하며, 대부분의 음식을 실온에 두는 데 4시간이 적당한 시간입니다. 모든 것과 마찬가지로 사람들은 상식을 사용하고 주방에서 만든 엉망진창을 치우면 보통 괜찮습니다.

상식은 5초 규칙을 평가하는 데에도 통합니다. 5초 규칙은 바닥에 떨어진 음식을 5초 전에 집어 올리면 먹어도 괜찮다는 것을 말합니다. 일부 연구와 미디어 보도에서는 실제로 이 사실을 심각하게 받아들여 박테리아가 바닥에 얼마나 오래 놓여 있든 실제로 음식에 달라붙는다는 것을 지적했습니다. 하지만 이게 얼마나 유용할까요? 음식이 살균되지 않은 표면에 닿은 것에 닿으면 박테리아를 먹게 됩니다. 더 중요한 것은, 그 음식에 있는 박테리아가 병원성 박테리아나 바이러스일 가능성이 얼마나 되는지, 또는 질병을 일으킬 만큼 충분한 양을 전달할 가능성이 얼마나 되는지입니다.

앞서 언급했듯이 실내 환경의 미생물은 실외 환경의 미생물과 그 거주자의 미생물 군집을 거의 모방하므로 이미 그 박테리아의 대부분을 삼키거나 흡입하고 있을 가능성이 큽니다. 물론 바닥에 떨어진 음식 조각을 사용하여 감자 샐러드를 만든 다음 하루 종일 100도의 더위에 두었다면 가장 좋은 생각이 아닐 수 있습니다. 또는 전날 닭고기를 자르고 바닥에 떨어진 모든 주스를 치우지 않았다면 더 많은 양의 캄 필로 박터 속 jejuni or 살모넬라 장염 당신의 몸이 편안할 수 있는 것보다 더 많은 것을 먹으세요. 그렇지 않으면 바닥에 떨어진 음식을 먹고 죽거나 아플 가능성은 매우 낮습니다. 0은 아니지만 대부분의 사람들이 생각하는 것보다 더 가깝습니다. 내가 당신에게 말했다는 것을 아무에게도 말하지 말고, 당신이 그렇게 하는 것을 아무에게도 보지 못하게 하세요.

나쁜 세균 이론

"건강한" 미생물 군집이라는 개념은 불과 ​​수십 년 전에 생겨났지만, "우리를 죽이고 싶어하는 치명적인 세균"이라는 개념은 훨씬 더 오래되었습니다. 그 역사적 불균형의 결과로, 우리는 여전히 병원성 미생물에 많은 시간을 할애하고, 정상적인 미생물 환경이 문제를 일으키는 벌레를 어떻게 막을 수 있는지에 대한 시간은 덜합니다. 제가 논의했듯이, 과학자들이 미생물 생태학을 연구하는 데 사용하는 기술은 비교적 새로운 것입니다. 반면에 질병을 일으키는 단일 미생물을 분리하고 배양하는 능력은 1세기 이상 전부터 있었습니다.

미생물에 의해 발생하는 질병이라는 개념, 즉 세균 이론은 다른 여러 경쟁 이론을 극복해야 했습니다. 가장 인기 있는 이론 중 일부는 미아즈마와 오물 이론이었습니다. 미아즈마 이론은 질병이 유기물이 썩으면서 방출되는 대기 중의 유해 가스로 인해 발생한다고 설명했습니다. 매우 유사한 오물 이론은 인간의 배설물에 의한 물과 공기의 오염에 초점을 맞추었습니다. 현대 기준으로 보면 원시적으로 들리지만, 1930년대까지도 많은 주류 과학자들이 이를 지지했습니다. 오늘날 우리가 사용하는 일부 용어도 이러한 이론에서 유래했습니다. 예를 들어 말라리아는 본질적으로 '나쁜 공기'를 의미합니다.

19년 후반이 되어서야^th 로버트 코흐가 그의 기준을 제시한 세기는 현재 다음과 같이 알려져 있습니다. 코흐의 가정, 질병이 특정 여과 가능한 미생물에 의해 발생한다는 것을 입증한 공로로. 대부분의 과학적 발전과 마찬가지로 코흐는 이러한 아이디어를 처음부터 개발하지 않았습니다. 다른 사람들도 같은 방향으로 생각하고 있었습니다. 하지만 그는 자신의 연구를 재현하고 다양한 감염성 질병에 적용하는 방법을 명확하게 설명함으로써 다른 사람들이 실패한 곳에서 성공했습니다. 코흐의 가정은 감염된 개체에서 유기체를 분리하고, 배양하여 건강한 동물에게 재도입하고, 미생물을 원래 분리하고 의심되는 병원체와 동일한 것으로 재분리하고 식별할 수 있어야 한다고 명시합니다. 그는 탄저균에 대한 연구를 바탕으로 이러한 가정을 형성했고, 결핵과 콜레라에 대한 뒷받침 데이터를 추가로 생성했습니다.

코흐와 다른 사람들이 질병을 일으키는 박테리아를 분리하는 데 한 작업이 치명적인 세균 식별에 폭발적인 발전을 가져왔지만, 바이러스와 같은 다른 질병을 일으키는 요인은 숨겨져 있고 알려지지 않았습니다. 그들은 광학 현미경으로 시각화하기에는 너무 작았고, 감염시킬 숙주 세포 없이 배양할 수 없었습니다. 과학자들이 분명히 전염성이 있지만 원인 유기체를 분리할 수 없는 질병을 관찰했을 때의 좌절감을 상상할 수 있습니다. 완벽한 예는 1918년 스페인 독감입니다. 많은 연구자들은 코흐의 가정을 적용하여 독감 환자의 폐에서 감염원을 발견하고자 했습니다. 문제를 복잡하게 만들기 위해, 중증 질환이 있는 독감 환자는 종종 이차 세균 감염으로 인해 폐렴에 걸립니다. 그 결과, 이러한 유기체는 처음에는 독감의 원인 유기체로 여겨졌습니다. 더 중요한 것은, 같은 미생물이 항상 독감 환자의 폐에서 분리될 수는 없다는 것입니다. 그 결과 상충되는 증거의 난장판이 벌어졌고, 바이러스가 인플루엔자의 원인으로 확인되었을 때쯤에는 팬데믹은 오래 전에 끝났습니다. 3장에서 인플루엔자와 다른 바이러스에 대해 더 자세히 다루겠습니다.

연구자들이 질병의 세균 이론을 이해한 후, 그들은 질병을 유발하는 여러 미생물을 분리하여 실험 동물에 다시 도입할 수 있었습니다. 하지만 한 가지 일어난 일은 동물들이 활성 면역 반응으로 인해 추가적인 도전에 저항하는 경향이 있다는 것입니다. 실험 동물을 사용하면 획득 면역의 메커니즘을 연구하고 감염이나 재감염으로부터 사람들을 보호하는 항혈청과 백신을 개발하여 환자 치료를 개선하는 데 적용할 수 있습니다. 그리고 그게 제가 가장 좋아하는 주제로 이어집니다!

면역학 101

1994년에 처음으로 학부 면역학 수업을 듣고 나서는 제가 면역학자가 될 거라는 확신을 가졌습니다. 2009년 전의 일이었고, 그때 이후로 저는 교사이자 멘토로서 많은 사람들에게 면역 체계를 소개했습니다. 제가 종종 했던 방식은 고전적인 예를 들어 설명하자면 다음과 같습니다. 시나리오는 누군가가 못을 밟았을 때 시작됩니다. 제 아내는 XNUMX년에 중국에 있는 아버지를 방문했을 때 완벽하지 않은 호텔에 머물고 있을 때 튀어나온 카펫 못을 밟았습니다. 그녀는 손톱이 박테리아를 유입했을까봐 걱정되어서 기분이 좋지 않았습니다. 클로스 트리 디움 테 타니 발의 연조직으로. 만약 그런 일이 일어나고 박테리아가 살아남아 충분한 수준으로 증식하면 파상풍 독소라는 신경근 활동을 증가시키는 불쾌한 독소가 생성되어 통제할 수 없는 근육 수축을 일으키고, 대부분 턱이 잠기는 것으로 나타납니다.

면역학자인 저는 그녀에게 "하지만 당신은 예방접종을 맞으셨죠? 당신은 평화봉사단에 있었잖아요. 그들은 당신에게 모든 것에 대한 예방접종을 맞힙니다."라고 물었습니다. 그녀는 그것이 사실이라고 인정했습니다. "그럼 걱정하지 마세요. 괜찮을 거예요."라고 저는 자신 있게 말했습니다.

면역 기억이라는 개념을 이해했기 때문에 확신할 수 있었습니다. 면역 체계는 상상할 수 있는 모든 병원체에 특정한 세포를 활성화할 수 있으며, 감염이 제거되면 그 세포 중 일부는 기억 세포로 남아 동일하거나 유사한 병균에 재감염되면 훨씬 더 빠르고 쉽게 활성화됩니다. 이것이 백신 접종의 전체 원리입니다. 우리는 신체가 병원체의 일부 또는 약화된 병원체를 사용하여 감염되었다고 생각하도록 면역 체계를 속여 심각한 일차 감염의 위험 없이 특정 기억 세포의 동일한 반응과 발달을 자극하려고 합니다.

초기 염증 반응이 감염을 예방하지 못하면 대식세포라고 불리는 근처 조직 상주 면역 세포가 문제를 감지합니다. 이 세포들은 우리 조직에 머물러 박테리아와 같은 위험 신호를 기다립니다. C. 테타니대식세포는 일단 활성화되면 식세포작용(식세포소체라는 세포 내 기포로 세균을 집어삼켜 분해)에 매우 능숙해져 침입하는 많은 미생물을 죽이고 감염으로 인해 죽은 숙주 세포를 제거할 수 있습니다.

어떤 경우에는 초기 면역 반응만으로는 소량이지만 상당한 양의 C. 테타니 또는 사람이 못을 밟은 후에 만들어지는 독소. 그때 적응 면역 반응이 시작됩니다. 이것은 감염 후 약 4일 후에 시작되어 약 10일 후에 최고조에 달합니다. 적응 반응은 조직 상주 세포인 수지상 세포(DC)가 다른 선천 면역 세포를 활성화하는 것과 동일한 신호로 활성화될 때 시작됩니다. 대식세포와 마찬가지로 DC는 병원체를 식세포작용하고 구성 요소로 분해합니다. 그러나 활성화되면 감염된 조직을 떠나 림프절로 이동하여 T 세포라고 하는 적응 면역 세포와 직접 상호 작용합니다.

T 세포는 매우 다양하기 때문에 주어진 감염 중에 활성화되는 세포는 소수에 불과하며, 활성화된 세포는 격렬하게 분열하여 수백만 개의 클론을 생성하고 4~6시간마다 분열합니다. 이들은 며칠 동안 이를 수행하여 엄청난 수의 동일한 세포를 생성합니다(따라서 적응 면역 반응이 시작되는 데 시간이 걸립니다). 이런 방식으로 활성화된 T 세포 중 다수는 림프절을 떠나 감염 부위로 이동하여 다른 면역 세포와 마찬가지로 화학적 신호를 따릅니다.

동시에 일부 T 세포는 림프절의 B 세포라고 하는 다른 세포와 상호 작용합니다. B 세포는 골수에서 유래하며 표면에 수용체가 있는 단백질의 일부를 인식할 수 있습니다. B 세포는 항체라고 하는 가용성 형태 또는 표면 수용체를 분비합니다. 항체는 병원체 또는 단백질에 결합하여 대식세포에 의한 살해, 흡수 및 분해를 촉진합니다. T 세포가 병원체의 동일한 부분 또는 "항원"을 인식하면 T 세포는 B 세포에 "도움"을 제공하여 B 세포가 더 강력한 결합 항체를 만들 수 있도록 합니다. 다른 T 세포는 감염된 세포를 죽여 감염 확산을 방지할 수 있습니다. 이러한 과정을 통해 적응 면역 반응은 초기 선천적 염증 반응보다 훨씬 더 표적화되고 손상이 적으며 더 조절되는 고도로 병원체 특이적 반응을 생성합니다.

결국, 침입하는 미생물과 그들이 생성하는 독소가 적응 면역 반응에 의해 제거되면 감염 부위의 면역 세포는 활성화 신호를 받는 것을 멈추고 "중단 및 중지" 신호를 받기 시작합니다. 이러한 세포의 대부분은 죽고 대식세포에 의해 흡수되어 분해되어 엉망진창을 치웁니다. 결국 조직이 치유되고 죽은 피부와 근육 세포가 대체되고 모든 것이 정상으로 돌아갑니다.

하지만 그게 전부는 아닙니다. 림프절과 비장에서 활성화된 T 세포 중 일부는 기억 세포가 됩니다. 기억 세포는 동일한 항원을 다시 보게 되면 훨씬 더 빨리 활성화되고 분열될 수 있습니다. 이런 식으로 우리는 평생 동안 겪었던 모든 감염에 대한 기억이 생깁니다. 백신은 이 반응을 모방하기 때문에 우리는 또한 지금까지 맞았던 모든 예방 접종에 대한 기억이 생깁니다. 때때로 이 기억이 약간 약해져 다시 주사를 맞아야 하거나 가벼운(더 가벼운) 감염에 취약해지지만 재감염 시 기억 세포에서 얻는 도움이나 추가 예방 접종에서 얻는 도움이 처음부터 시작하는 것보다 낫습니다. 그리고 이것이 면역 체계가 잠재적으로 치명적인 박테리아, 곰팡이, 바이러스로 가득 찬 세상에서 우리를 살려주는 방식입니다.

면역 체계가 박테리아, 곰팡이, 바이러스를 공격하는 데 그렇게 뛰어나다면, 왜 우리 주변, 우리 몸, 우리 몸 안에 사는 엄청난 수의 미생물을 항상 공격하지 않을까요? 왜 우리의 면역 체계는 피부, 폐, 입, 장에서 미생물을 감지하는 모든 신호로 인해 폭발하지 않을까요?

면역 체계에도 다음과 같은 특성이 있기 때문에 그렇게 되지 않습니다. 면역학적 내성, 불필요한 부수적 피해를 피하기 위해 면역 메커니즘이 억제되는 경우. 면역 관용은 우리 자신의 자가 단백질에만 확장되는 것이 아니라 위협적이지 않은 미생물 환경에도 확장됩니다. 우리의 장과 같이 지속적으로 미생물에 노출되는 조직에는 면역 체계가 스스로를 제어하고 자가면역 질환을 예방하는 데 도움이 되는 관용 유도 세포(T 조절 세포라고 함)가 가득합니다.

하지만 때때로 면역 체계는 있어야 할 것을 용납하지 못하고, 사람들은 자가면역 질환이나 알레르기를 앓거나 감염에 부적절하게 반응합니다. 흥미롭게도, 이러한 상태의 발생률은 선진국에서 어디서나 증가하고 있는데, 미생물에 둘러싸여 있음에도 불구하고 실제로는 우리가 깨닫는 것보다 "깨끗함"을 유지하는 데 더 능숙해지고 있기 때문입니다.