백신의 작동 방식: 과학, 주요 유형 및 역사 설명

백신은 병원체의 항원(즉, 신체가 이물질로 인식하는 박테리아 또는 바이러스의 부분)의 무해한 형태를 면역계에 보여줌으로써 작동합니다. 이는 세계보건기구의 유럽 지역 사무소에 따릅니다. 이 노출은 질병 자체를 일으키지 않으면서 면역계를 훈련시킵니다.

면역 메커니즘

면역계가 항원을 만나면 B 림프구라고 불리는 백혈구가 그 특정 항원에 결합하도록 형성된 항체를 생성합니다. WHO 유럽은 설명합니다. 이러한 항체는 병원체를 직접 차단하거나 식세포와 같은 다른 면역 세포에 의한 파괴를 위해 표시할 수 있습니다.

면역계는 또한 이러한 접촉 후 '기억' 세포를 유지합니다. WHO 유럽은 백신을 맞지 않은 사람의 첫 번째 자연 감염이 신체가 효과적인 방어를 형성하는 데 7~12일이 걸릴 수 있음을 지적합니다. 이 지연 중에 심각한 질병이나 사망이 발생할 수 있습니다. 백신 접종은 기억 반응이 미리 형성되도록 하므로 나중에 실제 병원체와 접촉하면 더 빠르고 강한 반응을 일으킵니다. WHO 유럽은 이 기억으로부터의 면역이 수년, 수십 년 또는 평생 지속될 수 있다고 덧붙이지만, 일반 백신이 '매우 효과적'이지만 '100% 효과적이지 않다'는 것을 강조하므로 일부 백신은 여러 번의 투여가 필요합니다.

능동 면역 대 수동 면역

질병 예방 가능 질환에 관한 기관의 참고 자료인 CDC의 핑크북은 면역에 도달하는 두 가지 경로를 구분합니다. 수동 면역은 다른 출처의 항체에서 나옵니다. 예를 들어 태아가 임신 중에 모성 항체를 받을 수 있습니다. 이는 즉각적이지만 일시적인 보호를 제공하며 몇 주에서 몇 개월에 걸쳐 사라집니다. 능동 면역은 자연 감염이나 백신에 대한 개인의 면역계 반응이 발생할 때 발생하며, 면역학적 기억으로 인해 일반적으로 수년 또는 평생 지속됩니다.

주요 백신 유형

CDC 핑크북은 대부분의 전통 백신을 두 가지 광범위한 범주로 분류합니다. 생백신에는 여전히 신체에서 복제되는 약화된 바이러스 또는 박테리아가 포함되며, 핑크북이 '자연 감염과 실질적으로 동일'하다고 설명하는 면역 반응을 생성합니다. 이들은 일반적으로 한 번의 주사 투여만 필요합니다. 불활화 백신은 복제할 수 없으며 여러 하위 유형으로 제공됩니다. 전체 세포 백신은 불활화된 병원체를 사용합니다(소아마비, A형 간염, 광견병 백신 등). 부분 백신은 생물의 보호 구성 요소만 사용합니다(인플루엔자, 폐렴구균). 톡소이드 백신은 불활화된 박테리아 독소를 사용합니다(디프테리아, 파상풍). 복합 백신은 화학적으로 다당류를 단백질에 부착하여 어린 아이의 반응을 개선합니다. 재조합 백신은 DNA 기술을 사용하여 특정 항원을 생성합니다(B형 간염, HPV).

COVID-19 팬데믹 중에 두 개의 더 새로운 플랫폼이 광범위하게 사용되었습니다. CDC의 COVID-19 백신 지침은 Pfizer-BioNTech 및 Moderna 주사에 사용된 mRNA 백신이 근육 세포에 바이러스의 스파이크 단백질의 무해한 부분을 일시적으로 생성하도록 지시하는 실험실 제작 유전자 지침을 전달한다고 설명합니다. 면역계는 그 표시된 단백질에 반응하지만, mRNA 자체는 신체에 의해 분해되고 제거됩니다. Novavax와 같은 단백질 부분 백신은 대신 면역 반응을 강화하는 보강제와 함께 스파이크 단백질의 부분을 직접 주입합니다.

기원: variolation에서 Jenner의 백신까지

질병의 경증 형태에 대한 의도적 노출을 통해 심각한 경우를 방지하는 관행은 현대 백신보다 수백 년 전으로 거슬러 올라갑니다. WHO의 백신 접종 역사 자료는 variolation(천연두 궤양의 물질을 사용하여 더 경미한 감염을 유도)이 기원전 200년까지 거슬러 올라갈 수 있으며, 1500년대 중반 중국에 기록된 기술과 18세기 인도의 기술이 있다고 설명합니다. Lady Mary Wortley Montagu는 오스만 제국에서 그것을 관찰한 후 1721년에 이 관행을 유럽으로 소개했으며, 미국 식민지에서는 이 기술이 노예화된 아프리카인들에게 알려져 있었고 1721년 매사추세츠 발생 중에 Cotton Mather에 의해 홍보되었습니다.

현대 백신은 1796년 5월에 나타났습니다. 영국의 의사 Edward Jenner는 WHO의 역사 페이지에 따르면 우유 짜기 여인 Sarah Nelmes의 손에 있는 우두 궤양의 물질을 사용하여 8세의 James Phipps에 접종했습니다. 2개월 후 1796년 7월에 Jenner는 의도적으로 Phipps를 천연두 물질에 노출시켰습니다. Phipps는 질병을 발전시키지 않았으므로 WHO의 설명에 따르면 그는 '천연두에 대해 백신을 맞은 첫 번째 사람'이 되었습니다. 1801년까지의 추가 테스트가 그 방법의 효과를 확인했습니다.

의무 백신 접종에서 세계적 근절까지

WHO에 따르면 의무적 천연두 백신 접종은 1840년대와 1850년대 영국과 미국의 일부에서 시작되었습니다. 1950년대에 백신의 열 안정성 및 동결 건조 버전은 지속적인 냉장의 필요성을 제거하여 더 광범위한 배포를 도왔습니다. WHO는 1958년 세계적 천연두 근절을 촉구했으며, 집중적 천연두 근절 프로그램은 1967년에 시작되어 소비에트 연방에서 개발한 동결 건조 백신을 사용했습니다.

질병은 지역별로 제거되었습니다: 1971년 남미에서, 1975년 아시아에서, 1977년 아프리카에서. WHO의 타임라인이 명시합니다. 세계보건기구는 1980년에 천연두 근절을 공식적으로 선언했습니다. 이는 WHO의 설명에 따라 백신 접종을 통해 근절된 유일한 인간 질병입니다.