Immune cells: 호염기구(Basophils)/비만세포(Mast cells)

백혈구의 일종으로 혈액 내에서 0.5~1% 정도의 가장 적은 비중을 차지하지만 가장 큰 과립구이다. 아나필락시스(Anaphylaxis), 천식(Asthma), 아토피 피부염(Atopic dermatitis) 등 급성/만성 알레르기 질병에 관여한다. 각종 면역반응을 일으키는 히스타민, 세로토닌을 만들고 혈액 응고를 방지하는 헤파린을 만든다. 비만세포는 조직으로 이동한 호염기구라고 생각했었지만 최근 연구에 의하면 별개의 면역세포인 것으로 밝혀졌다. 독일인 내과 의사 Paul Ehrlich는 1879년에 호염기구를 발견한 공로로 1908년 노벨 생리 의학상을 수상하였다. 호염기구가 가진 과립이 염기성 염색약에 의해 염색이 잘 되는 성질에 의해 호염기구란 이름이 붙여지게 되었다. 

 

현미경으로 호염기구를 관찰할 때 염색이 된 상태에선 핵과 과립을 구분하기가 어렵지만, 염색이 되지 않았을 때는 두 개의 엽 모양을 가진 핵을 관찰할 수 있다. 비만세포(Mast cells)는 또 다른 과립구의 일종으로, 호염기구와 유사한 형태를 가지고 있으며 과립에 히스타민을 가지고 있다. 비만세포와 호염기구는 형태와 기능이 유사하지만 연구들에 의해 골수에서 분화하는 과정이 다른 것으로 밝혀졌다. 비만세포는 다른 과립구들과 다르게 혈액을 따라 순환하지 않고 주로 결합조직에 자리 잡고 있다. 호염기구는 다른 과립구들처럼 혈액을 따라 순환하다 면역적인 자극에 의해 필요한 장소로 이동한다.

 

호염기구는 주로 알레르기와 관련된 면역반응에 관여한다. 헤파린을 만들어 내 혈액의 응고를 지연시키고 히스타민을 통해 혈관을 확장해 조직으로 더 많은 혈액이 흐르게 한다. 진드기 같은 외부 기생충들의 감염이 일어난 부위에 몰려가서 면역 반응을 일으킨다. 호염기구는 호산구와 함께 기생충의 감염에 대응하는 면역반응과 알레르기 반응을 일으키는 세포이다. 두 세포 모두 알레르기 반응이 일어나는 조직에 몰려들어 강한 면역반응을 일으켜 알레르기 질환이 일어나게 한다. B 세포가 만드는 항체 중 IgE(Immunoglobulin E)라는 종류의 항체가 있다. 호염기구가 가진 IgE 수용체에 IgE가 붙으면 호염기구가 활성화되어 알레르기 반응을 일으킨다. 예를 들어 꽃가루가 체내에 들어오고, 꽃가루에 대한 IgE 항체가 체내에서 만들어지면 이 꽃가루에 대한 IgE 항체가 호염기구를 활성화해 꽃가루 알레르기가 나타나는 것이다.

 

호염기구는 골수에서 생성되고 성숙한다. 다른 과립구들과 마찬가지로 활성화되면 과립 내에 가지고 있던 물질들을 분비한다. 호염기구의 과립에는 히스타민, 프로테오글리칸, 단백질 분해효소 등 여러 물질이 들어있다. 호염기구는 LTD-4 류코트리엔 같은 지질 매개체(lipid mediator)들과 사이토카인들을 만들기도 한다. 히스타민, 프로테오글리칸은 미리 생산되어 과립에 축적되어 있지만 다른 물질들은 활성화되고 생성되기도 한다. 진행된 연구에 의해 호염기구가 T 세포보다 더 중요한 IL-4의 공급원이란 것이 밝혀졌다. IL-4는 알레르기 면역반응과 IgE의 생산을 유도하는 사이토카인 중 하나이다.

 

호염기구의 탈 과립현상은 호염기구 활성 시험(basophil-activation-test; BAT)에 의해 측정할 수 있다. 특히 BAT는 특정 약물에 대한 알레르기 반응을 측정할 때 유용하게 사용할 수 있다.

• 호염기구 활성 시험(basophil-activation-test; BAT)의 원리: 활성화되지 않은 호염기구는 CD 203c의 세포 표면 발현이 낮고 CD 63은 세포 내부의 과립에 위치하여 세포 표면에서 이 마커들이 거의 관찰되지 않는다. 알레르기 반응을 일으키는 항원에 노출되어 호염기구가 활성화되면 CD 203c의 표면 발현이 증가한다. 또한 세포막과 과립이 합쳐지며 탈과립이 일어나는 과정에서 CD 63이 세포막으로 이동해 세포 외부 표면에 위치한다. 이 마커들과 결합하는 항체를 사용하여 유세포 분석을 통해 호염기구가 활성화된 정도를 나타낼 수 있다. 정맥 혈액에 존재하는 호염구가 이 CD 203c와 CD 63을 발현하는 정도를 분석하여 특정 항원에 대한 알레르기 반응을 가졌는지를 나타낼 수 있다. 따라서 호염기구 활성 시험을 통해 단순 과거 병력이나 피부 항원 테스트로는 모호했던 항원에 대한 알러지 반응을 좀 더 명확하고 수치화하여 나타낼 수 있다.

호염구 감소증(Basopenia)은 일반적으로 정상 상태보다 호염구의 수가 적은 현상을 말한다. 그러나 정상 상태에서 호염구의 수가 워낙 적기 때문에 호염구 감소증을 정의하기는 어렵다. 호염구 증가증(Basophila)도 흔치 않은 현상이나 림프종이나 백혈병에서 드물게 관찰되기도 한다.