免疫學(xué)和免疫學(xué)檢驗:第二節(jié)　補體系統(tǒng)的活化與調(diào)控

補體系統(tǒng)的各組分在體液中通常以非活性狀態(tài)、類似酶原的形式存在，當(dāng)受到一定因素激活，才表現(xiàn)出生物活性。補體的激活途徑主要有兩種，即經(jīng)典途徑（claasicalpathway)和替代途徑（alternativepathway)。

（一)經(jīng)典途徑

經(jīng)典途徑是以結(jié)合抗原后的IgG或IgM類抗體為主要激活劑，補體C1～C9共11種成分全部參與的激活途徑�，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)除抗原抗體復(fù)合物外，還有許多因子可激活此途徑，如非特異性凝集的Ig、細菌脂多糖、一些RNA腫瘤病毒、雙鏈DNA、胰蛋白酶、纖溶酶、尿酸鹽結(jié)晶、C-反應(yīng)蛋白等。經(jīng)典活化途徑可人為地分成識別、活化和膜攻擊3個階段。

1．識別階段在抗體結(jié)合抗原形成復(fù)合物后，與C1q結(jié)合。IgG1、IgG2、IgG3的補體結(jié)合位點在CH2區(qū)內(nèi)，而IgM補體結(jié)合位點在CH3區(qū)內(nèi)，IgG4、IgA、IgD和IgE不能結(jié)合補體。電鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，C1q的球形結(jié)構(gòu)與抗體結(jié)合后，進一步激活C1r和C1s，C1s具有酯酶活性，繼之進入下一步的連續(xù)反應(yīng)（圖3-3)。研究還發(fā)現(xiàn)激活C1q的球形分子必須具有2個以上緊密相鄰的IgG分子，IgM只需1分子即可，故單分子IgM比IgG激活補體的能力大得多，在補體介導(dǎo)的抗體溶細胞反應(yīng)中，同量的IgM比IgG更有效。

2．活化階段此階段主要形成2種重要的轉(zhuǎn)化酶：C3轉(zhuǎn)化酶C4b3b和C5轉(zhuǎn)化酶C4b2b3b。C4和C2均為C1酯酶的天然底物，C1使C4裂解成C4b和游離的C4a兩個片段。C4bα鏈斷端上暴露的硫酯鍵高度不穩(wěn)定，可與細胞表面的蛋白質(zhì)或糖形成共價酰胺鍵或酯鍵，在Mg²⁺存在時C1和C4b一起將C2裂解成大片段C2b和游離的小片段C2a。C2b和C4b結(jié)合可形成C4b2b（C3轉(zhuǎn)化酶)，將C3裂解成大片段C3b和游離的小片段C3a。繼而C3b結(jié)合至C4b2b附著的鄰近細胞膜上，形成C4b2b3b三分子復(fù)合物，即C5轉(zhuǎn)化酶。

3．膜攻擊階段此期形成膜攻擊復(fù)合物（membraneattackcomplex，MAC)使靶細胞溶解。C5轉(zhuǎn)化酶將C5裂解為C5b和游離的小分子C5a，C5b與細胞膜結(jié)合，繼而結(jié)合C6和C7形成C5b67三分子復(fù)合物，C5b67吸附C8，C8是C9的吸附部位，可以與1～18個C9分子結(jié)合，并催化C9，使之聚合成內(nèi)壁親水的管狀跨膜通道，使胞內(nèi)物質(zhì)釋放出來，水進入細胞，細胞破裂。補體經(jīng)典途徑激活過程見圖3-3。

圖3-3補體經(jīng)典激活途徑

（二)替代途徑

替代途徑或稱旁路途徑，與經(jīng)典途徑的不同之處主要是越過C1、C4和C2，直接激活補體C3，然后完成C5～C9的激活過程；參與此途徑的血清成分尚有B、D、P、H、I等因子。替代途徑的激活物主要是細胞壁成分，如脂多糖、肽糖苷及酵母多糖等。

1．旁路C3轉(zhuǎn)化酶的形成在生理條件下，血中的C3可受蛋白酶的作用水解少量的C3b，C3b可與鄰近的細胞膜結(jié)合。如結(jié)合的物質(zhì)是細胞壁上的脂多糖，則C3b的半衰期延長，足以使其與B因子結(jié)合形成C3bB復(fù)合物。B因子為C3激活劑前體（C3proactivator，C3PA)，與結(jié)合在膜上的C3b構(gòu)成C3PA復(fù)合物后，使其對D因子的作用更為敏感。D因子為C3PA轉(zhuǎn)化酶原，炎癥時增多，在Mg²⁺存在時轉(zhuǎn)化為活性形式，能使C3bB中的B因子裂解出無活性的小碎片Ba，剩余的C3bBb即旁路C3轉(zhuǎn)化酶。C3bBb與正常血清中活化的P因子（properdin，P)結(jié)合成C3bBbP，而使其趨于穩(wěn)定，減慢衰變。生理條件下C3bBb和C3bBbP使補體系統(tǒng)處于準(zhǔn)激活狀態(tài)，對補體的全面激活具有重要意義。

2．C5激活替代途徑的激活物如細菌脂多糖或酵母脂多糖出現(xiàn)時,為C3b和C3bBb提供了可結(jié)合的表面，并保護它們不受I因子和H因子的迅速滅活，這時C3激活即由準(zhǔn)備狀態(tài)進入激活狀態(tài)。C3bBb裂解C3產(chǎn)生C3a和C3b，C3b可與上述的C3bBb，C3bBbP形成多分子的復(fù)合物，C3bnBb或C3bnBbP，此即C5轉(zhuǎn)化酶，其作用類似經(jīng)典途徑中的C4b2b3b，可使C5裂解為C5a和C5b，至此以后的補體激活過程與經(jīng)典途徑相同（圖3-4)。

3．C3正反饋循環(huán)補體活化過程中形成的C3轉(zhuǎn)化酶不斷使C3裂解，生成大量的C3b；新產(chǎn)生的C3b又可與B因子結(jié)合，擴大進一步的活化，構(gòu)成了一個正反饋的循環(huán)圈，放大了補體的激活作用。不論是經(jīng)典途徑，還是替代途徑，只要有C3活化，就可以進入C3正反饋循環(huán)，產(chǎn)生放大效應(yīng)。

圖3-4旁路激活途徑

（三)補體活化的調(diào)控

補體系統(tǒng)被激活后，進行系統(tǒng)有序的級聯(lián)反應(yīng)，從而發(fā)揮廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，參與機體的防御功能。但如果補體系統(tǒng)活化失控，可形成過多的膜攻擊復(fù)合物面產(chǎn)生自身損傷，或過多的炎癥介質(zhì)也會造成病理效應(yīng)。正常機體的補體活化處于嚴(yán)密的調(diào)控之下，從而維持機體的自身穩(wěn)定。

1．補體的自身調(diào)控補體激活過程中生成的某些中間產(chǎn)生非常不穩(wěn)定，成為補體級聯(lián)反應(yīng)的重要自限因素。如C3轉(zhuǎn)化酶C4b2b和C3bBb均易衰變，從而限制了C3的裂解及其后的酶促反應(yīng)，與細胞膜結(jié)合的C4b、C3b及C5b也易衰變，可阻斷級聯(lián)反應(yīng)。此外，只有細胞表面形成的抗原抗體復(fù)合物才能觸發(fā)經(jīng)典途徑，而旁路途徑的C3轉(zhuǎn)化酶則僅在特定的物質(zhì)表面才具有穩(wěn)定性，故正常機體內(nèi)一般不會發(fā)生過強的自發(fā)性補體激活反應(yīng)。

2．調(diào)節(jié)因子的作用體內(nèi)的存在多種可溶性膜結(jié)合的補體調(diào)節(jié)因子，它們以特定方式與不同的補體成分zxtf.net.cn/kuaiji/相互作用，使補體的激活與抑制處于精細的平衡狀態(tài)，調(diào)節(jié)蛋白的缺失有時是造成某些疾病發(fā)生的原因。目前發(fā)現(xiàn)的補體調(diào)節(jié)蛋白有十余種，按其作用特點可分為三類：①防止或限制補體在液相中自發(fā)激活的抑制劑；②抑制或增強補體對底物正常作用的調(diào)節(jié)劑；③保護機體組織、細胞免遭補體破壞作用的抑制劑。主要的補體調(diào)節(jié)因子及其功能見表3-3。

表3-3主要補體調(diào)節(jié)蛋白及其活性