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2024.02.05
补体系统简介
·补体是一种关键的先天免疫系统,是对抗病原体的第一道防线的一部分。它被认为是最古老的病原体识别系统之一,它不仅在杀死微生物方面起着关键作用,而且还在先天和适应性免疫反应之间架起桥梁。
·补体系统是先天免疫系统的一部分,主要功能是通过溶胞、吞噬及介导炎症反应来清除入侵的病原体。
·人体内的补体蛋白总量高达1.5×10^19个,占血清总蛋白的10%,且代谢速度极快,半衰期平均只有几分钟。
·补体蛋白主要分布在血液、组织液中及细胞膜表面,构成了机体的一道免疫长城。
·补体蛋白在胎儿发育的前三个月便开始产生,到出生时,补体系统就已经发育完成。出生后3-6个月达到成人水平,出生后产生补体的主要细胞为肝细胞和巨噬细胞。
·补体蛋白通常是共同发挥作用消灭病原体,并能向其他免疫系统成员发出开始进攻的信号。
·补体只有被激活后才具有生理活性,补体激活有三条途径,根据起始分子的不同,分为经典途径(免疫复合物启动)、凝集素途径(糖组分启动)和旁路途径。三种激活路径的前端反应各异,但末端通路相同,即攻膜阶段。在攻膜阶段,C5在C5转化酶的作用下裂解为C5a和C5b,其中C5b与其他补体蛋白(C6、C7、C8和C9)结合,形成膜攻击复合物(Membraneattackcomplex,MAC)。
补体组分
·补体系统由大约50种可溶性和细胞表面结合的蛋白质组成,是迄今所知机体中最复杂的一个限制性蛋白水解系统(limitedproteolysissystem),血清中的补体基本处于没有活性的状态,需要激活才能发挥作用。
·按其性质和功能可以分为三大类:
o在体液中参与补体活化级联反应的各种固有组分:共18个蛋白分子,即C1(含三个亚组分:C1q、Clr和Cls)、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、B因子、D因子、P因子、MBL/FCN、MSAP1/2。其中C1、C4和C2仅参与经典激活途径的活化;B因子、D因子和P因子仅参与旁路途径的反应;MBL/FCN、MSAP1/2仅参与凝集素途径的活化;C5-C9则为上述三条激活途径共同的末端效应分子。
o以可溶性形式或膜结合形式存在的各种补体调节蛋白:包括C1抑制物(C1INH),C4结合蛋白(C4bp)、膜辅因子蛋白(MCP)、促衰变因子(DAF)、蛋白S(PS)、H因子、Ⅰ因子、血清羧肽酶N、S蛋白、CD59、SP40/40及同种限制因子(HAF),又称C8结合蛋白(C8bp)。
o结合补体片段或调节补体生物效应的各种受体:有C1q受体(C1q-R)、I型补体受体(CR1)、Ⅱ型体受体(CR2)、Ⅲ型补体受体(CR3)、Ⅳ型补体受体(CR4)、Ⅴ型补受体(CR5)、H因子受体(fH-R)及C3a受体(C3a-R)和C5a受体(C5a-R)等。
几种重要补体组分的介绍
·C1
oC1(Complement1)是补体经典途径的起始分子,由一个C1q分子和两个C1s,两个C1r组成的大分子蛋白复合物,分子量约为750kDa。
o其中C1q执行识别作用,C1r和C1s执行催化作用。
oC1q是最大的补体成分,通过结合IgM或IgG抗原抗体复合物激活补体经典途径,是连接天然免疫(补体系统)和获得性免疫(IgG)的重要分子成分。
·C1q
oC1q主要由肝脏合成,除此之外小肠上皮细胞、脾、骨髓基质细胞以及巨噬细胞均产生C1q分子。
oC1q分子是一个460kDa的可溶性大分子蛋白,由18条多肽链组成,包括6条A链、6条B链以及6条C链,组装成460kDa大小的异源六聚体结构。A,B,C三条肽链的分子量不尽相同,分别为24、23和22kDa,各条肽链含有222-226个氨基酸残基,且彼此同源。
o每条多肽链包含3部分:短的N端信号肽,富含半胱氨酸残基;一段81个氨基酸组成的胶原序列(Collagen-likeregion,CRL),即重复的三股序列Gly-X-Y,Y处通常为羟脯氨酸或赖氨酸残基);C端为125~135个氨基酸残基组成的球形结构域。
o3条链靠N端半胱氨酸形成二硫键,构成A-B二聚体和C-C二聚体,2个A-B二聚体和1个C-C二聚体以非共价键形成了ABC-CBA结构单位,3个这样的单位凭借非共价键构成了完整的C1q分子。
o18条链的N端非胶原区和胶原样区螺旋结构束状平行排列构成了胶原样结构的尾部(cC1q),C端球形结构共同构成了花蕾状球形头部(gC1q),整个C1q结构形成了极其复杂的郁金香状分子。
oC1q的胶原样区有结合C1r和C1s的部位,并证实聚合的C1q刺激B细胞增强其产生Ig的作用,也是通过其尾部而完成的。
oC1q的关部含有能识别IgFc片段上补体结合部位的位点(C1q与C1q-R相互作用),且由于6个球形头部呈花朵形展开,更增加了其与Ig接触的机会。
oC1q同1个分子的IgM结合即可被活化,但至少需同两个IgG分子结合才能被活化,而且两个IgG分子在细胞膜上的距离不得少于700nm。
oC1q对人4种IgG亚类的结合亲和力依次为:IgG3>IgG1>IgG2>IgG4。
oC1q参与经典补体途径的各种细胞功能,包括细胞分化、细胞间粘附、趋化、细胞大分子聚集、神经退行性疾病发病、凋亡细胞碎片清除等。C1q还通过免疫监测具有抗癌作用,并可能参与衰老过程。
oC1q介导的补体依赖的细胞毒性作用(CDC):C1q是一个具有多重生物学功能的活性分子,其中最典型的功能就是与IgG或IgM免疫复合物(ImmuneComplex,IC)结合激活补体的经典途径。C1q的两个功能域:具有识别功能的球状头部(gC1q)和胶原样结构的尾部(cC1q),cC1q与C1r,C1s结合而形成C1大分子(cC1qC1r2C1s2),再通过其gC1q识别并结合免疫复合物(ImmuneComplex,IC)的IgM的CH3区域或IgG中的CH2区域从而激活C1,激活的C1r2C1s2迅速从C1q的胶原样区域脱落,而C1q仍保留于IC的结合状态形成C1q2IC大分子,进而启动激活经典途径的级联反应,最终形成膜攻击复合体(MAC),引起细胞裂解。
C1q与MBL结构类似
·Clr和Cls
oClr和Cls均为单一多肽链分子,又都是丝氨酸蛋白酶(原)。
oClr和Cls多肽链均由接近700个氨基酸所组成,位于C末端的约250个氨基酸为丝氨酸蛋白酶区,与胰蛋白酶和糜蛋白酶同源。
o同大多数补体蛋白一样,它们都是镶嵌(mosaic)蛋白,即由不同氨基酸组成的固定基序组合而成,并且很可能代表独立的折叠功能区或结构功能域(module)。
o电镜下观察表明,Clr和Cls的分子构型极为相似,均呈一端大一端稍小的哑铃状分子。
o两个分子的Clr和同等分的Cls借Ca2+连接成扭曲的“8”字形,盘架于C1q近头部的6条螺旋结构间。
oClr和Cls的分子量均为85kDa。它们激活后,在分子内的精氨酸与亮氨酸残基间断裂,形成分子量分别为57kDa和28kDa的A、B两个片段,但链间仍以二硫键相连接,故整个分子并末分离。
o在B片段上含有丝氨酸蛋白酶活性点,为其催化区。A片段上有Clr和Cls相互反应的的功能区。反应功能区朝向中心,催化功能区位于外侧。在C1INH与C1r结合时,一旦有免疫复合物结合到C1q时,C1INH的抑制作用即行移除,并通过C1q的胶原性柄将其头部的移动传递到其核心区,并从此处再传递到与其相连接的C1r,诱导C1r构象改变并裂解活化,活化的C1r再作用于C1s使之成为活化型C1s。
·C3
o补体系统的蛋白主要是由肝脏产生的,并广泛分布在血液和组织中,其中最丰富的补体蛋白是C3,在人体中,C3分子会被不断地分解为两个片段,即C3a和C3b,其中C3b非常活跃,它可以与两个常见的化学基团结合(这两个基团是氨基或羟基)。为什么是这两个基团呢,因为很多病原体,例如细菌表面的许多蛋白质和糖类都含有这两个基团,因此这个C3b片段就像一个“手榴弹”一样,到处寻找到目标(细菌)。
o如果C3b分子在大约60微秒内没有找到这两个化学基团中的任何一个,那么它就会被水分子中和,游戏到此结束。这就说明了,C3分子必须正好接近入侵的细菌的表面,它才能诱导补体级联反应持续进行。一旦C3b与细菌表面结合,那么C3b就会稳定下来,另一种补体蛋白B就与C3b结合。然后,补体蛋白D出现,并将B的一部分剪掉,产生C3bBb。
o一旦C3bBb分子出现在细菌表面,那么接下来就会发生一系列有意思的事件了。C3bBb就像一把“锯子”一样,切割其他C3蛋白并将它们转化为C3b。因此,邻近的C3分子不必等到自发的剪切事件,此时C3bBb就能将C3它们转化为C3b分子,因此C3bBb分子也被称为转化酶(convertase),并且这一过程非常高效。一旦这个C3分子切割,它也能与细菌表面结合。
o这个过程可以持续进行,很快就会有很多C3b分子粘附在目标细菌的表面,每个分子都可以形成C3bBb转化酶,进而切割更多的C3分子。所有这些粘附和切割建立了一个正反馈回路,整个过程就像滚雪球一样。C3bBb可以与C3b的另一个分子结合,它们一起可以将补体蛋白C5剪裁成两个片段,其中C5b与其他补体蛋白(C6,C7,C8和C9)结合,形成膜攻击复合物(membraneattackcomplex,MAC)。C5b,C6,C7和C8会形成一个“手柄”,将复合物锚定在细菌的膜上。然后加入C9蛋白,形成一个通道,在细菌表面打开一个洞。一旦细菌表面形成一个洞,细菌随后就死亡。
补体组分的命名
·1968年WHO命名委员会对补体系统进行了统一命名。
o固有成分:用C后加阿拉伯数字表示,按其被发现的先后顺序分别称为C1、C2、……C9,C1由C1q、C1r、C1s三种亚单位组成;
o其他成分:用英文大写字母表示,如B因子、D因子、P因子、H因子等。
o调节成分:以其功能命名,如C1抑制物、C4结合蛋白、衰变加速因子等;
o裂解片段:小片段用a表示,如C3a;大片段用b示,如C3b。但是C2比较特别,C2a为大片段,C2b为小片段。
o酶活性成分:具有酶活性成分或复合物在其符号上划一横线表示,如。
o灭活片段:符号前加i,如iC3b。
o补体受体:以其结合对象命名,如CLrR、C5Ar、对C3片段受体则用CRl、CR2……CR4表示。
补体组分的理化性质
·补体系统各成分均为糖蛋白,但有不同的肽链结构。
·体内许多不同组织细胞均能合成补体蛋白,包括肝细胞、单核/巨噬细胞、角质形成细胞、内皮细胞、肠上皮细胞和肾小球细胞等。
·90%血浆补体成分由肝细胞合成,炎症部位的补体成分主要有巨噬细胞合成,C1主要由肠粘膜上皮细胞和内皮细胞合成。
·各补体成分的分子量变动范围很大,其中C1q的分子量最大,D因子分子量最小仅为2.3万。
·补体蛋白中含量最高的为C3,约含1mg/ml,而D因子含量最低,仅含1μg/ml,二者相差约千倍。
·大多数补体成分的电泳迁移率属β球蛋白,少数属α球蛋白(C1s、D因子)及γ球蛋白(C1q、C8)。
·补体样本保存应置于-20℃以下。
·在正常生理情况下,绝大多数补体固有分子均以非活化形式存在于血清中,当受到某种激活剂作用后,即出现一系列级联反应,各种补体固有分子依次活化,最终产生溶细胞性效应。
·补体分子在活化过程中,可不断形成具有酶活性的中间复合体(如C4b2a,C4b2a3b,C3bBb及C3(b)nBb等),裂解有关的补体分子产生多种活性肽和蛋白片段,发挥不同的生物学效应。但补体系统的级联活化反应,又受着各种调节分子的严格控制,借以限制补体活化的程度及维持体内补体水平的平衡。
补体激活途径
根据起始物及激活顺序的不同,补体的活化通路分为经典途径、旁路途径和甘露糖结合凝集素途径。
补体的三种激活途径
经典途径(CP,ClassicalPathway)
·抗原-抗体合物结合C1所启动的活化途径,最先被人们认识。抗原抗体结合后,抗体重链铰链区发生构型改变,暴露补体结合部位。C1借助C1q与靶细胞结合,促使C1r自身活化,进而激活C1s的丝氨酸蛋白酶活性。活化的C1s依次裂解C4、C2,将其裂解为C4a和C4b、C2b和C2a。C2a与C4b形成C4b2a,即C3转化酶。后者使C3裂解成C3a和C3b,C3b与C3转化酶结合形成C4b2a3b,即C5转化酶。
·活化C1q的能力:IgM>IgG3>IgG1>IgG2,而IgG4无激活经典途径能力。
·抗原抗体复合物激活C1qrs需Ca2+,C2与C4b结合需Mg2+。
·参与补体经典激活途径的成分包括C1-C9,按其在激活过程中的作用,可分成三组,即识别单位(C1q、C1r、C1s)、活化单位(C4、C2、C3)和膜攻击单位(C5-C9),分别在激活的不同阶段即识别阶段、活化阶段和膜攻击阶段中发挥作用。
·识别阶段
oC1q:C1q分子有6个能与免疫球蛋白分子上的补体结合点相结合的部位。当两个以上的结合部位与免疫球蛋白分子结合时,即C1q桥联免疫球蛋白之后,才能激活后续的补体各成分。IgG为单体,只有当其与抗原结合时,才能使两个以上的IgG分子相互靠拢,提供两个以上相邻的补体结合点不能与C1q接触,只有当IgM与抗原结合,发生构型改变,暴露出补体结合部位之后,才能与C1q结合。一个分子的IgM激活补体的能力大于IgG。C1q与补体结合点桥联后,其构型发生改变,导致C1r和C1s的相继活化。
oC1r:C1r在C1大分子中起着连接C1q和C1s的作用。C1q启动后可引起C1r构型的改变,在活性的C1r,后者可使C1s活化。
oC1s:C1r使C1s的肽链裂解,其中一个片段C1s具有酯酶活化,即C1的活性,此酶活性可被C1INH灭活。
o在经典途径中,一旦形成C1s,即完成识别阶段,并进入活化阶段。
·活化阶段
oC1作用于后续的补体成分,至形成C3转化酶(C4b2a)和C5转化酶(C4b2a3b)的阶段。
oC4:C4是C1的底物。在Mg2+存在下,C1使C4裂解为C4a和C4b两个片段,并使被结合的C4b迅速失去结合能力。C1与C4反应之后能更好地显露出C1作用于C2的酶活性部位。
oC2:C2虽然也是C1的底物,但C1先在C4作用之后明显增强了与C2的相互作用。C2在Mg2+存在下被C1裂解为两个片段C2a和C2b。当C4b与C2a结合成C4b2b(简写成C42)即为经典途径的C3转化酶。
oC3:C3被C3转化酶裂解在C3a和C3b两个片段,分子内部的疏酯基(-S-CO-)外露,成为不稳定的结合部位。硫酯基经加水分解,成为-SH和-COOH也可与细菌或细胞表面的-NH2和-OH反应而共价结合。因此,C3b通过不稳定的结合部位,结合到抗原抗体复合物上或结合到C42激活C3所在部位附近的微生物、高分子物质及细胞膜上。这点,对于介导调理作用和免疫粘附作用具有重要意义。C3b的另一端是个稳定的结合部位,C3b通过此部位与具有C3b受体的细胞相结合,C3b可被I因子灭活。C3a留在液相中,具有过敏毒素活性,可被羟肽酶B灭活。
·膜攻击阶段
oC5转化酶裂解C5后,继而作用于后续的其他补体成分,最终导致细胞受损、细胞裂解的阶段。
oC5:C5转化酶裂解C5产生出C5a和C5b两个片段。C5a游离于液相中,具有过敏毒素活性和趋化活性。C5b可吸附于邻近的细胞表面,但其活性极不稳定,易于衰变成C5bi。
oC6-C9:C5b虽不稳定,当其与C6结合成C56复合物则较为稳定,但此C5b6并无活性。C5b6与C7结合成三分子的复合物C5b67时,较稳定,不易从细胞膜上解离。
oC5b67即可吸附于已致敏的细胞膜上,也可吸附在邻近的,未经致敏的细胞膜上(即未结合有抗体的细胞膜上)。C5b67是使细胞膜受损伤的一个关键组分,它与细胞膜结合后,即插入膜的磷脂双层结构中。
o若C5b67未与适当的细胞膜结合,则其中的C5b仍可衰变,失去与细胞膜结合和裂解细胞的活性。
oC5b67虽无酶活性,但其分子排列方式有利于吸附C8形成C5678。其中C8是C9的结合部位,因此继续形成C5-9,即补体的膜攻击单位,可使细胞膜穿孔受损。
oC5b、C6、C7结合到细胞膜下时细胞膜仍完整无损,只有在吸附C8之后才出现轻微的损伤,细胞内容物开始渗漏。在结合C9以后才加速细胞膜的损伤过程,因而认为C9是C8的促进因子。
旁路途径或替代途径(AP,AlternativePathway)
·是继经典途径之后发现的一条不依赖于抗原抗体复合物的新途径。
·虽然这个途径在进化上可能先于经典激活途径出现,但是由于经典途径是免疫学家们第一个发现的补体激活途径,因此才叫经典途径,第二个发现的就叫替代途径。
·激活物质是细菌、真菌、病毒感染的细胞等,在感染早期参与机体防御机制。C3被血清中某些蛋白裂解产生C3b,血清D因子可将结合状态的B因子裂解为Ba和Bb,Bb随后与C3b结合形成C3bBb,即C3转化酶。C3bBb极不稳定,易被迅速水解,P因子(备解素)与之结合使其稳定。C3转化酶将更多的C3水解为C3a和C3b,C3b与C3转化酶结合生成C5转化酶(C3bBb3b或C3bnBb)。
·旁路激活途径与经典激活途径不同之处在于激活是越过了C1、C4、C2三种成分,直接激活C3继而完成C5至C9各成分的连锁反应,还在于激活物质并非抗原抗体复合物而是细菌的细胞壁成分—脂多糖,以及多糖、肽聚糖、磷壁酸和凝聚的IgA和IgG4等物质。旁路激活途径在细菌性感染早期,尚未产生特异性抗体时,即可发挥重要的抗感染作用。
·生理情况下的准备阶段
o在正常生理情况下,C3与B因子、D因子等相互作用,可产生极少量的C3B和C3bBb(旁路途径的C3转化酶),但迅速受H因子和I因子的作用,不再能激活C3和后续的补体成分。只有当H因子和I因子的作用被阻挡之际,旁路途径方得以激活。
oC3:血浆中的C3可自然地、缓慢地裂解,持续产生少量的C3b,释入液相中的C3b迅速被I因子灭活。
oB因子:液相中缓慢产生的C3b在Mg2+存在下,可与B因子结合形成C3Bb。
oD因子:体液中同时存在着无活性的D因子和有活性的D因子(B因子转化酶)。D因子作用于C3bB,可使此复合物中的B因子裂解,形成C3bBb和Ba游离于液相中。C3bBb可使C3裂解为C3a和C3b,但实际上此酶效率不高亦不稳定,H因子可置换C3bBb复合物中的Bb,使C3b与Bb解离,解离或游离的C3b立即被I因子灭活。因此,在无激活物质存在的生理情况下,C3bBb保持在极低的水平,不能大量裂解C3,也不能激活后续补体成分。但是这种C3的低速度裂解和低浓度C3bBb的形成,具有重大意义,可比喻为处于“箭在弦上,一触即发”的状态。
·旁路途径的激活
o旁路途径的激活在于激活物质(例如细菌脂多糖、肽聚糖、病素感染细胞、肿瘤细胞、痢疾阿米巴原虫等)的出现。
o激活物质的存在为C3b或C3bBb提供不易受H因子置换Bb,不受Ⅰ因子灭活C3b的一种保护性微环境,使旁路激活途径从和缓进行的准备阶段过渡到正式激活的阶段。
·激活效应的扩大
oC3在两条激活途径中都占据着重要的地位,C4是血清中含量最多的补体成分,这也正是适应其作用之所需。不论在经典途径还是在旁路途径,当C3被激活物质激活时,其裂解产物C3b又可在B因子和D因子的参与作用下合成新的C3bBb,后者又进一步使C3裂解。由于血浆中有丰富的C3,又有足够的B因子和Mg2+,因此这一过程一旦被触发,就可能激活的产生显著的扩大效应。有人称此为依赖C3Bb的正反馈途径,或称C3b的正反馈途径。
o补体的两条激活途径有共同之处,又有各自的特点。在补体激活过程中,两条途径都是补体各成分的连锁反应,许多成分在相继活化后被裂解成一大一小两个片段;不同的片段或片段的复合物可在靶细胞表面向前移动,如C42,C423,C5b,C567,虽亦可原始的激活部位就地形成复合物,但仍以移动为主,在激活过程中,补体成分和(或)其裂解产物组成更大的复合物,同时又都在扩大其激活效应,这一过程可形象地比喻为“滚雪球”。实际两条途径相互作用,发挥协同作用,增加补体系统对机体的保护,过激后成为免疫过激(也就是过敏反应),造成对机体的损害。
凝集素途径或MBL途径(LP,LectinPathway)
·是最后发现的既不同于经典途径又不同于替代途径的第三条通路,由于该通路通过甘露糖结合凝集素介导而活化补体。
·MBL途径由病原微生物直接激活,不依赖抗体的参与。
TheStructuralsubunitsofMBLandFicolin.(Beltrame,etal.2015)
Theactivationoflectinpathway.(Mason,etal.2015)
三条途径的共同末端效应-MAC
·三条补体激活途径具有共同的末端效应——溶解靶细胞。
·三条补体激活途径形成的C5转化酶均可将C5裂解成C5a和C5b,C5b结合于细胞表面,依次与C6~C8结合为C5b678,继而与12-15个C9结合为C5b6789n巨分子复合体,即攻膜复合物(membraneattackcomplex,MAC)。MAC在胞膜上形成亲水性穿膜孔道(内径约10-11nm),使得可溶性小分子、离子及水分可以自由透过胞膜,但细胞内蛋白质等大分子却难以逃出,导致胞内渗透压降低,使细胞溶解。
膜攻击复合物的形成
·抗体结合抗原后,非抗原结合部分Fc构象结构改变,暴露出与C1q结合的位点。
·C1q与Fc结合后激活一个C1r,C1r又激活另一个C1r,两个有活性的C1r激活两个C1s。
·在C1s的催化下C4裂解为C4a和C4b,C4b结合在抗原抗体复合物的微生物或者颗粒表面,使C2在C1s的催化下裂解,C4b与C2a结合形成具有活性的C4b2a复合物,即C3转化酶。
·C3转化酶使C3裂解(一个C3转化酶可裂解出200个C3b分子,起到信号放大的作用),C3b与C4b2a结合形成三聚体C4b2a3b(C5转化酶),然后进入末端通路(经典激活途径、旁路途径和凝集途径最终进入相同的末端通路)。
·C5转化酶中的C3b使C5裂解,C5与C6和C7结合成稳定的C5b67。
·C8由两条肽链组成:C8β和C8αγ。C8β与C5b67结合,使C8αγ疏水端得以插入到细胞膜的磷脂层里。C5b678再与10-19个C9结合形成攻膜复合物(MAC,C5b6789n)。
·MAC是插入细胞膜的管状结构,允许水分子、离子和可溶性小分子通过。由于细胞内渗透压比细胞外高,大量水分子内流,导致细胞破裂。
补体激活的调节
·抑制C4b2a、C4b2a3b形成:C1INH、CR1、C4bp、MCP、I因子、DAF等
·抑制C3bBb、C3bBb3b形成:I因子、H因子、CR1、DAF、MCP
·稳定C3bBb:P因子
·抑制MAC:MIRL、HRF\C8bp、SP、群集素
补体的生物学功能
·溶细胞、溶菌及抗病毒作用(细胞毒作用):MAC溶解红细胞、血小板和有核细胞;参与宿主抗细菌、抗病毒防御机制。
·调理作用:C3b、C4b、iC3b和C3b裂解片段与细胞和其他颗粒结合,再通过与吞噬细胞表面相应的补体受体结合,可促进吞噬细胞的吞噬作用。
·引起炎症反应:(1)趋化作用:C3a、C5a可吸引吞噬细胞向炎症部位移行、聚集,增强局部炎症反应。(2)过敏毒素样作用:C3a、C5a可激活肥大细胞、嗜碱粒细胞脱颗粒,释放组胺等血管性介质,引起毛细血管扩张、血管通透性增加,促进吞噬细胞等进入“肇事”局部组织,介导局部炎症反应(C5更强)。
·清除免疫复合物:抑制新的IC形成、溶解已沉积的IC。
补体的合成与代谢
·补体编码基因:补体成分十分复杂,各编码基因分散在不同的染色体上,补体成分的许多蛋白质分子具有同分异构现象,显示其遗传多态性,几乎所有补体蛋白均为单位点常染色体等显性遗传。编码人C4、C2、B因子的基因在第6对染色体短臂上,与MHC的基因相邻,命名为Ⅲ类组织相容性基因;与C3、C4反应的许多调节蛋白的基因被组合在一起,在第一对染色体上形成一个超基因家族,此家族编码的蛋白有:H因子、C4bp、DRF、CRI、CR2等。
·补体合成的器官及细胞:尽管一些器官和组织产生不同补体成分,但产生补体的主要器官是肝脏,主要细胞是巨噬细胞。
·补体的代谢平衡:补体成分在血液中可被蛋白酶直接降解,病理情况下补体的代谢速率反映了补体的激活程度,补体活化后的酶解片段迅速失活,并很快从循环中消除,沉着于细胞表面及组织中被消耗或分解。如C3在C3转化酶作用下,生成C3a和C3b,C3降解为iC3b,再降解为C3c、C3dg,最后降解为C3d和C3g。
补体的生物学意义
·连接固有免疫与适应性免疫:通过介导T细胞和B细胞反应
·免疫自稳与免疫记忆
·与其他酶系统相互作用
补体与疾病
补体药物研究现状
·人体内的补体蛋白共约1.5x10^19个,占血清总蛋白的10%,且代谢速度极快,半衰期平均只有几分钟,血浆补体每天约有一半被更新。在疾病状态下,补体代谢会发生更为复杂的变化。
·如此天量且代谢迅速的补体蛋白是机体免疫系统强大的保证之一,也是补体药物开发面临的巨大阻碍,补体药物往往需要高频率和大剂量才能起到阻断效果。此外,机体有一套复杂精密的调控网络来维持补体系统的正常运转。
·即使阻断其中一条补体通路,补体系统也能通过调节机制激活其他通路,保护机体不受病原体侵袭,但这也容易导致靶点药物失效。