第二节 补体系统的激活
第二节 补体系统的激活
在生理情况下，血清补体成分以非活性酶原形式存在。在某些激活物作用下，补体成分可按一定次序发生级联反应，产生多种生物学效应。补体激活主要有经典途径、旁路途径和MBL三条途径。
一、经典途径
经典途径又称传统途径，激活物主要是抗原抗体复合物，抗体以IgG或IgM类为主。经典途径始于激活物与C1q的结合，并依次活化C1q、C1r、C1s、C4、C2、C3、C5～C9，激活过程分为识别阶段、活化阶段和膜攻击阶段。
（一）识别阶段
C1q识别补体结合点至C1酯酶形成的过程（C1s）。抗体与抗原结合后构象改变，补体结合点暴露，C1q识别Ig的补体结合点后活化（图4-2），并依次激活C1r、C1s，形成C1酯酶。C1q需同时识别2个或2个以上补体结合点才能活化。IgM是五聚体，1分子即可提供多个补体结合点；而IgG为单体，激活补体至少需要2分子，故IgM活化补体的能力比IgG强。
（二）活化阶段
形成C3转化酶和C5转化酶的过程：
1. C3转化酶形成：C1s依次裂解C4和C2，形成C4a、C4b和C2a、C2b；C4b与C2b在靶细胞表面结合形成C4b2b，即C3转化酶；
2. C5转化酶形成：C3转化酶裂解C3形成C3a和C3b，C3b再与C4b2b结合，形成C4b2b3b，即C5转化酶。C2a、C3a、C4a则游离于血清中。
（三）膜攻击阶段
形成膜攻击复合物导致靶细胞裂解。C5转化酶裂解C5，形成C5a和C5b；C5b结合于靶细胞膜后，再依次结合C6、C7、C8和多个C9分子，形成C5b6789，即膜攻击复合物（membrane attack complex，MAC）（图4-3）。MAC嵌入靶细胞膜脂质双层，形成贯通微孔并破坏细胞膜，导致细胞或细菌裂解（图4-4）。
结构示意图.png)
C5转化酶裂解C5，形成C5a和CSb；CSh结合于靶细胞膜,依次结合C6、C7、C8和多个C9分子，形成C5h6789n,即膜攻击复合物(MAC)
二、旁路途径
旁路途径又称替代途径，是最早发挥作用的激活途径。旁路途径从C3开始，然后完成C5～C9的激活过程。旁路途径的激活物主要是微生物的胞壁成分，如细菌脂多糖、肽聚糖、酵母多糖等。
旁路途径的激活过程：在生理条件下，血清C3受蛋白酶作用，持续形成少量C3b。在Mg²⁺存在下，C3b与B因子结合为C3bB，D因子裂解B因子，形成Ba和C\(\overline{\text{3bBb}}\)，后者即旁路途径的C3转化酶。此酶极不稳定，可被血清中I因子、H因子迅速灭活。备解素（P因子）与C\(\overline{\text{3bBb}}\)结合可形成稳定的C3转化酶（C\(\overline{\text{3bBbP}}\)）。当微生物侵入机体时，C\(\overline{\text{3bBb}}\)可与微生物表面的脂多糖、酵母多糖等结合，而不易被灭活。C3转化酶持续裂解C3，C3b再与C\(\overline{\text{3bBb}}\)或C\(\overline{\text{3bBbP}}\)结合，形成C\(\overline{\text{3bBb3b}}\)（或C\(\overline{\text{3bnBb}}\)）和C\(\overline{\text{3bnBbP}}\)，为旁路途径的C5转化酶。C5转化酶裂解C5，后续反应过程同经典途径（图4-5）。
细菌脂多糖等胞壁成分为旁路途径C3转化酶提供接触表面使之稳定,后续反应得以进行。
三、MBL途径
MBL途径又称凝集素途径。MBL与微生物表面的甘露糖等糖基结合，启动MBL途径。
MBL途径的激活物是微生物表面的甘露糖或半乳糖等。MBL途径激活过程：病原微生物感染早期，肝细胞迅速合成并分泌甘露聚糖结合聚集素（mannose-binding lectin pathway，MBL），MBL与病原体表面的甘露糖或半乳糖结合，进而激活与MBL相关的丝氨酸蛋白酶（MBL associated serine protease，MASP）。MASP有两类：
- MASP1：直接裂解C3，后续反应同旁路途径；
- MASP2：与CI酯酶活性相似，可裂解C4和C2，后续反应同经典途径（图4-6）。
MBL结合病原体表面糖基后的两条通路：
1. 激活MASP1，裂解C3，后续反应同旁路途径；
2. 激活MASP2，裂解C4、C2，后续反应同经典途径。
在MBL和抗体未产生前，侵入机体的病原微生物胞壁成分即可直接激活旁路途径，发挥早期抗感染作用；在感染急性期，肝脏合成MBL与病原微生物表面甘露糖等结合，启动MBL途径；抗体产生后可与抗原结合，由经典途径激活补体，发挥广泛生物学作用。补体三条激活途径在体内发挥作用的先后顺序，依次是旁路途径、MBL途径和经典途径。
补体三条激活途径虽起始不同，但三条途径都在活化C3后形成共同末端通路和膜攻击复合物，且产生基本相同的生物学效应（图4-7）。
补体激活是一种高度有序、快速放大的级联反应，发挥广泛的生物学效应。补体激活既可对机体产生免疫保护，如溶解细菌、病毒等抗感染作用；也可引起免疫病理损伤，如溶解细胞、介导炎症。在生理情况下，补体激活受到复杂而严密的调控，以防止补体成分过度消耗或对自身组织造成损伤。机体对补体的调节主要通过补体成分的自身衰变和补体调节蛋白来实现。