Complement System – An Introduction

Summary

补体系统是先天免疫反应的重要组成部分，发挥着清除入侵病原体（如细菌、病毒、真菌和寄生虫）的关键作用。该系统由30多种蛋白质组成，涉及经典途径和替代途径的激活。经典途径由抗原-抗体复合物启动，通过一系列酶促反应生成具有生物学功能的蛋白片段。替代途径则通过细菌表面的脂多糖激活，并通过自发水解形成C3转化酶，进一步放大补体反应。最终，补体系统通过膜攻击复合物(MAC)导致细胞裂解，发挥强大的免疫防御功能。

Takeaways

• 😀 补体系统是先天免疫反应的重要组成部分，参与清除细菌、病毒、真菌和寄生虫等入侵病原体。
• 😀 补体系统由30多种蛋白质组成，大部分存在于血清中，剩余的蛋白质为膜结合蛋白和受体。
• 😀 补体激活过程包括经典途径和替代途径，蛋白质通过特定的酶促级联反应相互作用。
• 😀 经典途径通常由抗原-抗体复合物激活，其中IgM和IgG是激活经典途径的抗体同种型。
• 😀 经典途径的激活始于C1与抗体Fc区的结合，C1由C1q、C1r和C1s三部分组成。
• 😀 C1q结合抗体后引起构象变化，激活C1r，然后C1r激活C1s，启动级联反应。
• 😀 C4在经典途径中被C1s切割，生成C4a和C4b，C4b与抗原-抗体复合物结合，启动C2的切割。
• 😀 C4b和C2a形成经典途径的C3转化酶，C3通过此酶被切割为C3a和C3b，C3b可与C3转化酶结合，形成C5转化酶。
• 😀 C3a和C5a作为趋化因子，能吸引肥大细胞、嗜碱性粒细胞、巨噬细胞等免疫细胞到达感染部位，并激活它们释放组胺等活性物质。
• 😀 补体系统通过膜攻击复合物（MAC）导致细菌、病毒和细胞的裂解，MAC的形成由C5b、C6、C7、C8和C9等蛋白质组成。
• 😀 替代途径通过LPS和其他病原体表面的脂多糖激活，C3在替代途径中自发水解形成C3水合物，启动补体反应的级联放大。
• 😀 替代途径的C3转化酶由C3b、Bb形成，能进一步切割C3，并加速补体级联反应，最终促进MAC的形成并导致病原体溶解。

Q & A

补体系统的作用是什么？

补体系统是先天免疫反应的重要组成部分，主要负责清除入侵的病原体，包括细菌、病毒、真菌和寄生虫。

补体系统由哪些成分组成？

补体系统由30多种蛋白质组成，其中大多数存在于血清中，剩下的是膜结合蛋白和受体。

经典途径是如何激活的？

经典途径通常由抗原-抗体复合物激活。只有两种抗体异构体，IgM和IgG，能激活经典途径。

C1蛋白在经典途径中的作用是什么？

C1是经典途径的第一个蛋白，当C1与抗体的FC部分结合时，会引发C1的构象变化，激活C1r和C1s，从而启动经典途径。

C4和C2在经典途径中的功能是什么？

C4被C1激活后分裂为C4a和C4b，C4b结合到抗原-抗体复合物上，并为C2提供结合位点。C2也被切割为C2a和C2b，其中C2a与C4b结合形成C3转化酶。

C3转化酶在经典途径中的作用是什么？

C3转化酶是由C4b2a复合物构成，它通过酶切C3蛋白，生成C3a和C3b。C3b进一步形成C5转化酶。

C5转化酶的作用是什么？

C5转化酶由C4b2a3b复合物形成，它切割C5蛋白，生成C5a和C5b，这两个片段在免疫反应中起重要作用。

C3a和C5a的生物学功能是什么？

C3a和C5a都是强效的趋化因子，能引导嗜酸性粒细胞、肥大细胞等细胞到补体激活的部位，并引发去颗粒反应，释放组胺等活性胺。

膜攻击复合体（MAC）如何形成？

膜攻击复合体通过经典或替代途径的末端补体反应形成。C5b与C6、C7和C8结合，最终C9分子加入形成一个孔，破坏细胞膜，导致病原体溶解。

替代途径是如何激活的？

替代途径通过细菌表面上的脂多糖（LPS）和其他激活因子激活。该途径在低水平下持续活跃，C3的自发水解生成C3水，后者与因子B结合，启动替代途径的C3转化酶形成。