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补体及其激活途径

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补体(complement)是一组血浆蛋白质,约有20余种,对热不稳定,可通过56℃处理30min而去除其活性。补体可协助抗体清除病原体并由此而得名。自然条件下,补体成分以无活性的酶原形式存在,多种特异性和非特异性免疫学机制可使这些无活性的酶原分解,产生一个有活性的大单位和一个小片段(小单位),这一过程称为激活。所得到的大片段通常停留在病原体和细胞表面,最终使后者裂解或加速其清除;小片段离开细胞表面,介导炎症反应。
(一)补体级联反应中的前期事件
补体的激活由两组紧密相随的事件或两个阶段组成,并由此形成补体激活的级联反应(cascade)。这两个阶段分别称为前期事件和后期事件,其分界线是C3转化酶(C3 convertase)的形成和活化。
先期事件涉及三条途径对C3转化酶的激活。
1.经典途径:始于抗体(主要是IgM和IgG)对病原体或细胞表面抗原分子的识别及抗原抗体复合物的形成。补体C1q分子结合抗体后触发这一经典途径。C1q和C1r、C1s共同组成C1复合物,后两者随着C1q的活化而依次激活。C1s被活化后,专一性地使下列两个补体成分分解和活化:C4分解成C4a和C4b;C2分解成C2a和C2b。被激活的两个大的分解单位C4b和C2b迅速沉积到细胞表面,共同构成经典途径中显示酶解活性的C3转化酶即C4b2b(旧称C4b2a)。
2.MBL途径:MBL指的是甘露糖结合凝集素(mannose-binding lectin)。MBL可以和细菌表面的甘露糖结合,然后此凝集素通过甘露糖凝集素相关丝氨酸蛋白酶(MASP)直接分解C4和C2,由此产生的大单位C4b2b构成C3转化酶。
3.替代途径:上述途径中产生的C3转化酶水解C3而成为C3a和C3b。沉积于细胞表面的C3b可与B因子结合,成为易于被血清中D因子分解的易感状态,B因子遂分解成为Ba和Bb,然后由C3b和Bb构成复合物,成为替代途径中的C3转化酶C3bBb。
由此可见,经典途径和替代途径中的C3转化酶都可使底物C3分子酶解,但两者结构不同,分别为C4b2b和C3bBb。这里,C3b既是C3转化酶分解C3之后出现的产物,又是C3转化酶的组成部分,由此形成了经典途径和替代途径相互影响的一种反馈性放大机制。显然,补体活化经典途径的启动有赖于抗原抗体复合物的出现,因而补体参与了获得性免疫。但是其他两个途径不涉及抗体,属于天然免疫的范畴,表明在天然防御系统中,特别在感染的早期,补体发挥重要作用。


IP属地:上海1楼2019-06-17 14:02回复
    (二)补体级联反应中的后期事件和补体的效应功能
    1.C4、C3、C5分解产生的小片段C4a、C3a和C5a作为一种肽介导物(peptide mediator)参与诱导局部炎症反应,起着招募吞噬细胞的作用。
    2.C3是血浆中浓度最高的补体蛋白,含量为1.2mg/ml。一个C3转化酶可以分解1000个C3分子,由此产生大量的C3b。C3b凭借其暴露出来的硫酯键(thioester bond)以共价形式结合于病原体表面,否则C3b将因水解而失活。因而补体激活的一个重要结果,是使C3b大量沉积和覆盖在病原体或靶细胞的表面。另一方面,吞噬细胞带有识别病原体表面C3b的受体,有利于吞噬细胞借助配体-受体的结合,增强对覆盖有C3b分子病原体的吞噬和清除。补体的这一功能称为调理作用(opsonization)。能起调理作用的补体成分(C3b,还包括C4b)称为调理素(opsonin)。
    3.经C3转化酶分解产生的C3b,还有一个重要作用,是与C4和C2的分解产物即C4b2b共同构成C5转化酶(其组成是C4b2b3b)。C5转化酶的功能是将C5分解成C5a和C5b。C5a进入液相,前面提到,可以和C3a、C4a一起介导炎症反应;而结合在细胞表面的C5b,则通过结合C6,活化补体级联反应的其他终末成分C7、C8、C9,这5种补体成分合在一起称为C5b678,加上12~15个C9分子,在病原体或靶细胞表面形成攻膜复合物(membrane-
    attack complex,MAC)。这是一个插入靶细胞脂双层膜的中空圆桶状结构,内径为11nm,可让水和电解质通过却不能让大分子穿行。因而靶细胞表面大量攻膜复合物的出现,造成水分因膜内外渗透压的巨大差异而进入胞内,靶细胞不堪负担,最终胞膜破裂。这一效应称为细胞裂解(cytolysis)。如果攻膜复合物由经典途径的级联反应所造就,由此引起细胞死亡,称为补体依赖的细胞毒性(complement-dependent cytotoxicity,CDC)。因而免疫学上的细胞毒作用通常指细胞裂解。


    IP属地:上海2楼2019-06-17 14:11
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