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补体成分

命名与分类

补体成分通常根据其发现顺序或功能进行命名。

  • 经典途径成分:通常以字母“C”加数字命名(如C1C2C3C4), 并按激活顺序而非数字顺序发挥作用(激活顺序为:C1 → C4 → C2 → C3 → C5-C9)。
  • 旁路途径和凝集素途径成分:多为特定名称,如B因子D因子甘露糖结合凝集素MASP等。
  • 调节蛋白:多描述其功能,如C1抑制物衰变加速因子膜辅助因子蛋白等。
  • 补体受体:以“CR”加数字命名(如CR1CR2), 或描述其配体(如C3a受体C5a受体)。

三条激活途径及其关键成分

补体系统可通过三条既独立又交汇的途径被激活:

  1. 经典途径(Classical Pathway):
    • 激活物抗原-抗体复合物(主要是IgG或IgM)、C反应蛋白等。
    • 核心成分与步骤
      • 起始C1复合物(C1q, C1r, C1s)识别激活物。
      • C3转化酶形成:活化的C1s依次裂解C4C2,生成C4b2a复合物,即经典途径的C3转化酶
      • 共同末端通路:C3转化酶裂解大量C3,触发后续反应[3]。
  2. 凝集素途径(Lectin Pathway):
    • 激活物病原体表面的甘露糖等特定糖模式。
    • 核心成分与步骤
      • 起始甘露糖结合凝集素纤维胶凝蛋白识别糖模式,与MASP-1MASP-2结合。
      • C3转化酶形成:MASP-2直接裂解C4和C2,形成与经典途径相同的C3转化酶C4b2a
  3. 旁路途径(Alternative Pathway):
    • 激活物:病原体表面(如细菌多糖酵母多糖)或受损宿主细胞
    • 核心成分与步骤
      • 持续低水平激活体液中的C3可自发水解为C3(H₂O), 与B因子结合。
      • C3转化酶形成D因子裂解B因子,形成初始的C3转化酶 C3(H₂O)Bb。该酶能裂解C3生成C3b, C3b与靶标结合后,再与B因子结合并被D因子激活,形成更稳定的C3bBb,即旁路途径的C3转化酶。
      • 放大环路:C3bBb能进一步裂解更多C3,形成强大的正反馈放大。

共同末端通路

三条途径汇合于C3的裂解,生成C3bC3a

  1. C5转化酶形成:C3b与已有的C3转化酶(C4b2a或C3bBb)结合,形成C5转化酶(C4b2a3b或C3bBb3b)。
  2. 膜攻击复合物组装:C5转化酶裂解C5,生成C5bC5a。C5b依次与C6C7C8结合,形成C5b-8复合物,该复合物插入细胞膜,并招募多个C9分子聚合,形成膜攻击复合物,在膜上形成孔道,导致细胞渗透性溶解[4]。

生物学效应

补体激活产生三大效应:

  1. 调理作用:C3b等片段共价结合于病原体表面,被吞噬细胞(如巨噬细胞中性粒细胞)上的补体受体识别并吞噬
  2. 炎症反应C3aC5a是强效的过敏毒素,能趋化并激活肥大细胞嗜碱性粒细胞中性粒细胞,引起血管扩张、平滑肌收缩和炎症介质释放
  3. 细胞溶解:MAC在靶细胞膜上形成孔道,直接导致病原体或异常细胞溶解。

精密调控

为防止补体过度激活损伤自身组织,补体系统受到一系列可溶性膜结合调节蛋白的严密控制:

  • C1抑制物:抑制C1r和C1s。
  • 因子I:在辅助因子(如MCPCR1)协助下,裂解灭活C3b和C4b。
  • 衰变加速因子:加速C3转化酶的衰变。
  • CD59:抑制MAC的组装,保护宿主细胞。
  • 因子H:调节旁路途径,区分“自我”与“非我”。

临床意义

补体成分的缺陷、功能亢进或调节异常可导致严重疾病

  1. 免疫缺陷与反复感染:如C3缺乏导致严重化脓性感染。
  2. 自身免疫病
  3. 炎症性疾病:C5a等片段驱动炎症,与脓毒症、关节炎等有关。
  4. 治疗靶点:补体抑制剂已成功应用于临床,如抗C5单克隆抗体依库珠单抗雷夫利珠单抗)用于治疗PNH、aHUS和重症肌无力等[5]。
目录

参考资料编辑本段

  • Walport, M. J. (2001). Complement. First of two parts. New England Journal of Medicine, 344(14), 1058-1066.
  • Ricklin, D., Hajishengallis, G., Yang, K., & Lambris, J. D. (2010). Complement: a key system for immune surveillance and homeostasis. Nature Immunology, 11(9), 785-797.
  • Dunkelberger, J. R., & Song, W. C. (2010). Complement and its role in innate and adaptive immune responses. Cell Research, 20(1), 34-50.
  • Serna, M., Giles, J. L., Morgan, B. P., & Bubeck, D. (2016). Structural basis of complement membrane attack complex formation. Nature Communications, 7, 10587.
  • Zelek, W. M., Xie, L., Morgan, B. P., & Harris, C. L. (2022). Compendium of current complement therapeutics. Molecular Immunology, 142, 105-124.
  • Merle, N. S., Church, S. E., Fremeaux-Bacchi, V., & Roumenina, L. T. (2015). Complement system part I–molecular mechanisms of activation and regulation. Frontiers in Immunology, 6, 262.
  • Müller-Eberhard, H. J. (1988). Molecular organization and function of the complement system. Annual Review of Biochemistry, 57, 321-347.
  • Trouw, L. A., & Daha, M. R. (2011). Role of complement in innate and adaptive immunity. Immunology Letters, 138(1), 1-3.
  • Bajic, G., Degn, S. E., Thiel, S., & Andersen, G. R. (2015). Complement activation, regulation, and molecular basis for complement-related diseases. EMBO Journal, 34(22), 2735-2757.

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