第一节 补体的概述
19世纪末,Bordet发现并证实在人和动物新鲜血清中存在一种不耐热的成分,可辅助和补充特异性抗体介导的溶解细菌,称为补体(complement,C)。现已知补体是存在于新鲜血液中的一组不耐热的成分,由30多种蛋白组成,故称为补体系统(complement system)。补体成分广泛存在于血清、组织液和细胞表面。通常体内大多数补体组分以无活性形式存在,只有当病原体或抗原-抗体复合物与其相遇、使之活化后才能发挥溶解细胞、介导炎症反应、调理吞噬、调节免疫应答和清除免疫复合物等生物学作用。补体系统是一个具有精密调控机制的蛋白质反应系统。补体系统不仅是机体固有免疫系统的重要组成部分,在特异性免疫应答过程中也发挥重要作用。补体过度活化、补体组分缺陷和功能障碍与多种疾病的发生发展密切相关。
一、补体系统的组成和命名
(一)补体系统的组成
根据补体系统各成分的功能不同,可将其分为补体固有成分、补体调节蛋白和补体受体三类。
1.补体固有成分 是指存在于血浆和体液中、构成补体基本组成的蛋白质,包括:①参与经典途径的C1(C1q、C1r、C1s)、C4和C2;②参与凝集素途径的甘露聚糖结合凝集素(MBL)、纤维胶原素(FCN)和MBL相关的丝氨酸蛋白酶(MASP);③参与旁路途径的D因子、B因子和备解素(properdin,P因子)等;④参与三条激活途径共同成分C3、C5、C6、C7、C8和C9。
2.补体调节蛋白 是指存在于血浆中和细胞膜表面,通过调节补体激活途径中关键酶而控制补体活化强度和范围的一类蛋白质分子,包括血浆中的Cl抑制物、I因子、H因子、S蛋白、C4结合蛋白、过敏毒素灭活因子等可溶性调节蛋白和细胞膜表面的膜辅助蛋白(MCP)、衰变加速因子(DAF)、同源限制因子等膜结合蛋白。
3.补体受体(complementreceptor,CR)存在于不同细胞膜表面,能与补体活性片段结合,介导多种蛋白生物学效应的分子,主要包括CR1、CR2、CR3、CR4、CR5、C3aR、C4aR、C5aR、C1qR及H因子受体(HR)等。
(二)补体系统的命名
1968年,世界卫生组织(WHO)对补体进行了统一命名。补体以C表示。将参与经典激活途径和终末途径的补体成分,按其发现的先后顺序以C1~C9命名,其中C1又由三个亚单位组成,分别命名C1q、C1r和Cls;旁路途径的特有成分以英文大写字母表示,如B因子、D因子、P因子等;少数以参与补体激活成分的名称命名,如纤维胶原素(FCN)、甘露聚糖结合凝集素(MBL)和MBL相关丝氨酸蛋白酶(MASP);补体调节蛋白多以其功能命名,如Cl抑制物、C4结合蛋白、衰变加速因子(DAF)和补体受体等。补体活化后产生的裂解片段,以该补体组分符号后加小写英文字母表示,如C3裂解产物为C3a和C3b;具有酶活性的成分或复合物在其上方画一横线表示。灭活的补体片段在其符号前加英文字母i表示,如iC3b。
二、补体系统的理化性质
体内多种组织细胞如由肝细胞、单核/巨噬细胞、角质细胞、造血细胞、内皮细胞以及肠粘膜上皮细胞等均能合成补体分子,其中肝细胞和巨噬细胞是产生补体的主要细胞。补体成分均为糖蛋白,大多是β球蛋白,少数为α或γ球蛋白。补体性质不稳定,56℃温浴30分钟即被灭活;在室温下也会很快失活;在0~10℃条件下,补体活性只能保持3~4天,故补体应保存在-20℃以下或冷冻干燥保存。此外,紫外线照射、机械震荡、强酸强碱或乙醇等也可使补体破坏。
血清中补体含量相对稳定,约占血清球蛋白总量的10%,其中C3含量最高(0.5~1.3mg/ml),D因子含量最低(0.001~0.002mg/ml)。C1q分子量最大(410kD)、D因子分子量最小(25kD)。血浆补体成分约90%由肝脏合成,炎症组织中补体成分约90%是从血液中扩散而来的。多种促炎细胞因子可刺激补体基因转录和蛋白质合成。感染、组织损伤急性期及炎症状态下,补体产生增多,血浆补体水平升高。