什么是补体？

补体是人体万里长城的重要成员之一，并不是一个单独的成分，而是由许多蛋白质组成的一个复杂系统，又叫做补体系统，因其英文为Complement；所以取其第一字母C代表补体。补体本身固有成分按阿拉伯字母序号分别称为C1，C2，C3…C9，还有两种分别称为B因子及D

因子的成分；平常我们在医院看病时，医生开的化验单上写有C3，就意味着要对血中补体第三成分进行检查；在正常情况下，补体的各个成分比较稳定，但一旦被触发（如微生物和抗体结合后）。它们便逐个按顺序象锁链一样环环相扣地行动，来保卫我们的机体。补体除固有成分外，还有一些象我们监察机构一样的调控成分，它们能控制补体行动的强度，不至于行动过分而不分敌我，甚至破坏自身正常的组织，引起疾病。

补体到底“补”什么？从传统的观念上讲，最初人们发现补体的作用主要是协助抗体去杀灭外来的有害微生物，所以很久以前就称之为补体。其实，现代科技发展已经表明，补体远不止对抗体起补充作用，而是积极参与免疫系统的各种活动，是组成人体万里长城不可缺少的重要而复杂的系统。

补体系统是“万里长城’举足轻重的一员，在体内发挥非常重要的作用，可能对机体有利，也可能造成机体损伤。首先，补体系统被调动起来后，能导致许多细胞及细菌破坏和溶解。临床上血型不相符合的输血会造成溶血反应，就是因为血型抗原与抗体结合激活了补体造成红细胞溶解。其次，补体能协助吞噬细胞吞噬外来微生物，增强吞噬细胞的吞噬作用。譬如人的红细胞、血小板及吞噬细胞、淋巴细胞表面就有补体片段C3b的受体，能与C3b结合。C3b又可与微生物结合，形成大的颗粒，吞噬细胞就比较容易，“吃”下去了。第三，补体可显著增强抗体对病毒的灭活，也可溶解某些病毒。第四，补体参加机体的炎症过程，能吸引吞噬细胞到炎症部位去吞噬细菌，引起血管扩张，增加血管通透性，使局部或全身发生水肿，出现所谓的“狗风疙瘩”等病理效应。此外，新的研究发现补体在“主力部队”的免疫就答及免疫调节过程中发挥了很大作用，正逐渐成为“主力部队”的一员

对补体固有成分c2的描述正确的是在经典途径中被C4激活。

补体系统成分众多，现研究发现30余种，广泛存在于血清、组织液和细胞膜上。补体的化学本质实为蛋白质，是人体内一个精密调控的体系。一般情况下，只有被激活才会发挥生物学功能。

补体的主要生物学功能是在机体固有免疫中起到防御作用，是抗体的辅助因子，在抗体发挥作用的过程中不可或缺。补体发挥作用的方式是，三条交叉途径启动一系列蛋白级联反应激活补体产生调理吞噬、溶解细胞、介导炎症、调节免疫应答和清除免疫复合物等功能。

功能：

补体固有成分，补体固有成分是指存在于体液、血浆中，参与补体激活途径的各种蛋白质，比如说：经典途径中的C1q、C2、C4；旁路途径中的B因子、D因子；活化过程中的共同组分C3、C5、C6、C7、C8、C9。

补体调节蛋白，补体调节蛋白是指血浆中、细胞上、通过调节补体激活途径中关键酶进而控制补体活化的蛋白质分子。

补体受体，补体受体是指存在于存在于不同细胞表面的、能与补体激活后形成的活性物质相结合的、介导多种补体反应的的受体分子。

补体系统两条激活途径中，涉及到14个补体蛋白（C1-9，及B、D、P因子）的参与。 由于分子遗传学和分子克隆技术的应用，已阐明许多补体分子的结构、功能、生物合成及遗传特征，从而大促进了人们对补体系统激活过程机理的认识和对各个补体分子功能的深入了解。 C1是经典激活途径中的起始成分。它是由1个分子的C1q和2个分子的C1r及2个分子的Cls借Ca2 连接而成的大分子复合物。分子量约为750kDa。其中C1q为具有识别作用的亚单位，C1r和C1s为具有催化作用的亚单位。 （一）C1q

C1q为各种补体分子中分子量最大（410kDa）的γ球蛋白。其分子结构较特殊和复杂，由A、B、C三种不同类型的肽链所组成。其中A、B、C链各6条，共18条。A、B、C三种肽链的分子量不尽相同，分别为24、23和22kDa，各含有222-226个氨基酸残基，且彼此同源。每条肽链由含半胱氨酸残基的一个短的N末端区所组成，接着为一段81个氨基酸的胶原序列（即重复的三股序列Gly-X-Y，Y处通常为羟脯氨酸或赖氨酸残基）。该序列的其余部分为非胶原性的。A、B链间及两条C链间各有一个二硫键相连接。18条肽链中每三条不同的肽链组成一条三股螺旋，故共有6条这样的结构。每条螺旋的肽链均由丝状胶原样成分组成。在6条螺旋结构C端由于氨基酸序列的随机卷曲而形成6个花蕾状的球形头部，呈花朵形展开。在近N端约为1/2全长的螺旋结构呈束状并平行排列，其N末端为C1q的尾部。

C1q的胶原样区有结合C1r和C1s的部位。并证实聚合的C1q刺激B细胞增强其产生Ig的作用，也是通过其尾部而完成的。C1q的关部含有能识别IgFc片段上补体结合部位的位点（C1q与C1q-R相互作用），且由于6个球形头部呈花朵形展开，更增加了其与Ig接触的机会。C1q同1个分子的IgM结合即可被活化，但至少需同两个IgG分子结合才能被活化，而且两个IgG分子在细胞膜上的距离不得少于700nm。C1q对人4种IgG亚类的结合亲和力依次为：IgG3>IgG1>IgG2>IgG4。

Reid等已对C1q分子的A、B链做了部分氨基酸分析，并完成了A、B链的cDNA克隆及序列分析。因此，C1q分子的大部分一级结构已经明确。编码C1qA、B、C三条肽链的基因均定位于人的第1号染色体的短臂341-361区。

（二）C1r和C1s

Clr和Cls均为单一多肽链分子，又都是丝氨酸蛋白酶（原）。Clr和Cls多肽链均由接近700个氨基酸所组成。位于C末端的约250个氨基酸为丝氨酸蛋白酶区，与胰蛋白酶和糜蛋白酶同源。同大多数补体蛋白一样，它们都是镶嵌（mosaic）蛋白，即由不同氨基酸组成的固定基序组合而成，并且很可能代表独立的折叠功能区或结构功能域（module）。

两个分子的Clr和同等分了的Cls借Ca2 连接成扭曲的“8”字形，盘架于C1q近头部的6条螺旋结构间。Clr和Cls的分子量条螺旋结构间。Clr和Cls的分子量均为85kDa。它们激活后，在分子内的精氨酸与亮氨酸残基间断裂，形成分子量分别为57kDa和28kDa的A、B两个片段，但链间仍以二硫键相连接，故整个分子并末分离。在B片段上含有丝氨酸蛋白酶活性点，为其催化英勇区。A片段上有Clr和Cls相互反应的的功能区。反应功能区朝向中心，催化功能区位于外侧。在一般C1INH与C1r结合着，而一旦有免疫复合物结合到Clq时，C1INH的抑制作用即行移除，并通过C1q的胶原性柄将其头部的移动传递到其核心区，并从此处再传递到与其相连接的C1r，诱导C1r构象改变并裂解活化。活化的C1r（C1r），再作用于C1s使之成为活化型C1s（C1s）。

C1r和C1s的cDNA克隆均已成功，并进行了全部序列分析。编码C1r的基因定位于人的第12号染色体短臂13-ter，与编码C1s的基因相连。 C3处于两条激活途径的汇合点，在补体系统活化过程中起着枢纽作用，并为替代途径激活的关键分子。C3的α、β两条肽链组成，之间以二硫键相连结，分子量为195kDa，其中α链为115kDa，β链为75kDa。其在血清中的含量高于其它补体分子，约为055-12mg/ml。同C4分子一样，C3分子的α链在半胱氨酸和谷氨酸残基之间也有一个内硫酯键（Cys-S-CO-Glu）。此环状结构水解后，可形成一个转移性结合点，认为这是C3b由液相结合到固相上的结构条件，也是C3以缓慢的速率水解导致其构象改变出现能与B因子具有亲和力的“变构”C3b的分子基础。当C3转化酶从C3α链N端一个精氨酸-丝氨酸键（第77-78位）外将C3裂解后，可产生一个9kDa的小片段C3a（释放到液相中去），其余部分为C3b。同时，新生的C3bα`链内距N端5kDa的硫酯键断裂，在谷氨酰胺基上出现一个具有转酯作用的高度或多糖等分子中的羟基（R-OH）共价结合，形成新的酯键。同样，也可与靶细胞上的氨基形成酰键（-CONH-）。这样，新生的C3b便可结合于靶细胞表面，而其半胱氨酸则通过接受1个质子形成硫氢基（-SH），从而获得转移性。需要提及的是，上述形成的反应性酰基极不稳定，若在60秒内未同碳水化物发生转酯反应，则反应性酰基即与水分子反应形成羧基，从而使C3b失去共价结合的能力。一般细胞表面都有足够的糖类（常以糖蛋白、糖脂或多糖形式存在）因此新生C3b得以通过上述转酯作用而固定于细胞上（外来的或自身的）。通过上述转酯反应而获得结合活性的C3b可与c4b2a结合形成经典途径的C5转化酶（C4b2a3b），或与Bb结合形成替代途径的C3转化酶（C3bBb）和C5转化酶（C3bnBbC3b也可在H因子和I因子的作用下，变为无活性的C3bi，并再I因子裂解为C3dg和C3c。C3d可能是C3裂解的最终产物，只有在细菌或炎灶分解产物的作用下，才能裂解为C3d和C3c。还报道有C3e片段，可能来源于C3c。 C3各个裂解片段的生物学活性不一。C3a为过敏毒素，能直接作用于肥大细胞和嗜性粒细胞，使之释放组胺，引起血管扩张，通透性增加，平滑肌收缩及局部水肿。但其作用远较C5a弱。此外，C3a还具有使吞噬细胞定向移动以促进吞噬的趋化作用，以及抑制特异抗体反应、非特异性多克隆反应和抑制白细胞移动抑制因子（LIF）产生的作用。C3b的生物学活性烄广，概括起来有以下几个方面：（1）参与替代途径中两种C3转化酶[起始C3转化酶（C3bB）和放大C3转化酶（C3bBb），以及两条途径中两种C5转化酶（C4b2a3b和C3bnBb）的形成；（2）启动替代激活途径中的正反馈放大回路；（3）调理促进吞噬及免疫粘连作用；（4）参与免疫调节，如作为B细胞活化的非特异性刺激信号，作为B细胞的致有丝分裂原促进B细胞增殖，与抗体协同增强ADCC作用和刺激单核细胞释放前列腺素E（PGE），嵌入抗原、抗体复合物的网格结构中，使二者的结合键断裂从而是产生对可溶性免疫复合物的溶解作用等。C3bi具有促进吞噬和与抗体协同增强ADCC反应的作用。C3c和C3dg可的抑制抗原、有丝分裂原或同种异型抗原诱导的T细胞增殖，C3e则可引起白细胞增多。

人的C3基因定位于第19号染色体，有两种常见的同种型C3S和C3F。此外还有十余种少见型及罕见型，其中C3F与肾小球毛细血管性肾炎和部分脂质性营养不良有关。C3遗传性缺陷少见，但如发生缺陷，则易引起反复化脓性和革兰氏阴性菌的感染。 C4是经典激活途径中第二个被活化的补体成分，分子量约为210kDa，由α（90kDa）、β（78kDa）及γ（33kDa）三条肽链借二硫键连接组成C4的分子结构较为特殊，其α链中含有一个在半胱氨酸和谷氨酸残其间形成的内硫酯键。α链的N端有C1s丝氨酸蛋白酶的作用点。当C1s将C4α链的精氨酸-丙氨酸键（76-77位）裂解后，形成大小不等的两个片段。小片段C4a（86kDa）释放入液相中，其为一弱的过敏毒素，具有激酞样作用，可诱导肥大细胞释放组胺，增加血管的通透性引起局部渗出性炎症，但其活性不到C3a或C5a的1%。大的片段C4b其α`链的内硫酯键被水解，并暴露出一个自由的硫氢基和一个谷氨酰胺残基的高度反应性酰基，通过转酯反应而将C4b固定到膜固相上。但C4b只能在其产生处或附近部位结合，因高度反应性的酰基能迅速与H2O反应，生成稳定的无共价结合功能的羧基。 一个C1s丝氨酸蛋白酶可以裂解多个C4分子，但产生的C4b只有1/10能结合到膜固相上，而且其中也仅少数与C2结合。C4b的功能，除主要参与经典激活途径中C3转化酶（C4b2a）和C5转化酶（C4b2a3b）的形成进一步介导补体后续成分的级联反应外，还可通过与效应细胞膜上的CR1结合促进吞噬、调节补体活化，以及参与防止免疫复合物的沉积及中和病毒的作用。C4可能与免疫识别及维持免疫自稳功能也有关。

编码人C4的基因定位于第6号染色体的HLA-DR和HLA-B位点间一段基因组DNA上。C4由两个基因C4A和C4B所编码，因此血清中的C4分子也有两种类型即C4A和C4B，但二者具有高度同源性（仅有少数氨基酸不同）C4A和C4B的cDNA克隆均已成功并进行了序列分析。C4A、C4B、B因子及C2均属于MHC的第Ⅲ类分子。 C6和C7有许多相似之处，均为单链糖蛋白，且分子量也相近分别为128kDa和121kDa。编码C6和C7分子的基因可能由共同的祖基因进化而来。C6和C7在氨基酸水平上有335%的同源性。对C6的结构及功能进行了较深入的研究，由cDNA序列推导成熟C6的全部多肽链含有913个氨基残基，前面还有21个独特氨基酸残基组成的信号肽，其碳水化物的含量为4-6%。在肽链的第303位和834位氨基酸残基处，可能为两个天冬酰胺连接的糖基化部位。C6中还含有大量的半胱氨酸残基（总数为64个），集中在多肽链的氨基末端和羧基末端部分，其中氨基末端的位置由半胱氨酸残基所占据。 C6和C7中都含有低密度脂蛋白（LDL）受体结构功能域、EGF前体结构功能域、Ⅰ型凝血敏感蛋白（TSP-1）结构功能域和SCR结构功能域，且排列方式相同。应用滤纸结合的C6片段进行研究表明，C6与C5b的结合部位为由2个SCR和2个Ⅰ因子结构功能域（FIMs）所组成的大小为34kDa的羧基末端的片段。在C6和C7活化过程中，二者均无分子的裂解，推测可能是由于其分子构型的改变而成为具有结合活性的形式。C6和C5b以非共价形式结合形成的C5b6复合物仍疏松的与C3b呈可逆性结合，且具有亲水性不能插入膜内。而一经与C7结合，即出现亲水-疏水两性转换，同时产生亚稳态膜结合部位。这样，c5b67便脱离C3b附着部位转移至膜表面，然后通过复合物中C7的疏水性紧紧固定在膜脂质双层中。疏水区的暴露系由于C5b67复合物的构象变化所致。但新生的亚稳态C5b67复合物仅有100毫秒的生存其，如不及时同膜结合，又可因复合物重排使疏小区折叠而失去膜结合活性。此外，无论液相或结合到膜上的C5b67复合物均可自行聚合而丧失其介导的溶细胞活性，但仍具有趋化作用。C6和C7可能还有触发淋巴细胞母细胞化的作用，因在单相混合淋巴细胞反应（MLR）中，加入抗C6及C7的抗体Fab能抑制淋巴细胞增殖。

编码C6和C7和的基因定位于人的第5号染色体上且相连锁。C6及C7均具有遗传多态性，编码C6的两个等位基因（C6A和C6B）已确定，东方人群中C6B的基因频率较高。C6及C7的cDNA已克隆成功，发现它们与C8和C9具有一定的同源性。 （1）增强吞噬作用，增强吞噬细胞的趋化性；

（2）增加血管的通透性；

（3）中和病毒；

（4）细胞溶解作用；

（5）免疫反应的调节作用等。

生物学功能

（1）细胞毒作用

（2）调理作用和免疫粘附作用

（3）补体的中和及溶解病毒的作用

（4）炎症介质作用

（5）补体对免疫细胞的活化作用