補(bǔ)體系統(tǒng)
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在血液或體液內(nèi)除Ig分子外,還發(fā)現(xiàn)另一族參予免疫效應(yīng)的大分子,稱為補(bǔ)體分子。發(fā)現(xiàn)在新鮮免疫血清內(nèi)加入相應(yīng)細(xì)菌,無(wú)論進(jìn)行體內(nèi)或體外實(shí)驗(yàn),均證明可以將細(xì)菌溶解,將這種現(xiàn)象稱之為免疫溶菌現(xiàn)象。
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簡(jiǎn)介
補(bǔ)體
(complement,C)是由30余種廣泛存在于血清、組織液和細(xì)胞膜表面的蛋白質(zhì)組成的,具有精密調(diào)控機(jī)制的蛋白質(zhì)反應(yīng)系統(tǒng),其活化過(guò)程表現(xiàn)為一系列絲氨酸蛋白酶的級(jí)聯(lián)酶解反應(yīng)。
補(bǔ)體系統(tǒng)參與機(jī)體的特異性和非特異性免疫機(jī)制,表現(xiàn)為抗微生物防御反應(yīng),免疫調(diào)節(jié)及介導(dǎo)免疫病理的損傷性反應(yīng),是體內(nèi)一個(gè)重要的效應(yīng)系統(tǒng)和效應(yīng)放大系統(tǒng),而補(bǔ)體C3是補(bǔ)體系統(tǒng)中含量最高的成分。
補(bǔ)體系統(tǒng)
補(bǔ)體系統(tǒng)(complement system)一組存在于人和脊椎動(dòng)物正常新鮮血清中的非特異性球蛋白。它與酶活性有關(guān)。 19世紀(jì)末,在研究免疫溶菌和免疫溶血反應(yīng)中,認(rèn)為這種球蛋白是對(duì)抗體的溶細(xì)胞有輔助作用的物質(zhì),因而得名補(bǔ)體。補(bǔ)體由9種成分組成,分別命名為 C1、C2、C3、…、C9。C1又有 3個(gè)亞單位即C1q、 C1r和C1s。除C1q外,其他成分大多是以酶的前體形式存在于血清中,需經(jīng)過(guò)抗原-抗體復(fù)合物或其他因子激活后,才能發(fā)揮生物學(xué)活性作用,這叫做補(bǔ)體的經(jīng)典激活途徑。近20年來(lái),又發(fā)現(xiàn)了替代激活途徑和其他的一些激活途徑,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)血清中的許多其他因子參與這些途徑的激活過(guò)程,此外,還發(fā)現(xiàn)有許多滅活補(bǔ)體的因子。因此,將與補(bǔ)體活性及其調(diào)節(jié)有關(guān)的因子統(tǒng)稱為補(bǔ)體系統(tǒng)。目前認(rèn)為,補(bǔ)體系統(tǒng)是由20多種不同的血清蛋白組成的多成分系統(tǒng),至少有兩種以上的不同激活途徑?! ?/p>
組分
由于蛋白質(zhì)化學(xué)和免疫化學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,自血液中分離、純化補(bǔ)體成分成功,已證明補(bǔ)體是單一成分的論點(diǎn)是不正確的,它是由三組球蛋白大分子組成。即第一組分是由9種補(bǔ)體成分組成,分別命名為C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9。其中C1是由三個(gè)亞單位組成,命名為Clq、Clr、Cls,因此第一組分是由11種球蛋白大分子組成。發(fā)現(xiàn)一些新的血清因子參予補(bǔ)體活化,但它們不是經(jīng)過(guò)抗原抗體復(fù)合物的活化途徑。而是通過(guò)旁路活化途徑。這此些因子包括B因子、D因P因子,它們構(gòu)成補(bǔ)體的第二組分。其后又發(fā)現(xiàn)多種參矛控制補(bǔ)體活化的抑制因子或滅活因子,如CI抑制物、I因子、H因子、C4結(jié)合蛋白、過(guò)敏毒素滅活因子等。這些因子可控制補(bǔ)體分子的活化,對(duì)維持補(bǔ)體在體內(nèi)的平衡起調(diào)節(jié)作用,它們構(gòu)成了補(bǔ)體的第三組分。
由于補(bǔ)體活化另一途徑的深入研究,對(duì)補(bǔ)體系統(tǒng)的生物學(xué)意義有了新的識(shí)別,從而打破了對(duì)補(bǔ)體的傳統(tǒng)觀點(diǎn),建立了新的概念。即補(bǔ)體系統(tǒng)是由將近20多種血清蛋白組成的多分子系統(tǒng),具有酶的活性和自我調(diào)節(jié)作用。它至少有二種不同的活化途徑,其生物學(xué)意義不僅是抗體分子的輔助或增強(qiáng)因子,也具有獨(dú)立的生物學(xué)作用,對(duì)機(jī)體的防御功能、免疫系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)以及免疫病理過(guò)程都發(fā)揮重要作用。
1968年世界衛(wèi)生組織(WHO)的補(bǔ)體命名委員會(huì)對(duì)補(bǔ)體進(jìn)行了統(tǒng)一命名。分別以C1-C9命名,1981年對(duì)新發(fā)現(xiàn)的一些成分和因子也進(jìn)行了統(tǒng)一命名。每一補(bǔ)體的肽鏈結(jié)構(gòu)用希臘字母表示,如C3a和β鏈等。每一分子的酶解斷片可用小寫英文字母表示如C3a和C3b等酶解斷片,具有酶活性分子可在其上畫橫線表示之,如C1為無(wú)酶活性分子,而C1為有酶活性分子。對(duì)具有酶活性的復(fù)合物則應(yīng)用其斷片表示,如C3轉(zhuǎn)化酶可用C4b,2a表示。
補(bǔ)體分子是分別由肝細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及腸粘膜上皮細(xì)胞等多種細(xì)胞產(chǎn)生的。其理化性質(zhì)及其在血清中的含量差異甚大。全部補(bǔ)體分子的化學(xué)組成均為多糖蛋白,各補(bǔ)體成分的分子量變動(dòng)范圍很大,其中C4結(jié)合蛋白的分子量最大,為55萬(wàn),D因子分子量最小僅為2.3萬(wàn)。大多數(shù)補(bǔ)體成分的電泳遷移率屬β球蛋白,少數(shù)屬a球蛋白及γ球蛋白。血清中補(bǔ)體蛋白約占總球蛋白的10%,其中含量最高的為C3,約含1mg/ml,而D因子僅含1μg/ml,二者相差約千倍。人類某些疾病其總補(bǔ)含量或單一成分含量可發(fā)生變化,因而對(duì)體液中補(bǔ)體水平的測(cè)定,或組織內(nèi)補(bǔ)體定位觀察,對(duì)一些疾病的診斷具有一定意義?! ?/p>
類型
經(jīng)典激活途徑
補(bǔ)體在溶菌或溶血反應(yīng)時(shí)被激活的過(guò)程中,11種成分可分為3個(gè)功能單位,即①識(shí)別單
位:包括C1q、C1x、C1s;②活化單位:包括C2、C3、C4,③膜攻擊單位:包括C5、C6、C7、C8和C9。同一功能單位的補(bǔ)體成分彼此間有化學(xué)親和性,激活后可相互結(jié)合在一起,共同執(zhí)行使細(xì)胞溶解這一生物學(xué)功能。因此,補(bǔ)體的經(jīng)典激活途徑可分為識(shí)別、活化和膜攻擊3個(gè)階段。這3個(gè)階段一般在靶細(xì)胞膜的3個(gè)不同部位進(jìn)行。補(bǔ)體在激活過(guò)程中C2、C3、C4、C5均分別裂
解成2個(gè)或2個(gè)以上的片段,分別標(biāo)以a、b等符號(hào),如 C3a、C3b、C3c等。其中C2a、C3b、C4b、C5b直接或間接結(jié)合在靶細(xì)胞上,以固相的形式參與溶細(xì)胞過(guò)程,C3a、C5a游離在液相。補(bǔ)體在激活過(guò)程中, C5、C6、C7經(jīng)活化后還可聚合成 C567.并與C3a、C5a一起發(fā)揮特殊的生物學(xué)功能。(圖1)
替代激活途徑
直接由C3開始的補(bǔ)體激活途徑。此途徑既不需要抗原-抗體復(fù)合物,也不需激活C1、C2和C4。由于早年認(rèn)為備解素是替代激活途徑的主要成分,所以也稱為備解素途徑。參與替代激活途徑的成分有多種(圖2)?! ?/p>
激活具體過(guò)程
補(bǔ)體系統(tǒng)各成分通常多以非活性狀態(tài)存在于血漿之中,當(dāng)其被激活物質(zhì)活化之后, 才表現(xiàn)出各種生物學(xué)活性。補(bǔ)體系統(tǒng)的激活可以從C1開始;也可以越過(guò)C1、C2、C4,從C3開始。前一種激活途徑稱為經(jīng)典途徑(classical pathway)或替代途徑。“經(jīng)典”,“傳統(tǒng)”只是意味著,人們?cè)缒陱目乖w復(fù)合物激活補(bǔ)體的過(guò)程來(lái)研究補(bǔ)體激活的機(jī)制時(shí),發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體系統(tǒng)是從C1開始激活的連鎖反應(yīng)。從種系發(fā)生角度而言,旁路途徑是更為古老的、原始的激活途徑。從同一個(gè)體而言,在尚未形成獲得性免疫,即未產(chǎn)生抗體之前,經(jīng)旁路途徑激活補(bǔ)體,即可直接作用于入侵的微生物等異物,作為非特異性免疫而發(fā)揮效應(yīng)。由于對(duì)旁路途徑的認(rèn)識(shí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚在經(jīng)典之后,加上人們先入為主觀念,造成了命名的不合理。
經(jīng)典激活途徑
參與補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑的成分包括C1-C9。按其在激活過(guò)程中的作用,人為地分成三組,即識(shí)別單位(Clq、Clr、Cls)、活化單位(C4、C2、C3)和膜攻擊單位(C5-C9),分別在激活的不同階段即識(shí)別階段、活化階段和膜功擊階段中發(fā)揮作用。
(一)識(shí)別階段
Clq:Clq分子有6個(gè)能與免疫球蛋白分子上的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)相結(jié)合的部位。當(dāng)兩個(gè)以上的結(jié)合部位與免疫球蛋白分子結(jié)合時(shí),即Clq橋聯(lián)免疫球蛋白之后,才能激活后續(xù)的補(bǔ)體各成分IgG為單體,只有當(dāng)其與抗原結(jié)合時(shí),才能使兩個(gè)以上的IgG分子相互靠攏,提供兩個(gè)以上相鄰的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)不能與Clq接觸,只有當(dāng)IgM與抗原結(jié)合,發(fā)生構(gòu)型改變,暴露出補(bǔ)體結(jié)合部位之后,才能與Clq結(jié)合。一個(gè)分子的IgM激活補(bǔ)體的能力大于IgG。Clq與補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)橋聯(lián)后,其構(gòu)型發(fā)生改變,導(dǎo)致Clr和Cls的相繼活化。
Clr:Clr在C1大分子中起著連接Clq和Cls的作用。Clq啟動(dòng)后可引起Clr構(gòu)型的改變,在活性的Clr,后者可使Cls活化。
Cls:Clr使Cls的肽鏈裂解,其中一個(gè)片段Cls具有酯酶活化,即CI的活性。此酶活性可被C1INH滅活。
在經(jīng)典途徑中,一旦形成Cls,即完成識(shí)別階段,并進(jìn)入活化階段。
(二)活化階段
CI作用于后續(xù)的補(bǔ)體成分,至形成C3轉(zhuǎn)化酶(C42)和C5轉(zhuǎn)化酶(C423)的階段。
C4:C4是CI的底物。在Mg2 存在下,CI使C4裂解為C4a和C4b兩個(gè)片段,并使被結(jié)合的C4b迅速失去結(jié)合能力。CI與C4反應(yīng)之后能更好地顯露出CI作用于C2的酶活性部位。
C2:C2雖然也是CI的底物,但CI先在C4作用之后明顯增強(qiáng)了與C2的相互作用。C2在Mg2 存在下被CI裂解為兩個(gè)片段C2a和C2b。當(dāng)C4b與C2a結(jié)合成C4b2b(簡(jiǎn)寫成C42)即為經(jīng)典途徑的C3轉(zhuǎn)化酶。
C3:C3被C3轉(zhuǎn)化酶裂解在C3a和C3b兩個(gè)片段,分子內(nèi)部的疏酯基(-S-CO-)外露,成為不穩(wěn)定的結(jié)合部位。硫酯基經(jīng)加水分解,成為-SH和-COOH也可與細(xì)菌或細(xì)胞表面的-NH2和-OH反應(yīng)而共價(jià)結(jié)合。因此,C3b通過(guò)不穩(wěn)定的結(jié)合部位,結(jié)合到抗原抗體復(fù)合物上或結(jié)合到C42激活C3所在部位附近的微生物、高分子物質(zhì)及細(xì)胞膜上。這點(diǎn),對(duì)于介導(dǎo)調(diào)理作用和免疫粘附作用具有重要意義。C3b的另一端是個(gè)穩(wěn)定的結(jié)合部位。C3b通過(guò)此部位與具有C3b受體的細(xì)胞相結(jié)合。C3b可被I因子滅活。C3a留在液相中,具有過(guò)敏毒素活性,可被羥肽酶B滅活。
(三)膜攻擊階段
C5轉(zhuǎn)化酶裂解C5后,繼而作用于后續(xù)的其他補(bǔ)體成分,最終導(dǎo)致細(xì)胞受損、細(xì)胞裂解的階段。
C5:C5轉(zhuǎn)化酶裂解C5產(chǎn)生出C5a和C5b兩個(gè)片段。C5a游離于液相中,具有過(guò)敏毒素活性和趨化活性。C5b可吸附于鄰近的細(xì)胞表面,但其活性極不穩(wěn)定,易于衰變成C5bi。
C6-C9:C5b雖不穩(wěn)定,當(dāng)其與C6結(jié)合成C56復(fù)合物則較為穩(wěn)定,但此C5b6并無(wú)活性。C5b6與C7結(jié)合成三分子的復(fù)合物C5b67時(shí),較穩(wěn)定,不易從細(xì)胞膜上解離。
C5b67即可吸附于已致敏的細(xì)胞膜上,也可吸附在鄰近的,未經(jīng)致敏的細(xì)胞膜上(即未結(jié)合有抗體的細(xì)胞膜上)。C5b67是使細(xì)胞膜受損傷的一個(gè)關(guān)鍵組分。它與細(xì)胞膜結(jié)合后,即插入膜的磷脂雙層結(jié)構(gòu)中。
若C5b67未與適當(dāng)?shù)募?xì)胞膜結(jié)合,則其中的C5b仍可衰變,失去與細(xì)胞膜結(jié)合和裂解細(xì)胞的活性。
C5b67雖無(wú)酶活性,但其分子排列方式有利于吸附C8形成C5678。其中C8是C9的結(jié)合部位,因此繼續(xù)形成C5-9,即補(bǔ)體的膜攻擊單位,可使細(xì)胞膜穿孔受損。
-不C5b、C6、C7結(jié)合到細(xì)胞膜下是細(xì)胞膜仍完整無(wú)損;只有在吸附C8之后才出現(xiàn)輕微的損傷,細(xì)胞內(nèi)容物開始滲漏。在結(jié)合C9以后才加速細(xì)胞膜的損傷過(guò)程,因而認(rèn)為C9是C8的促進(jìn)因子?! ?/p>
旁路激活途徑
旁路激活途徑與經(jīng)典激活途徑不同之處在于激活是越過(guò)了C1、C4、C2三種成分,直接激活C3繼而完成C5至C9各成分的連鎖反應(yīng),還在于激活物質(zhì)并非抗原抗體復(fù)合物而是細(xì)菌的細(xì)胞壁成分—脂多糖,以及多糖、肽聚糖、磷壁酸和凝聚的IgA和IgG4等物質(zhì)。旁路激活途徑在細(xì)菌性感染早期,尚未產(chǎn)生特異性抗體時(shí),即可發(fā)揮重要的抗感染作用。
(一)生理情況下的準(zhǔn)備階段
在正常生理情況下,C3與B因子、D因子等相互作用,可產(chǎn)生極少量的C3B和C3bBb(旁路途徑的C3轉(zhuǎn)化酶),但迅速受H因子和I因子的作用,不再能激活C3和后續(xù)的補(bǔ)體成分。只有當(dāng)H因子和I因子的作用被阻擋之際,旁路途徑方得以激活。
C3:血漿中的C3可自然地、緩慢地裂解,持續(xù)產(chǎn)生少量的C3b,釋入液相中的C3b迅速被I因子滅活。
B因子:液相中緩慢產(chǎn)生的C3b在Mg2 存在下,可與B因子結(jié)合形成C3Bb。
D因子:體液中同時(shí)存在著無(wú)活性的D因子和有活性的D因子(B因子轉(zhuǎn)化酶)。D因子作用于C3bB,可使此復(fù)合物中的B因子裂解,形成C3bBb和Ba游離于液相中。C3bBb可使C3裂解為C3a和C3b,但烊際上此酶效率不高亦不穩(wěn)定,H因子可置換C3bBb復(fù)合物中的Bb,使C3b與Bb解離,解離或游離的C3b立即被I因子滅活。因此,在無(wú)激活物質(zhì)存在的生理情況下,C3bBb保持在極低的水平,不能大量裂解C3,也不能激活后續(xù)補(bǔ)體成分。但是這種C3的低速度裂解和低濃度C3bBb的形成,具有重大意義??杀扔鳛樘幱凇凹谙疑?,一觸即發(fā)”的狀態(tài)。
(二)旁路途徑的激活
旁路途徑的激活在于激活物質(zhì)(例如細(xì)菌脂多糖、肽聚糖;病素感染細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞,痢疾阿米巴原蟲等)的出現(xiàn)。激活物質(zhì)的存在為C3b或C3bBb提供不易受H因子置換Bb,不受Ⅰ因子滅活C3b的一種保護(hù)性微環(huán)境,使旁路激活途徑從和緩進(jìn)行的準(zhǔn)備階段過(guò)渡到正式激活的階段。
(三)激活效應(yīng)的擴(kuò)大
C3在兩條激活途徑中都占據(jù)著重要的地位。C4是血清中含量最多的補(bǔ)體成分,這也正是適應(yīng)其作用之所需。不論在經(jīng)典途徑還是在旁路途徑,當(dāng)C3被激活物質(zhì)激活時(shí),其裂解產(chǎn)物C3b又可在B因子和D因子的參與作用下合成新的C3bBb。后者又進(jìn)一步使C3裂解。由于血漿中有豐富的C3,又有足夠的B因子和Mg2 ,因此這一過(guò)程一旦被觸發(fā)。就可能激活的產(chǎn)生顯著的擴(kuò)大效應(yīng)。有人稱此為依賴C3Bb的正反饋途徑,或稱C3b的正反饋途徑?! ?/p>
激活途徑的比較
補(bǔ)體的兩條激活途徑有共同之處,又有各自的特點(diǎn)。在補(bǔ)體激活過(guò)程中,兩條途徑都是補(bǔ)體各成分的連鎖反應(yīng),許多成分在相繼活化后被裂解成一大一小兩個(gè)片段;不同的片段或片段的復(fù)合物可在靶細(xì)胞表面向前移動(dòng),如C42,C423,C5b,C567,雖亦可原始的激活部位就地形成復(fù)合物,但仍以移動(dòng)為主,在激活過(guò)程中,補(bǔ)體成分和(或)其裂解產(chǎn)物組成更大的復(fù)合物,同時(shí)又都在擴(kuò)大其激活效應(yīng),這一過(guò)程可形象地比喻為“滾雪球”?! ?/p>
補(bǔ)體激活過(guò)程的調(diào)節(jié)
機(jī)體通過(guò)一系列的復(fù)雜的因素,調(diào)節(jié)補(bǔ)體系統(tǒng)的激活過(guò)程,使之反應(yīng)適度。例如經(jīng)C3b的正反饋途徑即可擴(kuò)大補(bǔ)體的生物學(xué)效應(yīng)。但補(bǔ)體系統(tǒng)若過(guò)度激活,不僅無(wú)益地消耗大量補(bǔ)體成分,使機(jī)體抗感染能力下降;而且在激活過(guò)程中產(chǎn)生的大量行物活性物質(zhì),會(huì)使機(jī)體發(fā)生劇烈的炎癥反應(yīng)或造成組織損傷,引起病理過(guò)程。這種過(guò)度激活及其所造成的不良后果,可通過(guò)調(diào)控機(jī)制而避免。這種調(diào)控機(jī)制包括補(bǔ)體系統(tǒng)中某些成分的裂解產(chǎn)物易于自行衰變以及多種滅活因子和抑制物的調(diào)節(jié)作用?! ?/p>
自行衰變調(diào)節(jié)
某些補(bǔ)體成分的裂解產(chǎn)物極不穩(wěn)定,易于自行衰變,成為補(bǔ)體激活過(guò)程中的一種自控機(jī)制。例如C42復(fù)合物中的C2b自行衰變即可使C42不再能持續(xù)激活C3,從而限制了后續(xù)補(bǔ)體成分的連鎖反應(yīng)。C5b亦易于自行衰變,影響到C6-C9與細(xì)胞膜的結(jié)合。
體液中滅物質(zhì)的調(diào)節(jié)
血清中含有多種補(bǔ)體成分的抑制或滅活特定的補(bǔ)體成分。
CI抑制物:CI抑制物(Ci inhibitor,CIINH)可與CI不可逆地結(jié)合,使后者失去酯酶活性,不再裂解C4和C2,即不再形成C42(C3轉(zhuǎn)化酶),從而阻斷或削弱后續(xù)補(bǔ)體成分的反應(yīng)。遺傳性CIINH缺陷的患者,可發(fā)生多以面部為中心的皮下血管性水腫,并常以消化道或呼吸道粘膜的局限性血管性水腫為特征。其發(fā)生機(jī)制是CI未被抑制,與C4、C2作用后產(chǎn)生的C2a(舊稱C2b的小片段)為補(bǔ)體激肽,或增強(qiáng)血管通透性,因而發(fā)生血管性腫。
CIINH缺陷時(shí),C4、C2接連不斷地被活化,故體內(nèi)C4、C2水平下降;因其不能在固相上形成有效的C42(C3轉(zhuǎn)化酶),所以C3及其后續(xù)成分不被活化。因此本病不像C3-C8缺陷那樣容易發(fā)生感染。
大部分CIINH缺陷病人與遺傳有關(guān),另有約15%的病人無(wú)遺傳史,其CIINH雖有抗原性但無(wú)活性(部分可產(chǎn)生正常CIINH,并非完全缺陷)。前者稱為I型血管性水腫,后者稱為Ⅱ型血管性水腫(Alsenz等,1987)。
血管性水腫可用提純的CIINH治療,據(jù)稱有效,亦可給以男性激素制劑以促進(jìn)肝合成CIINH,預(yù)防水腫的發(fā)生。
C4結(jié)合蛋白:C4結(jié)合蛋白(C4 binding protein, C4bp)能競(jìng)爭(zhēng)性地抑制C4b與C2b結(jié)合,因此能抑制C42(C3轉(zhuǎn)化酶)的形成。
I因子:I因子又稱C3b滅活因子(C3b inactivator, C3b INA)能裂解C3b,使其成為無(wú)活性的C3bi,因而使C42及C3bBb失去與C3b結(jié)合形成C5轉(zhuǎn)化酶的機(jī)會(huì)。
當(dāng)遺傳性I因子缺陷時(shí),C3b不被滅活而在血中持續(xù)存在,可對(duì)旁路途徑呈正反饋?zhàn)饔?,陸續(xù)使C3裂解并產(chǎn)生出更多的C3b。因此血中C3及B因子的含量因消耗而降低。當(dāng)發(fā)生細(xì)菌性感染時(shí),因補(bǔ)體系統(tǒng)主要成分C3和B因子嚴(yán)重缺乏,削弱了抗感染作用,可因條件致病菌惹發(fā)嚴(yán)重的甚至致命性后果。
H因子:H因子雖能滅活C3b,但不能使C3bBb中的C3b滅活。H因子(factor H)不僅能促進(jìn)I因子滅活C3b的速度,更能競(jìng)爭(zhēng)性地抑制B因子與C3b的結(jié)合,還能使C3b從C3bBb中致?lián)Q出來(lái),從而加速C3bBb的滅活。由此可見,I因子和H因子在旁路途徑中,確實(shí)起到重要的調(diào)節(jié)作用。
S蛋白:S蛋白(Sprotein)能干擾C5b67與細(xì)胞膜的結(jié)合。C5b67雖能與C8、C9結(jié)合,但它若不結(jié)合到細(xì)胞膜(包括靶細(xì)胞的鄰近的其他細(xì)胞)上,就不會(huì)使細(xì)胞裂解。
C8結(jié)合蛋白:C8結(jié)合蛋白(C8binding protein,C8bp)又稱為同源性限制因子(homologousrestriction factor,HRF)。C56與C7結(jié)合形成C567即可插入細(xì)胞膜的磷脂雙層結(jié)構(gòu)之中,但兩者結(jié)合之前,可在體液中自由流動(dòng)。因此,C567結(jié)合的細(xì)胞膜不限于引起補(bǔ)體激活的異物細(xì)胞表面,也有機(jī)會(huì)結(jié)合在自身的細(xì)胞上,再與后續(xù)成分形成C5~9大分子復(fù)合物,會(huì)使細(xì)胞膜穿孔受損。這樣會(huì)使補(bǔ)體激活部位鄰近的自身細(xì)胞也被殃及。
C8bp可阻止C5678中的C8與C9的結(jié)合,從而避危及自身細(xì)胞膜的損傷作用。C8分子與C8bp之間的結(jié)合有種屬特異性,即C5678中的C8與同種C8bp反應(yīng);但與異性種動(dòng)物的C8不反應(yīng),所以又稱為HRF。據(jù)稱C8bp也能抑制NK細(xì)胞和Tc細(xì)胞的殺傷作用,值得注意?! ?/p>
激活作用
在特異性免疫和非特異性免疫中補(bǔ)體的激活都起重要作用,它包括①溶解和殺傷作用:細(xì)菌進(jìn)入機(jī)體后,細(xì)菌的細(xì)胞壁脂多糖可通過(guò)替代激活途徑激活C3(屬非特異性免疫),細(xì)菌與特異性抗體結(jié)合后可通過(guò)經(jīng)典激活途徑激活補(bǔ)體(屬特異性免疫)。其結(jié)果均導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞壁的破壞。另外,輸血時(shí)因輸錯(cuò)血型,也可因血型抗原與對(duì)應(yīng)抗體結(jié)合,通過(guò)經(jīng)典激活途徑激活補(bǔ)體,而導(dǎo)致溶血反應(yīng)。有膜的病毒也可通過(guò)這個(gè)機(jī)制遭到破壞;③免疫粘附作用:與C3b結(jié)合的顆?;蚩乖?抗體復(fù)合物,有粘附靈長(zhǎng)類紅細(xì)胞或非靈長(zhǎng)類血小板的能力。粘附后形成體積較大的凝聚物,易被具有C3受體的吞噬細(xì)胞吞噬消除。中和病毒作用也主要是通過(guò)這個(gè)機(jī)制發(fā)揮的;③趨化作用:補(bǔ)體在激活過(guò)程中釋放的C3a、C5a、C567等對(duì)中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞有趨化作用,可吸引它們向病原體存在的部位移行和集中,進(jìn)行吞噬作用,同時(shí)也造成炎癥反應(yīng);④過(guò)敏毒素作用:C3a、C5a能刺激肥大細(xì)胞和血小板釋放組織胺等藥理活性物質(zhì),從而引起平滑肌收縮、血管通透性增高等超敏反應(yīng);⑤促進(jìn)血凝作用:C6有促進(jìn)血凝的作用,在正常人凝血過(guò)程中,C6可被消耗?! ?/p>
理化性質(zhì)
補(bǔ)體系統(tǒng)中各成分的理化性狀,補(bǔ)體成分大多是β球蛋白,少數(shù)幾種屬a或γ球蛋白,分子量在25~390KD之間。在血清中的含量以C3為最高,達(dá)1300μg/ml,其次為C4、S蛋白和H因子,各約為C3含量的1/3;其他成分的含量?jī)H為C3的1/10或更低?! ?/p>
補(bǔ)體受體
補(bǔ)體成分激活后產(chǎn)生的裂解片段,能與免疫細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合。 這對(duì)于補(bǔ)體發(fā)揮其生物學(xué)活性具有重要意義。
補(bǔ)體受體(complementruceptor,CR)曾按其所結(jié)合配體而命名為C3b受體、C3d受體等;但經(jīng)詳細(xì)研究后發(fā)現(xiàn),補(bǔ)體受體并非僅與C3裂解產(chǎn)物反應(yīng),因而按其發(fā)現(xiàn)先后依次命名為CR1(CD35),CR2(CD21),CR3(CD11b/CD18),CR4(gp150,90:CD11c/CD18)。其主要特征列于表3-5。此外,尚有其他補(bǔ)體成分的受體,如Ciq受體、C3a受體、C5a受體等。因?qū)ζ淞私獠粔蚯宄?,不擬介紹?! ?/p>
CR1(CD35)
CR1作為免疫粘附(immuneadherent,IA)受體而引起免疫粘附現(xiàn)象早已熟知。此受體也稱為C3b受體或C3b/C4b受體。據(jù)報(bào)道,紅細(xì)胞上的CR1數(shù)約為50-1400個(gè)/細(xì)胞,其數(shù)目顯著少于B細(xì)胞和吞噬細(xì)胞,但體內(nèi)90%的CR1卻存于紅細(xì)胞上。
提純的CR1為分子量約200kD的糖蛋白,但后來(lái)發(fā)現(xiàn)它有4種分子量不同的同種異型。Wong等(1986)已經(jīng)闡明,分子量的差異是由于基因不同所致。
CR1的免疫功能可能有以下幾方面:①中性粒細(xì)胞和單核-巨噬細(xì)胞上的CR1,可與結(jié)合在細(xì)菌或病毒上的C3b結(jié)合,促進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬作用;②促進(jìn)兩條激活途徑中的C3轉(zhuǎn)化酶(C42),C3bBb)的激活;③作為I因子的輔助因子,促使C3b和C4b滅活;④紅細(xì)胞上的CR1可與被調(diào)理(結(jié)合有C3b)的細(xì)胞、病毒或免疫復(fù)合物等結(jié)合,以便運(yùn)送到肝、脾進(jìn)行處理,SLE病人免疫復(fù)合物量明顯增多,其紅細(xì)胞膜上的CR1在體內(nèi)有運(yùn)送免疫復(fù)合物的作用;⑤B淋巴細(xì)胞膜上的CR1與CR2協(xié)同作用下,可促使B細(xì)胞活化?! ?/p>
CR2(CD21)
CR2舊稱C3d受體,已經(jīng)證明,它是B細(xì)胞上的EB病毒受體。CR2配體按其親和性的高低程度依次為C3dg、C3d、Ic3b。C3b親和性雖低,但亦可與其反應(yīng)。
CR2的免疫功能尚未闡明清楚,但實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)加入CR2配體時(shí)可使B細(xì)胞活化。據(jù)此推想,在抗體的二次應(yīng)答中它也許會(huì)想某種作用,即借結(jié)合在抗原復(fù)合物上的C3裂解產(chǎn)物,引起針對(duì)該抗原的二次抗體應(yīng)答?! ?/p>
CR3(CD11b/CD18)
CR3亦稱為Ic3b受體,CR3的配體是iC3b,但CR1、CR2、也和iC3b反應(yīng)。CR3與配體結(jié)合時(shí)尚需有二價(jià)離子存在,為其特點(diǎn)。
CR3是由分子量165kD的α鏈(CD11b)和95kD的β鏈(CD18)非共價(jià)結(jié)合的糖蛋白,識(shí)別此分子的單克隆抗體有Mac-1和Mo-1等。CR3與CR4(CD11C/CD18)有共同的β鏈,因此其功能也多有相似之處,白細(xì)胞粘附缺陷?。╨eucocyteadhesion deficiency)病人缺乏這種共同的β鏈。病人的中性粒細(xì)胞雖正常,但不能停留在感染的部位,因此病人易反復(fù)遭受感染。這表明CR3和CR4均與吞噬功能密切相關(guān)。
四、CR4(gp150/95,CD11c/CD18)
中性粒細(xì)胞和單核-巨噬細(xì)胞高度表達(dá)本受體。其配體為iC3b,但針對(duì)其他補(bǔ)體受體的單克隆抗體不能阻斷CR4與iC3b的結(jié)合,證明CR4的存在。CR4與gp150/95為同一分子,對(duì)其功能尚有諸多不明之處。據(jù)認(rèn)為CR4在排除組織內(nèi)與iC3b的結(jié)合的顆粒上起作用。它和CR3一樣,與配體結(jié)合需有二價(jià)離子的存在。CR3很可能在機(jī)體防御上有重要作用。
生物學(xué)活性
補(bǔ)體系統(tǒng)是人和某些動(dòng)物種屬,在長(zhǎng)期的種系進(jìn)化過(guò)程中獲得的非特異性免疫因素之一,它也在特異性免疫中發(fā)揮效應(yīng),它的作用是多方面的。補(bǔ)體系統(tǒng)的生物學(xué)活性,大多是由補(bǔ)體系統(tǒng)激活時(shí)產(chǎn)生的各種活性物質(zhì)(主要是裂解產(chǎn)物)發(fā)揮的。
細(xì)胞毒及溶菌殺菌作用
補(bǔ)體能溶解紅細(xì)胞、白細(xì)胞及血小板等。當(dāng)補(bǔ)體系統(tǒng)的膜攻擊單位C5-C9均結(jié)合到細(xì)胞膜上,細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)腫脹和超威結(jié)構(gòu)的改變,細(xì)胞膜表面出現(xiàn)許多直徑為8-12mm的圓形損害灶,最終導(dǎo)致細(xì)胞溶解。
補(bǔ)體還能溶解或殺傷某些革蘭氏陰性菌,如霍亂弧菌、沙門氏菌及嗜血桿菌等,革蘭氏陽(yáng)性菌一般不被溶解,這可能與細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)特殊或細(xì)胞表面缺乏補(bǔ)體作用的底物有關(guān)?! ?/p>
調(diào)理作用
補(bǔ)體裂解產(chǎn)物C3b與細(xì)菌或其他顆粒結(jié)合,可促進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬,稱為補(bǔ)體的調(diào)理作用。C3裂解產(chǎn)生出的C3b分子,一端能與靶細(xì)胞(或免疫復(fù)合物)結(jié)合;其另一端能與細(xì)胞表面有C3b受體的細(xì)胞(單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等)結(jié)合,在靶細(xì)胞與吞噬表面之間起到橋染作用,從而促進(jìn)了吞噬。LgG類抗體借助于吞噬細(xì)胞表面的lgG-Fe受體也能起到調(diào)理作用;為區(qū)別于補(bǔ)體的調(diào)理作用而稱其為免疫(抗體)的調(diào)理作用。LgM類抗體本身起調(diào)理作用,但在補(bǔ)體參與下才能間接起到調(diào)理作用?! ?/p>
免疫粘附作用
免疫復(fù)合物激活補(bǔ)體之后,可通過(guò)C3b而粘附到表面有C3b受體的紅細(xì)胞、血小板或某些淋巴細(xì)胞上,形成較大的聚合物,可能有助于被吞噬清除?! ?/p>
中和及溶解病毒作用
在病毒與相應(yīng)抗體形成的復(fù)合物中加入補(bǔ)體,則明顯增強(qiáng)抗體對(duì)病毒的中和作用,阻止病毒對(duì)宿主細(xì)胞的吸附和穿入。
不依賴特異性抗體,只有補(bǔ)體即可溶解病毒的現(xiàn)象。例如RNA腫瘤病毒及C型RNA病毒均可被靈長(zhǎng)類動(dòng)物的補(bǔ)體所溶解。據(jù)認(rèn)為這是由于此類病毒包膜上的Cl受體結(jié)合Clq之后所造成的。
炎癥介質(zhì)作用
炎癥也是免疫防御反應(yīng)的一種表現(xiàn)。感染局部發(fā)生炎癥時(shí),補(bǔ)體裂解產(chǎn)物可使毛細(xì)血管通透性增強(qiáng),吸引白細(xì)胞到炎癥局部。
(一)激肽樣作用
C2a能增加血管通透性,引起炎癥性充血,具有激肽樣作用,故稱其為補(bǔ)體激肽。前述Ci INH先天性缺陷引起的遺傳性血管神經(jīng)水腫即因血中C2a水平增高所致。
(二)過(guò)敏毒素作用
C3a、C5a均有過(guò)敏毒素作用,可使肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞釋放組胺,引起血管擴(kuò)張,增加毛細(xì)血管通透性以及使平滑肌收縮等。
C3a、C5a的過(guò)敏毒素活性,可被血清中的羧肽酶B(過(guò)敏毒素滅活因子)所滅活。
(三)趨化作用
C5a有趨化作用,故又稱為趨化因子,能吸引具有C5a受體的吞噬細(xì)胞游走到補(bǔ)體被激活(即趨化因子濃度最高)的部
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