一文读懂！补体系统主要成分、激活途径以及多种生物学功能
武汉菲恩生物科技有限公司
当病原体突破体表屏障后，将遭遇以补体系统为核心的固有免疫防御。补体是一组存在于体液中的可溶性蛋白，由Jules Bordet在19世纪末发现，因其能“补充”抗体的杀菌作用而得名。它可通过抗体依赖或非依赖途径激活，促进病原体的吞噬清除，并在感染早期发挥关键防御功能。除抗感染外，补体还参与神经发育、突触修剪及损伤修复，维持神经系统稳态。然而，其异常激活可能诱发神经疾病，因此建立可靠检测方法对研究其病理机制至关重要。
补体的命名
补体蛋白最初按发现顺序命名，以“C”加数字表示，如C1、C2等。其活化过程中产生的裂解片段则以小写字母区分：如C3裂解为小片段C3a和大片段C3b。凝集素途径中的蛋白发现较晚，采用不同命名规则，如因子B和因子D，其裂解产物同样以a、b表示，其中大片段为Bb，小片段为Ba。补体成分被激活后，常在名称上方加横线表示其活化状态，如C1̅或C3̅b̅，以区别于非活化形式，体现其功能活性的改变。
补体的主要成分
补体系统由约50种可溶性和膜结合蛋白构成，是机体最复杂的限性蛋白水解系统。血清中补体多以非活性形式存在，需激活才能发挥作用。根据功能可分为三类：一是参与级联活化的固有成分，如C1-C9、B、D、P因子及MBL相关蛋白，分别参与经典、旁路或凝集素途径，其中C5-C9为共同终末通路分子；二是补体调节蛋白，以可溶或膜结合形式控制活化程度，如C1INH、H因子、DAF、CD59等；三是补体受体，包括CR1-CR5、C3aR、C5aR等，介导补体片段的生物学效应。
补体激活途径
补体系统可通过三条主要途径激活：经典途径、旁路途径和凝集素途径。经典途径由抗原-抗体复合物触发，C1q识别并结合免疫球蛋白（IgM或IgG）的Fc段，在Ca²⁺依赖下激活C1r和C1s。活化的C1s依次裂解C4和C2，生成C4b2a（C3转化酶），进而裂解C3为C3a和C3b；C3b与C4b2a结合形成C5转化酶（C4b2a3b），启动膜攻击阶段。旁路途径不依赖抗体，由细菌脂多糖、真菌等病原体表面直接激活。C3在生理条件下可自发水解为C3b，在Mg²⁺存在下与B因子结合，被D因子切割形成C3bBb（旁路C3转化酶），P因子可稳定此酶。该酶大量裂解C3，形成正反馈放大环路，最终生成C3bBb3b（C5转化酶）。凝集素途径由甘露糖结合凝集素（MBL）或ficolin识别病原体表面糖结构而启动，通过相关丝氨酸蛋白酶MASP-2裂解C4和C2形成C4b2a，或通过MASP-1直接活化C3，从而连接至共同终末通路。三条途径最终均导致C5~C9组装成膜攻击复合物（MAC），介导靶细胞溶解。
补体系统的功能
补体激活后发挥多种生物学功能。首先，三条途径最终均形成膜攻击复合物（MAC），在病原体膜上穿孔，导致其裂解死亡。其次，裂解产生的C3b可结合病原体表面，并转化为iC3b，作为调理素被吞噬细胞表面的补体受体识别，显著增强对病原体的吞噬清除。此外，补体片段C3a和C5a作为强效趋化因子，以可溶性形式存在于体液中，能招募并激活巨噬细胞、中性粒细胞等免疫细胞，增强其迁移和吞噬能力，从而协同清除病原体。
补体药物
鉴于补体系统在多种疾病中的致病作用，其效应分子已成为重要的治疗靶点。近年来，多款补体抑制剂相继上市。2007年，抗C5单抗eculizumab（Soliris）获批用于阵发性睡眠性血红蛋白尿症（PNH），开启补体靶向治疗时代。随后，C1抑制剂Cinryze用于遗传性血管水肿。2018年，长效C5抑制剂ravulizumab（Ultomiris）获批，延长给药间隔至每8周一次，改善患者依从性。Apellis公司的C3抑制剂pegcetacoplan（EMPAVELI™）则用于PNH和地图样萎缩等病。赛诺菲的C1s抑制剂sutimlimab（Enjaymo™）成为首ge获批治疗冷凝集素病的药物。2023年，VERIC生物的C5抑制剂avacincaptad pegol（IZERVAY™）获批用于治疗地图样萎缩，为年龄相关性黄斑变性提供新选择。
总结
补体系统是连接固有免疫与适应性免疫的桥梁，其精准调控对维持机体稳态至关重要，已成为疾病诊疗与新药研发的关键靶点。菲恩生物提供多种高品质补体相关试剂，助力广大科研工作者的深入探索与研究。
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