补体(卷名：现代医学)
complement
血清中的一组具酶活性的蛋白质分子，在机体免疫系统中发挥重要作用。19世纪末发现血清中某些不耐热的成分可与其他耐热成分共同起作用，溶解细菌和异种红细胞。进一步研究证实耐热成分即抗体，可特异性地结合于细菌或异种细胞上的抗原(即非己的大分子物质)；而不耐热成分为补体，意指抗体的“补足物”。补体可与抗原－抗体复合物中的抗体部分结合，攻击抗原细胞，使其溶解。补体的这种作用是非特异性的。以后的研究表明，补体不单辅助抗体，参与机体抗感染的免疫防御功能，本身还参与免疫调节和免疫病理反应。许多疾病如自身免疫性疾病、变态反应性疾病、休克、弥漫性血管内凝血等的发生发展都与补体有关。研究补体，对阐明一些疾病的发病机理，提供临床诊断手段，都有重要意义。
补体系统的组成和命名 补体是个大家族，包括参与溶细胞效应的成分和调节因子，共20余种，统称补体系统。1968年世界卫生组织(WHO)的补体命名委员会首次对补体进行统一命名，将过去补体的符号C1(complement1，C1)改用C1表示，分别以C1、C2、C3、…、C9命名，其中C1由3个亚单位即C1q、C1r、C1s组成。一些补体的裂解产物用英文小写字母表示，如 C3的裂解产物C3a 、C3b、C3d 等。以后又发现一些新的补体成分和调节因子。由于名称混乱，补体命名委员会1981年也给它们统一命名（表1）。
补体的理化性质 补体的化学本质是糖蛋白，电泳中补体作为球蛋白迁移，总量占血清球蛋白的10％。但不同补体成分在血清中的含量相差很大，如含量最多的C3约为1mg/ml，而D因子仅含1┢g/ml，两者相差约千倍。补体的性质很不稳定，大部分补体56℃30分钟即被灭活。0～10℃时，3～4天就失去活性，一般需用冷冻干燥保存。
补体的激活 补体的溶细胞作用由一连串的酶促反应激发，呈连锁反应过程：第一种补体成分活化后，引致第二种成分的活化，第二种成分再引致第三种成分的活化，以此类推，这些作用的产物可引起生物膜的不可逆结构和功能改变，导致细胞溶解。这种活化过程可经由两条途径来完成，即经典途径(CP)和旁路途径(AP)（图1）。
补体激活的经典途径 参与经典途径的补体成分，包括C1～C9，C1又包括C1q、C1r、C1s3个亚单位，共11个成分。参与这一途径的补体成分可按功能分为 3个单位。
① 识别单位：由 C1q、C1r和C1s组成。活化顺序是
(补体成分上划一短横表示活化的成分)，这一过程需Ca2+参与。② 激活单位:由
作用形成的两个补体酶组成，即C3转换酶(结构为
)和C5转换酶(结构为
)。活化顺序为
，此过程需Mg2+参与。③ 膜攻击单位：由 C5转换酶作用后形成的
复合物组成，此复合物在靶细胞上穿孔而造成细胞溶解。细菌或细胞表面的抗原与相应抗体特异性结合后，抗体的空间构型改变，才暴露出Fc段上的补体结合点，故天然状态的抗体分子不能活化补体，只有抗原－抗体复合物才能活化补体。补体 C1q能与补体结合点结合，从而触发连锁反应。C1是补体的第一个成分，有 3个来源不同的亚单位(C1q，C1r，C1s)，3个亚单位在胃肠道细胞中装配成大分子C1。 C1q与二分子抗体结合后，发生构型变化（图1-1），C1r受其影响也发生构型变化并具酶活性，可裂解酶前体C1s使之转变为激活型
（具蛋白质分解作用，其作用基质为C2及C4）。于是C1成为
，通过与抗体分子的结合移至靶细胞膜表面(图1-2、3、4)，激活C4和C2(图1-5)，
和
装配成
复合物(图1-6)。有酶活性，称为C3转换酶，将C3裂解，
游离。
片段结合到免疫复合物或靶细胞膜上，形成
(C5转换酶)。C5转换酶将C5分解为两个片段:
及
(图1-7)，
游离，
与免疫复合物或靶细胞结合。结合于细胞膜后与C6作用形成
，再与C7作用生成
复合物(图1-8)。 分子量大，不易从产生部位扩散，不具酶活性，但易吸附C8，组成
，C9又结合到
上（图1-9）。已证明
，
，
结合到细胞膜上后，细胞膜仍完整无损，吸咐
后才开始出现细微损伤（图1-10）特别是十余个
聚合成管状结构，嵌入细胞膜内，使细胞内容物外流，造成细胞破裂死亡（图2）。
补体激活的旁路途径 过去曾称备解素系统。此途径不经抗原抗体复合物的激活，也不需经典途径的识别单位和活化单位的参与，但膜攻击单位则与经典途径相同（图 3）。旁路途径主要参与的成分包括C3、 B因子、D因子和P因子（备解素）。首先被激活的成分是C3，
附于膜表面(图3)与B因子结合，受D因子的作用，B 裂解为
及
，与
结合成为C3转换酶（结构为
，图3），又使更多的C3活化产生 
，进而形成C5转换酶（结构为
，有多个C3b参与此酶）。以下反应同经典途径。P因子可与上述二酶结合，加强其稳定性。旁路途径有一个重要特征，即C3的激活形成正反馈环，起放大作用。一些激活因子如细菌脂多糖、聚合的免疫球蛋白等可促进旁路途径的激活，但在生理情况下，旁路途径也有低程度的天然激活。两个途径最终都可引起细胞溶解。
补体经两条途径激活后，除产生溶细胞效应外，还产生一些副产品，即补体的裂解片段，具有重要的生理和病理学效应，如
和
具过敏毒素作用，引起毛细血管通透性增加、充血、水肿、荨麻疹；具有趋化作用，吸引白细胞到炎症部位，使局部免疫力增强。为了保证补体不致于过度激活，机体还有一系列的抑制因子，如
抑制物(INH)、I因子、H因子、C4bBp、过敏毒素灭活剂、补体受体1（CR1）、促降解因子(DAF)等，参与补体的调节，以保证内环境的稳定性。某些疾病的发生与这些因子的异常有关，如抑制物的先天缺陷可引起遗传性血管性水肿；I因子缺陷者易患感染等。补体与其他酶系统的关系 补体系统在体内并非孤立存在，一方面它是免疫系统不可缺少的组成部分，另一方面与机体的一些酶系统，如凝血系统、纤维蛋白溶解系统和激肽系统有密切联系。这四大酶系统有许多共同之处，如它们具有一些共同的激活物和抑制物；不同系统的激活产物有类似的功能；激肽和纤溶系统的产物能激活补体，而补体产物又能激活其他系统等。在这四大系统中，C1INH起重要的调节作用，它可分别抑制激活的凝血Ⅻ因子、激肽、纤维蛋白酶和补体C1。在遗传性血管性水肿的病人，由于C1INH的先天缺陷，导致激肽系统和补体系统失控，从而出现红斑、水肿、荨麻疹、低血压、休克等一系列病症。
补体与疾病的关系 研究发现，在抗体的免疫系统中，补体除了担负防御功能，抗细菌和病毒，消灭病变细胞和癌细胞外，还担负重要的免疫调节功能，这主要是由各种细胞表面的补体受体所介导的。一些疾病可能与补体受体异常有关。例如，红细胞有补体受体I(CR1)，在血液中起运输和消除免疫复合物的作用，临床研究发现，患免疫复合物型自身免疫病，如系统性红斑狼疮的病人，往往有红细胞CR1的缺陷。在一些免疫病理反应中，补体可以在自身抗体的参与下，对自身的组织细胞产生病理作用，例如补体攻击自身红细胞，即造成自身免疫性溶血性贫血；补体攻击肾小球基底膜，并作为炎症介质使其损伤，可造成感染后的肾小球肾炎。补体引起的这一类病理反应属Ⅱ型（或细胞毒型）变态反应。
在膜增生型肾小球肾炎(MPGN)病人的血清中，常可分离到一种蛋白质，称C3肾炎因子(C3NeF)，可引起C3成分的消耗性减少。现已证实这种因子实质上是一种自身抗体，与补体激活旁路系统的C3转换酶特异性结合，并对其起稳定作用，使得裂解C3的作用增强。C3肾炎因子的临床意义尚不清楚，一些部分性脂质营养不良和系统性红斑狼疮病人血清中也可有C3肾炎因子水平的升高。
临床上偶而可以碰到先天性补体缺陷的病人，但除C2和C1INH缺陷相对常见外，其余补体成分的缺陷都很罕见。补体先天缺陷人的两大主要临床表现是反复感染和自身免疫病。这也从反面证实了补体在机体免疫防御和免疫调节功能上的重要意义。表2列举一些补体缺陷的临床表现。
大部分补体成分具有多态性，即在不同个体间，同一补体成分的结构、理化性质和抗原性可能有差异。如C3，根据电泳可分为F(fast)型和S(slow)型，一些人的C3为F型，另一些人则为S型。F和S是两种不同的别型。补体可以分出许多不同的别型，某些别型可能与疾病有关，如 C3F的人易患系膜毛细血管性肾小球肾炎(MCGN)和部分性脂质营养不良。再如，人C4、C2和B因子的基因都位于主要组织相容性复合体(MHC)，与HLA连锁。对HLA、C4和B因子的别型调查发现，带有别型HLA-A2、HLA-CW3等的人患类风湿关节炎和 1型糖尿病的比例增高。补体多态性研究，有助于从遗传学角度了解一些疾病的发病机理，提供诊断手段。
补体在临床诊断的应用 用豚鼠补体，绵羊红细胞和抗绵羊红细胞抗体作为指示系统，根据红细胞的溶解与否，检测未知的抗原或未知的抗体，这就是补体结合试验。诊断梅毒的瓦瑟曼氏反应，即为一种补体结合反应。对一些病毒、螺旋体、立克次氏体，以及一些自身免疫病，也可利用补体结合反应进行抗原和抗体的检查。
直接测定人血清中的补体，能对一些疾病进行辅助诊断，这是因为在一些疾病状态下，补体的含量和活性能够发生改变。如系统性红斑狼疮、肾小球肾炎、弥漫性血管内凝血、自身免疫性溶血性贫血、血清病等时，由于补体消耗增多，造成补体含量和活性下降；在大面积烧伤，大量失血的病人，由于血清蛋白的丢失，补体水平亦下降。大多补体成分由肝脏合成，肝脏疾患时，或先天性补体缺陷时，由于补体合成障碍，血中补体水平下降。此外也有一些疾病可观察到补体水平的上升，如阻塞性黄疸、甲状腺炎、急性风湿热、类风湿关节炎、皮肌炎、急性心肌梗死、溃疡性结肠炎、伤寒、糖尿病、痛风等。
临床常用的补体活性检查方法是50％补体溶血效价测定(CH50)。常检查的单一补体成分是C3和C4的水平，可作为一些疾病的辅助诊断指标。许多试验室重视补体裂解片段如 C3a、C3b、C3d、C4b、C4d的测定，这能更准确地反映补体在体内的激活和消耗程度，更利于对一些疾病进行诊断、病程分析及预后估计。