补体系统的激活
生理情况下，补体系统各成分以无活性的酶前体形式存在。只有当激活物存在时，补体各成分才按一定顺序依次激活，形成补体级联反应（complement cascade），最终导致溶细胞等各种生物学效应，这一过程称为补体的激活。目前发现补体的激活途径有三条，即从C1启动活化的经典途径、从甘露糖结合凝集素（MBL）启动活化的MBL途径、从C3启动活化的替代（旁路）途径。
（一）经典途径
经典途径是以抗原抗体复合物为激活物的补体系统活化途径，因其最先被人们所认识，故称经典途径。激活过程可分为三阶段：
1.识别阶段 即C1识别抗原抗体复合物而活化的阶段。C1是由1个C1q分子、2个C1r分子和2个C1s分子借Ca2+连接而成的大分子复合物。C1q为六聚体，分子的头部由6个相同的花蕾状亚单位组成，其羧基端为球形结构，呈辐射状排列，是C1q与免疫球蛋白Fc段结合的部位。
当IgG／IgM类抗体与相应抗原结合，使抗体分子CH2／CH3补体结合点暴露后，C1分子通过其C1q中两个或两个以上球形结构与上述抗体分子中相应补体结合点“桥联”结合，可使与C1q相连的C1r和C1s相继活化（图3-4）。活化C1s具有丝氨酸蛋白酶活性（用C1s表示），可依次裂解C4和C2。
图3-4 C1复合物的结构
2.活化阶段（酶促级联反应阶段） 即C3转化酶和C5转化酶形成阶段。在Mg2+存在条件下，C1可裂解C4产生C4a和C4b两个片段。C4a游离于液相；C4b可与邻近细胞表面或免疫复合物结合，形成固相C4b（游离的C4b则很快被灭活）。C2对固相C4b有较高亲和力，能与之结合，继而被C1裂解为C2a和C2b。C2b游离于液相，C2a与固相C4b结合，形成稳定的C4b2a复合物，此即经典途径的C3转化酶。在C3转化酶作用下，C3被裂解为两个片段：C3a游离于液相，C3b与C4b2a结合，形成C4b2a3b复合物，即C5转化酶（图3-5）。
图3-5 经典激活途径示意图
3.膜攻击阶段 是补体激活过程中的最终效应阶段，可导致某些病原体和细胞裂解破坏。C5与细胞表面的C5转化酶中的C3b结合，在C5转化酶作用下，C5裂解为C5a和C5b两个片段：其中小分子C5a释放至液相，具有过敏毒素和趋化作用；大分子C5b松散结合在细胞和（或）免疫复合物表面，并依次与C6、C7结合形成
复合物。
复合物具有高度亲脂性，能与邻近的细胞膜非特异性结合，进而与C8高亲和力结合形成
复合物，牢固附着于细胞表面。在此基础上
复合物可进一步促进C9聚合（为12～15个C9分子）形成C5b6789n复合物，即攻膜复合物（membrane attack complex，MAC）。MAC在细胞膜上形成一个内径约11 nm的亲水性穿膜孔道，水、离子及可溶性小分子可以自由通过，但蛋白质等大分子不能通过，这导致胞内渗透压降低，细胞膨胀溶解。此外，MAC嵌入靶细胞膜可使致死量Ca2+向胞内被动弥散，从而导致细胞死亡。膜攻击阶段为三条补体激活途径具有的共同末端通路。
（二）凝集素途径
凝集素途径（lectin pathway）又称MBL途径（MBL pathway），是指血浆中甘露糖结合凝集素（mannose-binding lectin，MBL）或纤维胶原素（ficolin，FCN）直接识别病原微生物表面甘露糖残基或N-氨基半乳糖残基等结构，使补体固有成分以MBL相关的丝氨酸蛋白酶（MBL-associated serine protease，MASP）、C4、C2、C3、C5～C9顺序发生酶促级联反应的补体活化途径（图3-6）。(https://www.daowen.com)
图3-6 MBL激活途径示意图
MBL途径激活物主要是病原微生物表面的甘露糖残基、岩藻糖和N-氨基半乳糖残基，被血浆中的甘露糖结合凝集素（MBL）直接识别结合。在病原微生物感染早期，患者体内巨噬细胞和中性粒细胞可产生TNF-α、IL-1和IL-6等细胞因子，刺激肝细胞合成分泌MBL和FCN。MBLMASP或FCN-MASP复合物与病原体表面糖结构结合后，MBL或FCN发生构象改变，使与之结合的MASP1和MASP2被分别激活。其中活化的MASP2能以类似C1s的作用方式裂解C4和C2形成C3转化酶（C4b2a），然后能以经典途径完全相同的作用方式，完成后续补体组分活化的酶促级联反应。活化的MASP1则可直接裂解C3生成C3b，参与和促进旁路途径。
（三）替代途径
替代途径（alternative pathway，AP）是由C3b灭活受阻而导致的激活途径，又称为旁路途径或备解素途径。在自然情况下，机体内存在C3分子的自发活化和降解，不断产生低水平C3b，但C3b可于极短时间内被灭活，故补体系统不会被大量激活。少数C3b可以形成共价键的形式结合于细胞表面，若结合自身细胞，C3b可被调节蛋白迅速灭活；若结合于病原微生物表面，由于缺乏调节蛋白而不被降解，随之激活替代途径。因此，C3裂解产生C3b是补体替代途径活化的中心环节，C3b灭活受阻导致该途径活化（图3-7）。
在Mg2+存在的条件下，C3b与B因子结合形成
。血清中的D因子可将结合状态的B因子裂解为Ba和Bb两个片段，大片段Bb仍附着于C3b，形成C3bBb复合物，即替代途径的C3转化酶。其中的Bb具有蛋白酶活性，可裂解C3。但是C3bBb极不稳定，可被迅速水解。P因子可与
结合，形成
，并使之稳定。稳定的C3转化酶作用于C3可将其裂解为C3a和C3b，后者结合在颗粒表面，与
结合，形成
或
复合物，为替代途径的C5转化酶。
裂解C5，从而促使攻膜复合物的形成，_发挥溶细胞作用。
图3-7 替代激活途径示意图
替代途径形成的稳定的C3转化酶（
）可催化C3产生更多的C3b分子，后者可以再沉积在颗粒物质表面与Bb结合，形成更多的C3转化酶。C3b既是C3转化酶的作用产物，又是C3转化酶的组成成分。上述过程构成了替代途径的反馈性放大机制，这一机制也同时发生于经典途径和MBL途径。
三条补体激活途径中，除经典途径外，均可不依赖于特异性抗体的形成，从而可在感染早期为机体提供有效的防御机制。其比较见表3-1。
表3-1 三条补体激活途径比较
