补体系统是一种酶级联反应，通过激活局部炎症反应帮助防御感染。许多补体蛋白以无活性酶前体（也称为酶原）的形式存在于血清中；另一些则存在于细胞表面。（参见免疫系统概述。）
补体系统通过发挥以下功能，在固有免疫与获得性免疫之间起桥接作用（1）：
通过促进抗原向 B 细胞和 T 细胞呈递，增强抗体（Ab）应答和免疫记忆。
通过膜攻击复合体（MAC）裂解外来细胞
通过调理作用清除免疫复合物和凋亡细胞。
补体激活产生的可溶性副产物具有多种生物学功能，例如刺激趋化作用，以及触发不依赖免疫球蛋白 E（IgE）的肥大细胞脱颗粒。
补体活化
补体激活有3条途径：
经典途径
凝集素途径
旁路途径
所有3种激活途径（有时称为补体级联）有不同触发因素，但汇聚于C3裂解（1）。经典途径通过抗体依赖性（例如抗原-抗体复合物）或抗体非依赖性机制（例如对受损细胞的识别）激活。凝集素途径由病原体相关糖蛋白（即与病原体碳水化合物基团结合的血清甘露糖结合凝集素）激活，旁路途径则通过自发性C3水解及其他分子（如微生物相关分子模式）激活。所有3条途径均形成C3转化酶，继而形成C5转化酶，最终导致膜攻击复合体（MAC）的形成。
补体激活途径
当C3转化酶（C3 con）将C3裂解为C3a和C3b时，经典途径、凝集素途径和旁路途径汇合为最终的共同途径。Ab=抗体；Ag=抗原；C1-INH=C1抑制因子；MAC=膜攻击复合物；MASP=甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶；MBL=甘露糖结合凝集素。上划线表示活化。 |
经典途径成分根据其被发现的先后顺序，以字母 C 加数字标记（如 C1、C3），而不是根据其在该途径中的功能顺序标记。旁路途径的组分通常以字母（如B因子、D因子）或名称（如备解素）来命名。
经典途径的激活可以是：
抗体依赖性的，发生于C1与抗原-IgM或聚集的抗原-IgG复合物相互作用时
抗体非依赖性的，发生于聚阴离子（例如肝素、鱼精蛋白、来自凋亡细胞的DNA和RNA）、革兰氏阴性细菌或结合的C反应蛋白与C1直接反应时
C1启动补体激活的经典途径，是由C1q与钙依赖性四聚体蛋白酶复合物（C1r₂C1s₂）构成的分子支架（2）。C1q识别多种分子模式，包括抗体-抗原免疫复合物、C反应蛋白、凋亡细胞及病原体表面。当C1q与这些靶标结合时，触发C1r激活，进而激活C1s。该通路受C1抑制剂调控。遗传性血管性水肿最常见由C1 抑制物的遗传性缺乏或功能缺陷所致。
凝集素途径的激活不依赖抗体；当血清蛋白甘露糖结合凝集素（MBL）与细菌细胞壁、酵母细胞壁或病毒上的糖类基团结合时，即可发生该途径激活，这些糖类基团包括甘露糖、岩藻糖或 N-乙酰氨基葡萄糖。除此之外，该途径一旦被激活，在结构和功能上则与经典途径相似。
旁路途径的激活发生于微生物相关分子模式（MAMP），如微生物细胞表面成分（例如酵母细胞壁、细菌细胞壁脂多糖［内毒素］），或病理性免疫球蛋白形式（例如肾炎因子、聚集性 IgA）裂解少量 C3 时。该途径始终存在一定程度的活化，但受到备解素、因子 H 和衰变加速因子（DAF，CD55）的严格调节。
当C3转化酶将C3裂解成C3a和C3b时，这三条活化途径进入最终的共同途径。C3裂解可能导致膜攻击复合物（MAC）即补体系统细胞毒成分的形成。MAC导致外来细胞溶解。
此图描绘了MAC。 补体依赖性细胞毒性激活MAC，导致恶性或感染细胞渗漏或破裂。C1Q（C1q）复合体由C1Q（蓝色与绿色）及丝氨酸蛋白酶（由C1r[紫色]与C1s[橙色]二聚体组成）构成，附着于与受累细胞表面（本例为CD19阳性B细胞肿瘤）大量抗原拷贝结合的免疫球蛋白抗体上。此序列激活MAC，在细胞膜上形成孔道。
Carol and Mike Werner/SCIENCE PHOTO LIBRARY
因子I在辅助因子（包括膜辅助因子蛋白[CD46]）的协同下，灭活C3b和C4b。
补体缺乏及缺陷
补体的生物学活性
通过多种细胞表面的补体受体（CR）介导，补体成分还具有多种其他的免疫功能。有几个补体受体已被分配了细胞分化簇（CD）编号。
CR1（CD35）促进吞噬并帮助清除免疫复合物。
CR2（CD21）能调节B细胞抗体的产生，并且是EB病毒的受体。
CR3（CD11b/CD18）、CR4（CD11c/CD18）和C1q受体在吞噬作用中发挥作用。
补体成分会生成过敏毒素、调理素以及膜攻击复合物（MAC）（3）。这些成分负责介导病原体清除、炎症、过敏反应及细胞稳态。
C3a、C5a 和 C4a（其活性较弱）具有过敏毒素作用。它们能引起肥大细胞脱颗粒，提高血管通透性，促进平滑肌收缩。
C3b通过包被微生物发挥调理素的作用，因而能增强吞噬作用。
C3d能促进B细胞产生抗体。
C5a是中性粒细胞趋化因子；它能调节中性粒细胞和单核细胞的活性并能增强细胞黏附，导致粒细胞脱颗粒并释放细胞内酶，产生毒性氧代谢物，并启动其他细胞代谢过程。
C5b与C6、C7、C8及多个C9分子共同形成膜攻击复合物（MAC）（C5b-C9），这些跨膜孔道通过渗透性裂解杀死易感病原体与细胞。
参考文献
1.Mastellos DC, Hajishengallis G, Lambris JD.A guide to complement biology, pathology and therapeutic opportunity. Nat Rev Immunol.2024;24(2):118-141.doi:10.1038/s41577-023-00926-1
2.Lu J, Kishore U.C1 Complex: An Adaptable Proteolytic Module for Complement and Non-Complement Functions. Front Immunol.2017;8:592.doi:10.3389/fimmu.2017.00592
3.Kareem S, Jacob A, Mathew J, Quigg RJ, Alexander JJ.Complement: Functions, location and implications. Immunology.2023;170(2):180-192.doi:10.1111/imm.13663
