李宁+任慧英

摘 要： 补体经典激活途径是由抗原抗体复合物促发的由补体参与的体液免疫应答过程，为了形象化介绍补体经典激活途径，采用讲故事的方法，帮助学生更好地理解免疫学理论。

关键词： 补体 经典激活途径 形象化教学

补体（Complement，C）是人和动物血清中的一种不耐热蛋白，可辅助特异性抗体实现溶细胞作用，因此得名。补体并非单一成分，而是一组具有酶活性的蛋白质，被称为补体系统。该系统由30多种可溶性蛋白与膜结合蛋白组成，广泛参与机体抗微生物防御及免疫调节，是体内具有重要生物学意义的效应系统和效应放大系统[1]。

由于免疫学理论的抽象性，免疫学教学更需要形象化手段，帮助学生梳理免疫学基本理论。在免疫学教学中，涉及抗体、补体、细胞因子等免疫分子的作用，由于理论性太强，因此许多同学对抗体和补体之间的相互作用理解肤浅，更不能从抗原清除的角度进行深入认识。不同种类的细菌（革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌）具有不同的细胞壁结构，对抗体和补体作用下的抵抗力也不同。补体经典激活途径是抗体介导的体液免疫应答的主要效应方式之一，补体分子Clq是补体经典激活途径中的启动蛋白，具有调节各种免疫细胞反应的能力。它不但启动了机体防御病原体的第一道防线，而且参与了清除自身衰老和凋亡细胞等在体内的堆积，在调控炎性反应、维持自身免疫耐受等方面发挥重要作用。多分子蛋白质复合物C1通过Clq亚基结合免疫复合物中的Fc片段而被激活。活化的C1依次酶解C4和C2，形成C3转化酶，C3转化酶进一步酶解C3形成C5转化酶。当C5转化酶裂解C5形成C5a和C5b时，即开始了膜攻击复合物（MAC）的装备，膜攻击复合物由C5～C9构成，在功能上作为一个整体可导致靶细胞的溶解破坏[2]。任何的教科书对补体经典激活途径的介绍都是冷冰冰的文字，对于初学者有一定难度。为了更生动地介绍补体激活途径，教学中我们采用编写故事的方式并结合课本对一些免疫学要点进行介绍，增强了教学的趣味性，提高了学生的学习积极性。现将故事与免疫学理论结合在一起进行介绍，括号内的文字为免疫学知识。

题目：河流里的暗战（血液中发生的抗体、补体协同作用消灭抗原的过程）

初春的阳光弥漫着整个大地，在山的北部有一条河流奔流不息（血管中流淌着血液）。一群布鹈鱼就生活在里面（布鹈：补体，补体是血液中的正常成分），为首的叫大布鹈，像乌贼一样有6根又长又软的大爪子（补体C1由C1q、C1r和C1s亚基组成，其中C1q为各种各种不同分子中分子量最大的）。最近河里突然多出很多新品种的鱼类，其中有一种鱼非常独特，好像有两个脑袋，这让布鹈鱼们很兴奋。毕竟大家都喜欢新事物，私下里他们给双头的家伙起了个外号，叫嫝鹈，意思是说，长的这么花里胡哨，有些女人气，就叫“嫝”吧，至于“鹈”嘛，因为大家都是生活在水里的家伙（嫝鹈：抗体，血液中出现了抗体，说明是感染的标志；血液中含量最多的抗体分子是IgG，具有Y型，由四条肽链通过二硫键构成，有两个抗原结合臂，见图1）。嫝鹈鱼倒是很和善，见了面总是摇着他们的大脑袋说哈喽，时间长了，大家就都熟悉了，哈喽哈喽的，其乐融融（抗体没有结合抗原之前不能与补体发生结合）。

有一天，河里突然闯进一个贼头贼脑的家伙，圆圆滚滚的体型外面充满了横刺，他横冲直撞，一点儿也不觉得拘束（有囊膜的病毒，囊膜表面有纤突；或者是革兰氏阴性菌，表面有菌毛和鞭毛，病原微生物进入血液进行增殖并在体内传播）。他的出现让鱼们很恐惧，因为河里的水好像越来越不适合生存了，有股腐败的味道，大家恨透了他（病原微生物感染导致血液内环境的变化）。嫝鹈鱼跟布鹈们商量好了，要一起铲除这个黑鬼，大家计划先让嫝鹈鱼引诱这个家伙靠近，再由布鹈们一起杀了他（特异性抗体先与抗原结合，再通过经典激活途径激活补体系统）。

于是嫝鹈们一起出发了，没事总往这个家伙身上蹭，蹭得他心痒痒的（抗体分子与微生物表面的抗原表位发生特异性结合）。一看有了成效，嫝鹈姐妹花紧紧地抱上了这个家伙，并大喊：快来人哪……（抗体IgG分子的抗原结合臂在没有结合抗原之前将补体结合位点CH区覆盖，结合抗原后，通过抗体分子铰链区的作用，两条抗原结合臂抬起，暴露补体结合位点，从而引发了补体系统的激活）。布鹈们听了喊声，紧急出动。大布鹈用他又长又软的大爪子紧紧抱住了嫝鹈姐妹的大腿，可是黑鬼所释放的毒气在不停地袭击着大布鹈，慢慢的，他的身体左右摇晃，像散架一般（补体C1通过其C1q亚基结合到IgG分子Fc片段上的CH区，C1q为各种补体分子中分子量最大的，由3种共18条不同的肽链组成6条三股螺旋，在螺旋结构的C端形成6个花蕾状的球形头部，呈花朵形散开，图2，补体C1发生空间变构，由酶原变成酶，C1得到活化）。最后，他用尽所有的力气叫来了老四和老二，自己却慢慢闭上了眼睛（活化的C1分子依次酶解C4和C2）。匆忙赶到的老二和老四顾不得弥漫的毒气，紧紧抱住老大的遗体，兄弟二人发誓要为大哥报仇雪恨（酶原状态的C1没有了，活化的C1作用于C4和C2）。可是面对这样一个庞然大物，应该怎样为大哥复仇。老四突然抓紧老二问到还记不记得妈妈的临终遗言，老二恍然顿悟，妈妈说过遇到危险时，老二不仅要和老四团结一致，还要带上老三，三兄弟必须一起齐心协力（活化的C1作用于C4，产生2个片段，其中的大片段C4b高度不稳定，可与细胞表面结合，C2可结合于附有C4b的细胞表面，进一步被活化的C1裂解为C2a和C2b两个片段，C2a和C4b结合形成C3转化酶）。于是两兄弟紧紧地抱在了一起并求救于老三，可是很快他们就失去了意识，等到老三赶来时，他们早已不省人事（C4与C2由酶原变成酶，会进一步跟C3结合）。悲痛欲绝的老三抱住他俩，慢慢的，半边身子开始被毒气侵染，身体发麻（C3分子结合了C3转化酶，发生空间变构，裂解为C3a和C3b，部分C3b进一步结合细胞表面或结合有C3转化酶的抗体分子结合，形成C5转化酶）。紧随其后赶来的老五看到情况不妙，迅速地搀扶老三，可是幸运之神却没有眷顾老五，同其他大哥一样，老五也难逃厄运，一大半身子掉了下来（C5被C5转化酶裂解形成C5a和C5b，图3）。

短短几分钟，布鹈家族的五位大哥命丧于此（抗原抗体复合物依次活化了C1，C4，C2，C3及C5）。年轻气盛的小弟们齐声呼喊着要杀掉这个黑鬼，为各位哥哥报仇雪恨。于是老六、老七、老八扛起五哥的半个身子去找黑鬼算账（补体C5的裂解片段C5b结合C6和C7后，开始具有亲膜性）。趁着黑鬼不注意，兄弟们用尽全身力气把五哥的半个身子对准黑鬼投射了出去，出乎意料的是，身体竟然插进了黑鬼的表皮，于是大家决定拉起手，齐心协力踩上去，除掉这个家伙（C5b67插入膜的脂质双层结构，并作为C8的高亲和力的受体与C8结合，开始具有小的贯穿膜结构，细胞膜、病毒的囊膜及革兰氏阴性菌细胞壁的外膜均可被插入）。最后赶来的老九也带领着一大帮弟兄也加入了队伍里（有效的细胞溶解作用必须依赖于C9的结合和自身聚合，C5b678复合物与12～19个C9分子联结形成膜攻击复合体）。奇迹出现了，大家竟然戳穿了黑鬼的皮囊，顿时黏稠的内脏带着血腥喷涌而出，瞬间黑鬼的肚子就瘪了，他哼哼呀呀地没了气息（膜攻击复合体在靶细胞或囊膜病毒上形成小孔，使小的可溶性分子、离子及水分可以自由进出，导致水和离子内流，最终导致胞内渗透压降低，细胞溶解或囊膜病毒因失去囊膜而失去感染性，图4）。

战役结束了，黑鬼死了，河流又恢复了往日的宁静（特异性抗体产生后，在补体的作用下，对革兰氏阴性菌及囊膜病毒进行有效清除）。

通过诱导启发，学生能很好地掌握免疫学基础知识，表现出对免疫学浓厚的学习兴趣。

参考文献：

[1]王家鑫.免疫学.北京：中国农业出版社，2009.

[2]曹雪涛.医学免疫学.北京：人民卫生出版社，2013.