补体系统是先天免疫的一个古老且重要的组成部分，由三十多种循环蛋白和膜结合蛋白组成，它们共同作用以消除病原体。尽管补体激活是先天反应的一部分，但它会增强适应性免疫并被适应性免疫增强，从而在免疫系统的两个分支之间架起一座桥梁。

三种激活途径

经典途径是由 C1q 与已与抗原结合的 IgG 或 IgM 抗体的 Fc 区结合启动，使其成为适应性免疫和先天免疫之间的联系。 C1q 与 C1r 和 C1s 一起形成 C1 复合物，该复合物裂解 C4 和 C2，生成 C3 转化酶 (C4b2a)。凝集素途径由甘露糖结合凝集素 (MBL) 或丝胶蛋白与微生物表面碳水化合物模式结合触发，导致 MBL 相关丝氨酸蛋白酶 (MASP) 的激活，MASP 也会裂解 C4 和 C2，形成相同的 C3 转化酶。替代途径通过 C3 的自发水解（tickover）在低水平下具有组成型活性，生成结合因子 B 的 C3(H2O)，然后被因子 D 裂解形成初始 C3 转化酶。该途径在缺乏补体调节蛋白的病原体表面上被放大。

C3 转化酶和放大循环

所有三种途径在 C3 转化酶的形成处汇聚，将 C3 裂解为 C3a 和 C3b。 C3b 具有调理活性，通过反应性硫酯键与病原体表面共价结合。 C3b 在表面上的沉积通过替代途径形成额外的 C3 转化酶 (C3bBb)，从而创建强大的正反馈循环 — 每个 C3 转化酶分子可以生成多个 C3b 分子，迅速用调理素覆盖病原体表面。 C3a 作为过敏毒素释放到液相中，促进炎症。

终端途径和膜攻击复合体

当 C3b 与现有的 C3 转化酶结合时，会形成 C5 转化酶（经典/凝集素中为 C4b2a3b，替代中为 C3bBb3b），将其特异性从 C3 更改为 C5。 C5 转化酶将 C5 裂解为 C5a（一种有效的过敏毒素和化学引诱剂）和 C5b（启动末端途径）。 C5b 依次招募 C6、C7、C8 和 C9 的多个拷贝以形成膜攻击复合体 (MAC)。 MAC 插入靶细胞的脂质双层，形成一个破坏膜完整性的孔，导致革兰氏阴性细菌、包膜病毒和其他病原体的渗透裂解。

补体的生物学功能

调理作用是用 C3b 和 iC3b 覆盖病原体表面，它们被吞噬细胞上的补体受体（CR1、CR3）识别，大大增强吞噬作用。过敏毒素 C3a、C4a 和 C5a 与肥大细胞、嗜碱性粒细胞、中性粒细胞和内皮细胞上的特定 G 蛋白偶联受体结合，促进血管通透性增加、平滑肌收缩以及将免疫细胞募集到感染部位。 C5a 特别有效，可作为中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞的化学引诱剂。补体还可以增强适应性免疫：与抗原结合的 C3d 被 B 细胞上的 CR2 (CD21) 识别，将 B 细胞激活的阈值降低多达 10,000 倍，并促进记忆 B 细胞的生成。

补体调节

补体受到严格调节，以防止宿主组织受损。可溶性调节剂包括 C1 抑制剂 (C1-INH)，可阻断 C1r 和 C1s 活性；因子 H 和因子 I，使 C3b 在液相中失活； C4b 结合蛋白 (C4BP)，可加速 C3 转化酶的衰变。膜结合调节剂包括衰变加速因子 (DAF/CD55)，它可以解离宿主细胞上的 C3 转化酶；膜辅因子蛋白 (MCP/CD46)，作为因子 I 介导的 C3b 裂解的辅因子； CD59（保护素），通过阻止 C9 聚合来阻止 MAC 形成。阵发性睡眠性血红蛋白尿症证明了调节的重要性，其中 PIG-A 基因突变导致红细胞上 GPI 锚定的补体调节因子（DAF、CD59）丢失，导致补体介导的溶血。

补体缺陷和疾病

补体成分的遗传缺陷容易导致特定的感染。 C1q、C4、C2 缺乏与系统性红斑狼疮 (SLE) 密切相关，因为细胞凋亡碎片和免疫复合物的清除受损会导致自身免疫。 C3 缺乏会导致严重的复发性化脓性感染，而末端成分 (C5-C9) 的缺乏会增加对复发性脑膜炎奈瑟菌和淋病奈瑟菌感染的易感性，因为 MAC 的形成对于杀死这些细菌至关重要。 MBL 缺乏相对常见，可能会增加幼儿期呼吸道感染的易感性。治疗性补体抑制剂，例如依库丽单抗（一种阻断 C5 裂解的单克隆抗体），用于治疗阵发性睡眠性血红蛋白尿和非典型溶血性尿毒症综合征。