谷九龍，李德龍，王思媛，劉婷，黃婷婷，吳敏，蘇思穎，李繼祥

（西南大學動物科學學院，重慶 榮昌 402460）

補體系統(tǒng)是由近40種蛋白組成的限制性蛋白水解系統(tǒng)，其中包含固有成分、補體系統(tǒng)活化的調節(jié)分子、補體受體以及活化過程中產(chǎn)生的活性片段與酶活性復合體[1]。正常生理情況下，固有成分均以非活性的酶原形式存在，主要通過三條途徑激活，即經(jīng)典途徑（classical pathway,CP）、凝集素途徑（lectin pathway,LP） 和旁路替代途徑（alternate pathway,AP）[2]。補體系統(tǒng)的激活過程可分為識別及活化階段、攻膜復合物（membrane attack complex,MAC）組裝及攻膜階段。三條激活途徑中補體的活化機制相似，均在產(chǎn)生C3轉換酶(C4b2a或C3bBb)、C5轉化酶(C4b2a3b或C3bBb3b)的基礎上裂解C5產(chǎn)生 C5b，并依次與 C6、C7、C8和 C9結合形成C5b-9復合體（即膜攻擊復合物，MAC）裂解靶細胞。但是，在經(jīng)典激活途徑中，通過免疫球蛋白IgG（或IgM）的Fc片段補體結合位點與C1q結合，引起C1r活化使其具有絲氨酸蛋白酶活性，進而裂解C1s分子而使其具有蛋白酶活性[3]；在凝集素激活途徑中，血漿中的凝集素（或纖維膠凝蛋白）直接識別細菌表面N-氨基半乳糖或甘露糖，激活與凝集素相關絲氨酸蛋白酶（MBL-associated serine proteases,MASPs）；旁路激活途徑的激活不依賴于對外源物質的識別，而是通過補體C3分子內部的酯硫鍵緩慢持續(xù)水解形成具有生物活性形式的C3(H2O)而自發(fā)激活[4]。補體系統(tǒng)的主要生理功能是促進吞噬細胞的吞噬功能和溶解靶細胞，在宿主固有免疫和獲得性免疫中發(fā)揮重要作用[5]。病原性細菌感染宿主需要逃逸補體系統(tǒng)的清除，而不同細菌逃逸的機制存在差異[6-10]。逃避補體系統(tǒng)清除機制是病原性細菌的毒力因子及致病機制研究的重要內容。本文對病原性細菌阻斷補體系統(tǒng)識別與活化、攻膜復合物的形成與攻膜等進行綜述，為相關研究提供資料參考。

1 病原性細菌的結構蛋白阻斷補體系統(tǒng)的識別

SpA作為金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)I型跨膜蛋白之一，其C端結合域X結合在細菌細胞壁，N端的免疫球蛋白結合域D、E、A、B與IgG結合，在此基礎上阻斷Fc受體介導的吞噬作用，并有效干預與C1q的識別與結合[11]。金黃色葡萄球菌可在其表面表達纖溶酶原結合受體(plasminogen binding receptor,PLGR)，當與 PLG結合后在葡激酶的作用下激活成為纖溶酶裂解IgG，裂解后的IgG片段喪失C1q分子的識別位點，不僅抑制CP途徑的激活，且直接損害中性粒細胞的吞噬功能[12]。在其他細菌中，G族鏈球菌(Group G Streptococcus)的細胞壁蛋白G與殺鮭氣單胞菌(Aeromonas salmonicida)的外膜蛋白Proin均與IgG有極高的親和力，結合后C1q識別的補體結合位點被完全掩蓋，阻斷補體系統(tǒng)激活[13-14]。

2 病原性細菌分泌蛋白阻斷補體系統(tǒng)的識別

肺炎鏈球菌(Streptococcus pneumonia)分泌的肽鏈內切酶O(Pep O)與C1q結合后，引起CP途徑的高強度激活，造成補體分子的大量消耗。此外，Pep O與C4BP(C4-binding protein,C4BP)具有高強度親和力，結合后可抑制C3轉化酶的形成，阻斷了下游補體系統(tǒng)激活[15]。該菌還可借助C1q作為肺炎球菌和宿主之間的分子橋梁，促進細菌對細胞的粘附：當C1q頭部球狀結構與肺炎鏈球菌表面結合后，C1q的N端桿狀結構與宿主細胞表面受體S、粘多糖結合，增強了肺炎球菌對宿主上皮和內皮細胞的侵染[16]。Sbi作為金黃色葡萄球菌的一種分泌蛋白，可在該菌外膜通過與抗體Fc結合域結合來阻斷C1q的識別，且可直接與C3分子結合引起補體系統(tǒng)過度激活從而消耗補體分子，削弱補體系統(tǒng)激活強度[17]。

3 病原性細菌分泌蛋白阻斷補體系統(tǒng)的活化

A族鏈球菌(Group A Streptococcus,GAS)已進化出多重機制來破壞補體介導的先天免疫，其中Scp A作為其分泌蛋白能夠裂解C3分子，產(chǎn)生的異常大小C3a、C3b片段已失去其原有生物活性，直接影響細菌表面C3b的沉積、PMN的活化、吞噬與趨化作用[18]。而B族鏈球菌(group BStreptococcus,GBS)分泌的CIP蛋白對C4b有較高親和力，競爭性的抑制C4b與C2a的結合，阻止C4b2a的形成，下調CP和LP 激活[19]。

金黃色葡萄球菌分泌的胞外黏附蛋白EaP一方面與C4b緊密結合，占據(jù)C2b結合位點抑制CP、LP中C4b2a的形成；另一方面，抑制C3b在該菌表面的沉積，降低宿主機體吞噬調理和PMN殺傷作用[20]。該菌還可通過另一種蛋白Ecb，阻斷補體受體1(complement recepetor-1,CR1)與C3b結合，削弱CR1在蛋白酶解活化過程中的協(xié)同因子活性，且Ecb通過與CR1結合來限制其對C3b的識別，導致吞噬細胞對該菌的吞噬功能受損，以此介導其免疫逃避[21]。

白色念珠菌(Candidaalbicans)分泌的Pra1蛋白與金黃色葡萄球菌分泌的金屬蛋白酶(Metalloprotease Aureolysin)它們在不同位點修飾C3α鏈。前者在Ser742與His743之間裂解C3分子，后者在Asn750與Leu751之間裂解，而機體內源性C3轉化酶則作用于Arg748與Ser749之間。非內源性C3轉化酶裂解所形成的新型C3b分子極易被CFH(complement factor H,CFH)與 CFI(complement factor I,CFI)降解，抑制活性片段的生物效應功能，阻斷補體系統(tǒng)的激活[22-23]。

卡他莫拉菌(Moraxellacatarrhalis)外膜蛋白Usp家族主要由UspA1、A2組成，重組表達的UspA1和A2均可與C3分子結合，且結合域位于C3d，抑制C3b沉積及C3a釋放，阻斷補體系統(tǒng)激活，抑制C3a介導的炎癥反應[24]。腸道出血性大腸桿菌(enterohemorrhagic Escherichiacoli,EHEC)的重要毒力因子EspP蛋白酶能夠裂解C3、C5分子，裂解后所產(chǎn)生的分子片段失去原有活性，阻斷補體酶促級聯(lián)反應的發(fā)生[25]。鴨疫里默氏桿菌(Riemerella anatipestifer,RA)的胞外蛋白酶S通過抑制CP和LP中C3b、C4b的沉積，抑制補體系統(tǒng) C3轉化酶（C4b2a、C3bBb）的形成，削弱PMN對于RA的吞噬和殺滅作用[26]。

4 病原性細菌招募宿主的補體調節(jié)因子阻斷補體系統(tǒng)的活化

大腸桿菌O15:H7(Escherichia coli O157:H7)分泌的金屬蛋白酶StcE，以一種特殊的方式阻斷補體級聯(lián)：通過招募C1抑制物(C1 INH)附著于細胞表面，對局部進行補體級聯(lián)反應的下調。C1 INH，作為宿主重要補體調節(jié)因子，與C1s或MASPs相互作用，控制C4和C2分子的裂解，抑制經(jīng)典和凝集素途徑的激活[27]。

嗜肺巴氏桿菌 (Pasteurella pneumotropica)可將C4BP和CFH招募到其表面并與之結合。作為補體調節(jié)因子，C4BP能與C2a競爭性結合C4b，并作為CFH的輔助因子，抑制CP、LP中C4b2a的裝配并加速其解離[28]。CFH與C3b結合，加速AP途徑中C3bBb的解離與衰變，且作為I因子輔助因子介導C3b的裂解，抑制C3轉化酶的形成，阻斷整個級聯(lián)反應的發(fā)生[29]。淋病奈瑟氏菌(Neisseria gonorrhoeae）和大腸桿菌K1的逃避機制相似，分別借助自身外膜蛋白，前者為外膜蛋白Por，后者為外膜蛋白A，招募C4BP來下調C3b的沉積和阻斷下游補體系統(tǒng)的激活[30-31]。

膜輔助蛋白 (membrane cofactor protein，MCP)是一種體內廣泛分布的補體調節(jié)蛋白，同時也作為宿主細胞表面的受體蛋白。淋病奈瑟氏菌和腦膜炎奈瑟氏菌 (Neisseria meningitides)的菌毛可與MCP結合，促進其對宿主細胞的吸附與侵入，形成典型的膜輔助蛋白遷移模式[32-34]，MCP可輔助CFI介導C3b、C4b降解，阻斷下游補體分子的活化[35]。肺炎鏈球菌的表面蛋白Tuf，可與CFH、FHL-1、CFHR1及PLG結合。一方面借助結合的CFH和FHL-1抑制補體分子活性來阻斷補體系統(tǒng)激活通路，另一方面可通過酶原激活劑激活血纖維蛋白溶酶裂解C3與C3b。作為該菌的新型致病因子，不僅可逃逸補體系統(tǒng)攻擊，且在細胞外基質(extracellular matrix,ECM)降解過程中發(fā)揮作用[36]。

5 病原性細菌分泌蛋白阻斷MAC的組裝與攻膜

糖酵解酶-磷酸甘油激酶(Phosphoglycerate kinase，PGK)是糖酵解的關鍵酶，也是每種生物得以生存的必須酶，該酶的缺乏可引起生物體代謝等功能的紊亂。而肺炎鏈球菌分泌的糖酵解酶-磷酸甘油激酶(Phosphoglycerate kinase，PGK)在補體激活中有額外的調節(jié)作用：PGK可與MAC組件C5、C7、C9分子相互作用，阻斷MAC的組裝及外膜插入，且PGK還可與血纖維蛋白溶酶原結合，裂解核心活性片段C3b從而進一步調控補體攻擊[37]。

由大腸桿菌K12的TraT基因表達的TraT蛋白對于補體激活的抑制作用主要集中于C6，抑制C5b與C6的結合以及后續(xù)MAC的組裝和外膜插入[38]。A族鏈球菌所分泌的蛋白SIC，它的功能與補體調節(jié)因子S蛋白相似，可與C5b-7復合物結合，阻止其插入細胞膜進而阻斷MAC的組裝[39]。迄今為止，金黃色葡萄球菌所分泌的超抗原樣蛋白(staphylococcal superantigen-likeproteins，SSLs)已有14種被人們發(fā)現(xiàn)。其中SSL7，大小為23kDa的蛋白分子，它可作為一種補體系統(tǒng)激活抑制分子，與C5特異性結合，有效的抑制C5裂解為C5a、C5b，阻斷MAC的形成，由此介導細菌逃避MAC的裂解[40]。類鼻疽伯克氏菌(Burkholderia pseudomallei)的可自身結構-LPS多聚糖側鏈在空間上可代替細菌細胞壁與MAC結合，盡管級聯(lián)反應的識別階段、活化階段已經(jīng)啟動，但所形成MAC未結合至細菌表面，無法裂解細菌[41]。

補體系統(tǒng)是宿主固有免疫重要組成部分，當病原性細菌侵入時激活，直接介導細菌的殺滅與清除。因此細菌進化出高度專一的補體系統(tǒng)激活調節(jié)策略，通過修飾、降解不同階段中補體分子及生物活性物質，或抑制其生物學功能來阻斷補體系統(tǒng)的激活。一個特定的病原性細菌可同時調節(jié)一個或多個補體系統(tǒng)激活通路，目前發(fā)現(xiàn)最常見的逃逸策略包括：阻斷C1q與免疫球蛋白IgG（或IgM）補體結合位點的識別；分泌蛋白（酶）或招募宿主自身補體調節(jié)因子修飾、降解補體分子；抑制C3和C5轉化酶的形成；阻斷MAC組裝及附著等。多種逃逸機制可有效的為病原性細菌提供適宜的生存微環(huán)境。隨著近年來的研究，不僅病原性細菌的各種逃避機制漸漸被人們所發(fā)現(xiàn)，且對于病毒、真菌與寄生蟲逃逸機制的研究也日漸深入。認識和掌握它們的逃避機制不僅有助于我們了解病原微生物的致病機理，同時也為研究微生物免疫逃避的治療方法鋪平了道路。