河流里的暗戰

李寧+任慧英

摘 要： 補體經典激活途徑是由抗原抗體復合物促發的由補體參與的體液免疫應答過程，為了形象化介紹補體經典激活途徑，采用講故事的方法，幫助學生更好地理解免疫學理論。

關鍵詞： 補體 經典激活途徑 形象化教學

補體（Complement，C）是人和動物血清中的一種不耐熱蛋白，可輔助特異性抗體實現溶細胞作用，因此得名。補體并非單一成分，而是一組具有酶活性的蛋白質，被稱為補體系統。該系統由30多種可溶性蛋白與膜結合蛋白組成，廣泛參與機體抗微生物防御及免疫調節，是體內具有重要生物學意義的效應系統和效應放大系統[1]。

由于免疫學理論的抽象性，免疫學教學更需要形象化手段，幫助學生梳理免疫學基本理論。在免疫學教學中，涉及抗體、補體、細胞因子等免疫分子的作用，由于理論性太強，因此許多同學對抗體和補體之間的相互作用理解膚淺，更不能從抗原清除的角度進行深入認識。不同種類的細菌（革蘭氏陽性菌及革蘭氏陰性菌）具有不同的細胞壁結構，對抗體和補體作用下的抵抗力也不同。補體經典激活途徑是抗體介導的體液免疫應答的主要效應方式之一，補體分子Clq是補體經典激活途徑中的啟動蛋白，具有調節各種免疫細胞反應的能力。它不但啟動了機體防御病原體的第一道防線，而且參與了清除自身衰老和凋亡細胞等在體內的堆積，在調控炎性反應、維持自身免疫耐受等方面發揮重要作用。多分子蛋白質復合物C1通過Clq亞基結合免疫復合物中的Fc片段而被激活。活化的C1依次酶解C4和C2，形成C3轉化酶，C3轉化酶進一步酶解C3形成C5轉化酶。當C5轉化酶裂解C5形成C5a和C5b時，即開始了膜攻擊復合物（MAC）的裝備，膜攻擊復合物由C5～C9構成，在功能上作為一個整體可導致靶細胞的溶解破壞[2]。任何的教科書對補體經典激活途徑的介紹都是冷冰冰的文字，對于初學者有一定難度。為了更生動地介紹補體激活途徑，教學中我們采用編寫故事的方式并結合課本對一些免疫學要點進行介紹，增強了教學的趣味性，提高了學生的學習積極性。現將故事與免疫學理論結合在一起進行介紹，括號內的文字為免疫學知識。

題目：河流里的暗戰（血液中發生的抗體、補體協同作用消滅抗原的過程）

初春的陽光彌漫著整個大地，在山的北部有一條河流奔流不息（血管中流淌著血液）。一群布鵜魚就生活在里面（布鵜：補體，補體是血液中的正常成分），為首的叫大布鵜，像烏賊一樣有6根又長又軟的大爪子（補體C1由C1q、C1r和C1s亞基組成，其中C1q為各種各種不同分子中分子量最大的）。最近河里突然多出很多新品種的魚類，其中有一種魚非常獨特，好像有兩個腦袋，這讓布鵜魚們很興奮。畢竟大家都喜歡新事物，私下里他們給雙頭的家伙起了個外號，叫嫝鵜，意思是說，長的這么花里胡哨，有些女人氣，就叫“嫝”吧，至于“鵜”嘛，因為大家都是生活在水里的家伙（嫝鵜：抗體，血液中出現了抗體，說明是感染的標志；血液中含量最多的抗體分子是IgG，具有Y型，由四條肽鏈通過二硫鍵構成，有兩個抗原結合臂，見圖1）。嫝鵜魚倒是很和善，見了面總是搖著他們的大腦袋說哈嘍，時間長了，大家就都熟悉了，哈嘍哈嘍的，其樂融融（抗體沒有結合抗原之前不能與補體發生結合）。

有一天，河里突然闖進一個賊頭賊腦的家伙，圓圓滾滾的體型外面充滿了橫刺，他橫沖直撞，一點兒也不覺得拘束（有囊膜的病毒，囊膜表面有纖突；或者是革蘭氏陰性菌，表面有菌毛和鞭毛，病原微生物進入血液進行增殖并在體內傳播）。他的出現讓魚們很恐懼，因為河里的水好像越來越不適合生存了，有股腐敗的味道，大家恨透了他（病原微生物感染導致血液內環境的變化）。嫝鵜魚跟布鵜們商量好了，要一起鏟除這個黑鬼，大家計劃先讓嫝鵜魚引誘這個家伙靠近，再由布鵜們一起殺了他（特異性抗體先與抗原結合，再通過經典激活途徑激活補體系統）。

于是嫝鵜們一起出發了，沒事總往這個家伙身上蹭，蹭得他心癢癢的（抗體分子與微生物表面的抗原表位發生特異性結合）。一看有了成效，嫝鵜姐妹花緊緊地抱上了這個家伙，并大喊：快來人哪……（抗體IgG分子的抗原結合臂在沒有結合抗原之前將補體結合位點CH區覆蓋，結合抗原后，通過抗體分子鉸鏈區的作用，兩條抗原結合臂抬起，暴露補體結合位點，從而引發了補體系統的激活）。布鵜們聽了喊聲，緊急出動。大布鵜用他又長又軟的大爪子緊緊抱住了嫝鵜姐妹的大腿，可是黑鬼所釋放的毒氣在不停地襲擊著大布鵜，慢慢的，他的身體左右搖晃，像散架一般（補體C1通過其C1q亞基結合到IgG分子Fc片段上的CH區，C1q為各種補體分子中分子量最大的，由3種共18條不同的肽鏈組成6條三股螺旋，在螺旋結構的C端形成6個花蕾狀的球形頭部，呈花朵形散開，圖2，補體C1發生空間變構，由酶原變成酶，C1得到活化）。最后，他用盡所有的力氣叫來了老四和老二，自己卻慢慢閉上了眼睛（活化的C1分子依次酶解C4和C2）。匆忙趕到的老二和老四顧不得彌漫的毒氣，緊緊抱住老大的遺體，兄弟二人發誓要為大哥報仇雪恨（酶原狀態的C1沒有了，活化的C1作用于C4和C2）。可是面對這樣一個龐然大物，應該怎樣為大哥復仇。老四突然抓緊老二問到還記不記得媽媽的臨終遺言，老二恍然頓悟，媽媽說過遇到危險時，老二不僅要和老四團結一致，還要帶上老三，三兄弟必須一起齊心協力（活化的C1作用于C4，產生2個片段，其中的大片段C4b高度不穩定，可與細胞表面結合，C2可結合于附有C4b的細胞表面，進一步被活化的C1裂解為C2a和C2b兩個片段，C2a和C4b結合形成C3轉化酶）。于是兩兄弟緊緊地抱在了一起并求救于老三，可是很快他們就失去了意識，等到老三趕來時，他們早已不省人事（C4與C2由酶原變成酶，會進一步跟C3結合）。悲痛欲絕的老三抱住他倆，慢慢的，半邊身子開始被毒氣侵染，身體發麻（C3分子結合了C3轉化酶，發生空間變構，裂解為C3a和C3b，部分C3b進一步結合細胞表面或結合有C3轉化酶的抗體分子結合，形成C5轉化酶）。緊隨其后趕來的老五看到情況不妙，迅速地攙扶老三，可是幸運之神卻沒有眷顧老五，同其他大哥一樣，老五也難逃厄運，一大半身子掉了下來（C5被C5轉化酶裂解形成C5a和C5b，圖3）。

短短幾分鐘，布鵜家族的五位大哥命喪于此（抗原抗體復合物依次活化了C1，C4，C2，C3及C5）。年輕氣盛的小弟們齊聲呼喊著要殺掉這個黑鬼，為各位哥哥報仇雪恨。于是老六、老七、老八扛起五哥的半個身子去找黑鬼算賬（補體C5的裂解片段C5b結合C6和C7后，開始具有親膜性）。趁著黑鬼不注意，兄弟們用盡全身力氣把五哥的半個身子對準黑鬼投射了出去，出乎意料的是，身體竟然插進了黑鬼的表皮，于是大家決定拉起手，齊心協力踩上去，除掉這個家伙（C5b67插入膜的脂質雙層結構，并作為C8的高親和力的受體與C8結合，開始具有小的貫穿膜結構，細胞膜、病毒的囊膜及革蘭氏陰性菌細胞壁的外膜均可被插入）。最后趕來的老九也帶領著一大幫弟兄也加入了隊伍里（有效的細胞溶解作用必須依賴于C9的結合和自身聚合，C5b678復合物與12～19個C9分子聯結形成膜攻擊復合體）。奇跡出現了，大家竟然戳穿了黑鬼的皮囊，頓時黏稠的內臟帶著血腥噴涌而出，瞬間黑鬼的肚子就癟了，他哼哼呀呀地沒了氣息（膜攻擊復合體在靶細胞或囊膜病毒上形成小孔，使小的可溶性分子、離子及水分可以自由進出，導致水和離子內流，最終導致胞內滲透壓降低，細胞溶解或囊膜病毒因失去囊膜而失去感染性，圖4）。

戰役結束了，黑鬼死了，河流又恢復了往日的寧靜（特異性抗體產生后，在補體的作用下，對革蘭氏陰性菌及囊膜病毒進行有效清除）。

通過誘導啟發，學生能很好地掌握免疫學基礎知識，表現出對免疫學濃厚的學習興趣。

參考文獻：

[1]王家鑫.免疫學.北京：中國農業出版社，2009.

[2]曹雪濤.醫學免疫學.北京：人民衛生出版社，2013.