补体系统由一系列血浆蛋白相互作用组成,这些相互作用对病原体进行直接攻击并引发炎症。大多数补体蛋白是酶原,当被切割激活时,它们成为蛋白酶。补体系统的三条途径(经典途径(CP)、凝集素途径(LP)和替代途径(AP))均在病原体表面形成C3转化酶。C3转化酶复合物将C3切割成C3a和C3b。C3b是一种与膜相关的蛋白质,它与病原体表面已经存在的其他补体蛋白共价结合。C3b结合后细胞表面的补体蛋白复合物形成C5转化酶。在经典途径中,C5转化酶由C4b2a3b组成,在替代途径中,C5转化酶是C3bBbC3b。两种C5转化酶执行相同的功能,即切割C5成其两个活性成分C5a和C5b,其在随后免疫途径中发挥重要作用。

(数据来源 Goran B, et al. EMBO J. 2015)
C5组成
C5分子的分子量约为190 kDa,由两条链(α,115 kDa和β,75 kDa)通过二硫键连接组成。C5转化酶在C5 α链N末端下游75个残基处对C5进行一种蛋白质水解切割,释放出一个炎症分子片段C5a,以及激活体C5b。

(数据来源 The Complement FactsBook)
C5a
C5切割产生的较小片段是C5a(长度为77-74个氨基酸),它是一种强效的炎症分子。C5a在分子上具有三个核心的二硫键,并且其C末端无序。和其他四螺旋蛋白的卷曲结构一样,C5a在溶液中的前63个残基形成一个由四螺旋组成的反平行束,N末端螺旋是两亲性的,C5a在大多数生物中高度保守,大多数细胞因子也是如此,但人类C5a有一些分子上的区别。另外,C端高度糖基化。

(数据来源 By Kohidai, L. 2008)
C5b
C5b蛋白由一个α链(104kDa)和一个β链(75kDa)组成。切割后,C5b以非酶促方式与其他补体蛋白相互作用以形成MAC。C5b片段首先暴露一个具有高亲和力的结合位点,与C6和C7结合。C5b对其他补体蛋白(如C6和C7)的结合域最近被表征,并且与C3和C4上的补体结合域同源。

(数据来源 Alexander E, et al. J Biol Chem. 2012)
总的来说,补体成分C5在补体系统中起着关键作用,连接先天免疫防御和炎症反应。其切割成C5a和C5b驱动两个关键途径:炎症信号传导和攻膜复合物MAC形成。

(数据来源 Takahiko H, et al. Inflamm Regen. 2016)
C5介导的疾病
C5双重功能(C5a增强炎症反应,而C5b形成MAC则直接杀伤外源物)使其作为潜在靶点处于一个关键位置。
败血症
由革兰氏阴性菌引起的血液严重感染,并可能引发全身性过敏毒素释放,即C5a和C3a,这可能导致败血性休克和低血压。败血症中全身补体活化的危险在于激活的补体引发的强大炎症反应,全身炎症反应综合征(SIRS)的特点是活性过敏毒素的全球释放,可能导致败血性休克和死亡。
系统性红斑狼疮(SLE)
一种内脏的自身免疫性疾病,定义上是针对宿主的免疫反应,并涉及补体系统。SLE更可能发生在补体水平低的个体中,与SLE相关的补体缺陷是由于在特定补体基因座处的基因突变,可能在C5(9q33号染色体)基因座附近。这些突变导致了过多的炎症(C5a, C3a, C4a)和细胞溶解(MAC, C5b)。
肝纤维化
肝组织的疤痕形成,通常与严重的肝病相关。C5与肝纤维化的关联尚不明确,但一项研究表明C5基因在肝纤维化中可能起到了因果关系的作用。通过使用小鼠模型,感染丙型肝炎的个体的肝细胞中抑制了C5a受体,这在体内显示了抗纤维化的效果。由于C5基因在许多生物中都得到了保留,C5a与肝纤维化的这种关系可能对人类也成立(Hillebrandt 等,2005)。
C5的靶向治疗
靶向C3和C5是补体系统最早考虑治疗的候选靶点,抗C5抗体成为第二个进入临床的补体靶向药物和第一个进入临床的补体抑制剂:由Alexion开发的人源化抗C5单克隆抗体Eculizumab,通过静脉输注给药,2007年FDA批准用于血红蛋白尿症PNH。
Alexion的C5抗体的巨大成功增加了在控制不受控制的C5活性方面的尝试,例如Crovalimab,一种用于自皮下给药的抗C5抗体(Roche)。
Ravulizumab 代表了下一代工程化Eculizumab单抗衍生抗体。Ravulizumab 在四个氨基酸上与依库珠单抗不同,并且由于增加了新生儿 Fc 受体抗体的回收,其药代动力学得到改善,延长了血浆循环能力并减少了给药频率。

(数据来源 Raymond S, et al. Ther Adv Hematol. 2022)
目前,抗C5治疗是针对补体靶向药物中最成功和应用最广泛的药物,也是阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)和遗传性血管性血友病(aHUS)的标准治疗方法。
我们收集整理一批C5相关抗体序列信息。文档可关注公众号“迈思生物”,号内回复“C5”下载。
