補體系統(tǒng)是廣泛存在于血清、組織液和細胞膜表面的一組精密調(diào)控的蛋白質反應系統(tǒng)，包括30多種可溶性蛋白和膜結合蛋白，起到防御機制的作用[1],該機制旨在支持或“補充”抗體從體內(nèi)清除病原體的能力，與抗體共同形成一個基本的防御線,并且可以介導具體的抗體機制。補體系統(tǒng)也可以通過作為人體異物的材料表面(包括與血液接觸的醫(yī)療器械)起作用[2]。
激活是指多種內(nèi)源性或外源性物質作用下，循經(jīng)典途徑、甘露糖結合凝集素途徑或旁路途徑，使補體各固有成分依次被活化，表現(xiàn)出多種生物學活性[1]。在三種途徑中，替代途徑被認為最易受到醫(yī)用材料的影響和反應。
識別階段
C3的自發(fā)水解——C3激活
機體在生理情況下，血清C3可自發(fā)緩慢而持久地水解產(chǎn)生少量C3b，絕大多數(shù)快速消失，與自身組織細胞表面結合可被多種調(diào)節(jié)蛋白降解、滅活。與激活物表面結合形成C3轉化酶。
活化階段
C3轉化酶（C3bBb)形成，C5轉化酶(C3bnBb)形成。
膜攻擊階段
C5轉化酶裂解C5后形成攻膜復合體。
2、生物材料/器械表面對補體系統(tǒng)的作用
器械的應用類型
在臨床體外治療特別是在血液透析和心肺旁路應用中,補體激活與某些不良反應有關[2]。這些治療主要涉及具有血液接觸表面積大和接觸時間相對較短的器械。補體激活通常在血液接觸器械材料表面后不久的早期階段發(fā)生[2]。以下器械常常需要進行補體激活的評價。
例如：外部接入器械中的血液特異性物質吸附器械、獻血和機采治療器械以及細胞分離系統(tǒng)、心肺轉流系統(tǒng)、血液透析/過濾器、白細胞分離器、經(jīng)皮循環(huán)支持設備。
生物材料/器械表面的補體激活的作用
補體激活始于血液與器械材料接觸以及包括關鍵補體蛋白質C3和C3b在內(nèi)的許多血漿蛋白質的沉積。這些特異性蛋白質的接觸導致重要的C3和C5轉化酶(分別為C3b·Bb,C3b·C3b·Bb,見圖B.2)形成替代途徑[3]。C5轉化酶蛋白催化剪切C5并產(chǎn)生C5a和C5b。C5a蛋白是公認的受體介導的嗜中性粒細胞和單核細胞活化的效應分子,C5b片段是公認的導致補體膜攻擊復合物(MAC)形成的初始補體成分,MAC可以結合并激活周圍細胞,和/或裂解破壞周圍細胞。WBCs可以檢測材料表面結合的C3和C4片段,這導致其后續(xù)的表面黏附和活化。中性粒細胞和單核細胞活化,MAC形成和激活以及WBC黏附和激活于材料導致了在高表面積器械應用中臨床觀察到的典型病理生理學[4]。
例如：在存在自發(fā)形成的低水平的反應性C3b的情況下,生物材料的存在可以引發(fā)其擴增反應,最終結果是產(chǎn)生炎癥介質,例如C5a和細胞毒性蛋白復合物如膜攻擊復合物(MAC),這些炎癥介質可以刺激一系列炎癥反應包括白細胞(WBC)趨化性,活性氧簇(ROS)產(chǎn)生和細胞因子表達[2]。
測試的補體因子
C3a為補體C3分子激活后形成的小分子物質，可以介導機體的急性炎癥反應。SC5b-9是補體系統(tǒng)激活后產(chǎn)生的共同末端產(chǎn)物C5b-9與血清中的S蛋白形成的親水的、無溶細胞活性的大分子片段。通過檢測C3a分子或SC5b-9分子的含量，可以反映出血清中補體系統(tǒng)的激活情況[5]。任何補體成分的升高水平表示補體系統(tǒng)的激活。血液透析過濾器和體外循環(huán)器械等高表面積器械與高水平的活化補體成分相關,這種現(xiàn)象與肺中活化的白細胞和白細胞的阻留有關[2]。
評價方法和結論
（1）使用C3a和SC5b-9試劑盒，根據(jù)試劑盒的說明，用雙抗體夾心ELISA法測定血清或抗凝血漿中C3a和SC5b-9水平。
（2）實驗室之間評估試驗材料是否產(chǎn)生陽性或陰性結果的方法不一致。大多數(shù)實驗室將試驗樣品結果與陽性和陰性生物材料和/或液體對照進行統(tǒng)計學比較。一些實驗室采用與歷史數(shù)值以及與同品種器械的結果比較,和/或涉及陰性和陽性對照的特殊數(shù)學公式作為最終評估的一部分[2]。對于臨床可接受的補體激活水平?jīng)]有確定的通過/失敗標準。在補體激活試驗中包含合法上市的可比較的器械將有助于數(shù)據(jù)解釋?？杀容^的器械數(shù)據(jù)可用于評價試驗器械數(shù)據(jù)的臨床相關性。如果可比較的器械在器械將被注冊上市的監(jiān)管區(qū)域沒有合法銷售,那么地區(qū)監(jiān)管機構可能會要求與在該地區(qū)已經(jīng)合法銷售的器械進行比較試驗[2]。
參考文獻：
[1] 司傳平，丁劍冰 醫(yī)學免疫學（2 版），高等教育出版社
[2] GB/T 16886.4：2022醫(yī)療器械生物學評價 第4部分：與血液相互作用試驗選擇
[3] YY/T 0872.2-2015 醫(yī)療器械補體激活試驗 第2部分：血清旁路途徑補體激活
[4]JohnsonR.J.,BurhopK.E.,VanEppsD.E.InfusionofovineC5aintosheepmimicstheinflammatoryresponseofhemodialysis.J.Lab.Clin.Med.1996,127pp.456-469.
[5] YY/T 0872.3-2019 醫(yī)療器械補體激活試驗 第3部分：補體激活產(chǎn)物（C3a和SC5b-9）的測定
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