[临床医学]补体系统.ppt

本章学习重点Ø掌握补体的概念、组成、生物学 作用Ø熟悉补体活化的经典途径、经典 激活与替代激活途径的异同点Ø了解补体受体、补体活化的调节 、补体系统的异常与疾病第一节 概述Ø补体(complement, C)：是人和脊椎动物 血清与组织液中以酶原形式存在的一组蛋 白质，其主要作用是协助抗体清除抗原调理作用 激活B细胞形成攻膜 复合物趋化作用和炎症反应补体的发现Jules Bordet Ø 比利时细菌学家和免疫 学家，证实了血清中存 在不耐热的杀菌物质， 在抗体的存在下能使细 菌溶解，因此于1919年 获得诺贝尔奖 Ø 后来，Ehrlich把这种 物质称为补体Jules Bordet (1870-1961)羊抗血清 + 霍乱弧菌细菌裂解加热的羊抗血清 + 霍乱弧菌细菌不裂解无抗体的 新鲜血清细菌裂解Ø 补体，存在于新鲜血清中，能够裂解抗体包被的细 胞，这种活性可以经加热56℃、30分而灭活(失活)对热不敏感的 特异性抗体热敏感 的成分Ø Paul Ehrlich 将其命名为补体(complement), 即“补充抗体活性的血清成分” 一、补体系统的组成和命名Ø补体系统由30多种可溶性蛋白和 膜蛋白组成，按功能和存在形式 可分为三大类：1、补体激活的固有成分2、调节成分3、补体受体名 称分子量 （kDa）血清浓度（mg/ml）46080 8350 8350 200600 10220C1q C1r C1s C4 C2C319013002490 1210 D因子B因子C520470 C612065 C712055 C816055 C97060调节成分 C1-INH105200 C4-bp550250 H 因子150480I 因子8835P 因子22025补体系统的组成成分MBL MASP-1 MASP-2补体受体CR1～CR5、C3aR、C5aR末端成分经典途径途径 替代MBL 途径固 有 成 分补体系统的命名Ø 补体固有成分：大写字母C加数字表示，如 C1、C2、…C9。

Ø 旁路途径成分：大写字母加“因子”表示 ，如B因子、P因子等 Ø 调节因子：以功能命名：如C1抑制物 Ø 补体裂解片段：小片段称a，大片段称b， 在原名后加小写字母，如C3a、C5a Ø 酶活性片段：在片段名称上划一横线表示 ，如C1、C3bBb Ø 灭活片段：在片段名称前加“i”表示，如 iC3b二、补体成分的理化性质1、理化特性 Ø化学组成均为糖蛋白，各成分的血清含量相对 稳定，以C3含量最高 Ø性质不稳定，不耐热，56℃30分钟即可灭活， 室温下很快失去活性 2、合成与代谢 Ø合成：肝细胞，单核/巨噬细胞，造血细胞，纤 维母细胞，内皮细胞，生殖细胞，脂肪细胞， 神经细胞 Ø代谢：非常快，血浆中补体每天约有一半更新 第二节 补体的激活途径Ø补体系统的固有成分被激活后才能发挥 各种效应Ø补体的激活过程是一系列酶促反应，其 最终结果是在靶细胞膜表面形成攻膜复 合体(MAC),同时产生具有生物学活性的 补体小片段Ø补体的激活有三条途径补体活化的三条途径经典途径 MBL途径 替代途径C3a C3 C3bC5a C5 C5b + C6-C9末端反应补体三条途径活化的激活物Ø经典途径激活物Ø抗原抗体复合物 Ø替代途径激活物Ø脂多糖，酵母多糖ØMBL途径激活物Ø甘露糖、N乙酰葡萄糖胺一、经典活化途径Ø激活物：抗原抗体复合物Ø抗体类别：IgM、IgG1、IgG2、IgG3Ø激活过程：可分为启动阶段、活化阶 段和膜攻击阶段。

1.启动阶段：Ag-Ab + C1q→ C1q变构C1rC1s C1s （C1酯酶）C1q和C1的结构C1sC1qC1rC1qr2s2<40nm抗 原抗体抗 原C1分子的结构与功能C1由一个C1q、两 个C1r和2个C1s分 子共同组成一个C1q分子如果同时 与两个以上抗体的Fc 段结合将造成其构象 的变化，继之使C1r和 C1s活化，启动补体活 化的经典途径C1VHCH1CH2CH3CH4VLCL铰链区COO–NH3+补体结合部位（Fc） 抗原结合区（Fab ）IgG分子结合抗原前后的构象变化Fab段Fc段C1q 结 合位点 被屏障结合抗原之前CH1CH2暴露的 C1q结 合位点结合抗原之后IgG CH2区，IgM CH3区2.活化阶段Ag-IgM或Ag-IgG 复合物C1q : r : sC4C4b + C2C4aC2aC4b2bC3C3bC3aCa++Mg++Ca++ （C3转化酶 ）（C5转化酶）C4b2b3bC5末端反应反应步骤① C1 裂解 C4：抗体C1qr2s2<40nm抗 原抗 原C4C4bC4aC1s② C3转化酶(C4b2b)的形成C4bC2aC2C1s C4bC2b③ C3的裂解C3C3aC3bC3转化酶C4bC2b④ C5转化酶(C4b2b3b)的形成C5C5bC5aC4bC2bC3b参与经典途径形成C5转化酶的补体成分活性蛋白/裂解产物与IgM、IgG 的Fc段相结合 丝氨酸蛋白酶：活化 C1s 丝氨酸蛋白酶: 活化C4 和 C2免疫学作用成分炎症介质，介导超敏反应 与 C2b结合形成复合物C4b2b丝氨酸蛋白酶: C4b2b 为C3转化酶 功能未知炎症介质，介导超过敏反应 与 C4b2b 结合形成 C5 转化酶; 主要的调理素C1C1qC1r C1sC3C2C4C3a C3bC2b C2aC4a C4b二、MBL途径C4C4bC4aC4b2bC4b2b3bC2C2b(C3转化酶) (C5 转化酶)MBL MASP细菌表面的 甘露糖残基活化的C1类似物C5共同末端反应三、替代激活途径Ø特点：不必经过C1、C4、C2，由C3裂 解开始，需要B因子和D因子参与，又 称为替代途径。

Ø激活剂：脂多糖，酵母多糖，葡聚糖 ，IgA等1、启动阶段ØC3转化酶(C3bBb)的形成：Ø生理条件下，少量C3可自发水解产生 C3b，C3b可与B因子结合，在D因子作 用下形成C3bBb(即C3转化酶)，但不 稳定，很快就被血清中的I因子和H因 子灭活，当C3bBb与P因子结合后，形 成稳定的C3bBbP复合物C3转化酶 C3bBb的形成补体活化表面BC3bD因子C3bBC3bBbBC3bP因子(备解素)：连接到C3bBb，并对其起稳定作用旁路途径C3的裂解LPSC3bBbC3aC3转化酶C3C3b旁路途径C3bBb裂解C3，产 生更多的C3b，与 C3bBb结合形成 C3bBb3b(即C5转 化酶)或C3bnBb， C5转化酶裂解C5 进入末端反应LPSC3bBbC3转化酶C3bC5C5bC5aC32、激活阶段—形成C5转化酶(C3bBb3b)末端反应C3C3bBb 的双重作用C3 bBbC5C 3bC3C3bC5C5aC3aC3bC 3bC5bC3bBbPC3bnBb四、补体活化的共同末端效应——膜攻击阶段三条途径 C5转化酶C5C5a+C5b形成膜攻击复合物（MAC）C6 - C812 –15个 C9三条途径的 共同末端效应MAC 造成的细胞膜损伤C5bC9 多 聚 体C5b+C6+C7+C8+C9 = MAC补体膜攻击单位结构C7C6C812-15补体攻膜复合物 (MAC)Ø 靶细胞膜表面的C5b与C6 、C7、C8依次结合形成 C5b678复和物，该复合 物诱发C9在细胞膜表面 共聚，形成跨膜的管状 通道结构，即MAC，导致 靶细胞的穿孔损伤，水 分子进入细胞内，最终 靶细胞裂解。

70~100 A°MAC 的效应被补体杀伤的寄生虫未被补体杀伤的寄生虫参与MAC形成的补体成分C5C5a C5b趋化因子和炎症介质(过敏反应) 与C6结合启动 MAC的形成C8C7C6C9C6C7C8C9形成C5b6，与 C7结合形成C5b67,使复合物插入细 胞的磷脂双层C5b678 与多个C9分子结合, 启动C9分子聚合聚合形成MAC，使靶细胞溶解活性蛋白 或裂解产物免疫学作用成分启动扩增效应经典途径MBL途径替代途径（C3转化酶 ）（C3、C5转化酶 ）（MAC ）共同终末反应级联放大裂解效应调控补体活化的三条途径1.经典途径2.MBL途径3.替代途径抗原-抗体复合物C1qr2s2C1qr2s2C4C4bC4aC4b2bC4b2b3bC2C2b微生物表面成分C3C3bC3aD因子BBaC3bBbC3bBb3bC5C5bC5a(C3转化酶) (C5 转化酶)C6C7C8C9MACMBLMASP微生物细胞壁成分活化的C1类似物C3C3bC3aC3a补体三条活化途径 的比较三条激活途径的比较经典激活途经替代激活途经MBL激活途经激活物质抗原抗体复合物脂多糖，酵母多糖，IgA等MBL相关丝氨酸蛋白酶 （MASP）起始分子C1qC3C4， C2参与补体成 分C1－C9C3，C5－C9，B因子，D因 子等C2－C9，MASP所需离子Ca2+ Mg2+Mg2+Ca2+C3转化酶C4b2bC3bBbC4b2bC5转化酶C4b2b3bC3bnBbC4b2b3b生物学作用参与特异性免疫 的效应阶段，感 染后期发挥作用参与非特异性免疫的效应 阶段，感染早期发挥作用参与非特异性免疫的效 应阶段，感染早期发挥 作用五、补体激活的调节Ø 补体系统的活化过程是快速放大的级联反应， 产生的补体裂解片段对机体具有双重作用。

Ø免疫保护Ø病理损伤Ø 因此补体的活化过程需要机体严密的控制，已 知至少有12种蛋白参与补体活化的调节一）补体成分的自身衰变调节Ø C3b、C4b、C5b、C3转化酶和C5转化酶不稳定 ，容易衰变失活二）调节因子的作用调节因子结合物作 用C1抑制物C1与C1结合，使后者失去脂酶活性C4结合蛋白C4与C4结合，阻碍C4b与C2b结合，抑制C42形成I因子C3b裂解C3b，抑制C4b2b3b（C5转化酶）形成H因子C3b灭活C3b，促进I因子作用S蛋白C567干扰C567与细胞膜结合C8结合蛋白C8阻碍C5678中的C8与C9结合膜辅助因子蛋 白（MCP）C4b/C3b促进I因子裂解C4b，C3b促衰变因子 （DAF）B因子 C3转化酶阻碍B因子与C3b结合 促使C3转化酶衰变C1INH的调节作用I因子的调节作用H和I因子降解C3bDAF的调节作用S蛋白的调节作用C8bp的调节作用第三节 补体受体Ø 补体受体(complement receptor,CR)为膜蛋白， 分布广泛，各种组织细胞表面均有CR名称结合补体成分或配体细胞分布免疫功能CR1C3b，C4bRBC，N，M，Mφ，B ，DC，肾小球上皮细胞调理作用 刺激B细胞增殖 CR2C3d，EBVB，DC，鼻咽部上皮细 胞活化B细胞CR3iC3b，植物凝集素N，M，Mφ，DC，NK促进呑噬功能CR4iC3b，C3dN，M，Mφ，血小板促进呑噬功能CR5C3dN，血小板清除免疫复合物C3aR C5aRC3a C5a肥大细胞，嗜碱性粒细 胞介导Ⅲ型超敏反应第四节 补体系统的生物学作用Ø补体系统的生物学功能ØMAC的溶细胞作用Ø补体裂解片段的各种生物学效应一、消灭病原体1.溶菌和溶解靶细胞Ø补体活化形成的MAC可溶解 多种G－细菌、支原体、包 膜病毒和红细胞、血小板 等。

2、调理作用Ø 补体裂解片段 C3b或C4b的一 端与细菌或病 毒结合，另一 端与具有C3b受 体的吞噬细胞 结合，促进吞 噬细胞的吞噬 作用3、炎症介质作用Ø过敏毒素作用 ØC3a、C4a、C5a可激活肥大细胞和嗜碱性 粒细胞释放组胺等活性介质，引起血管扩 张、平滑肌收缩、局部水肿等炎症反应 Ø趋化作用 ØC3a、C4a、C567可吸引粒细胞和吞噬细胞 向反应部位聚集，造成炎症反应 Ø激肽样作用 ØC2a能增加血管通透性，引起炎症性充血 二、清除免疫复合物Ag-Ab-C3b＋。