4补体 免疫
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serine protease ，MASP）
自治区精品课程
MBL pathway 1
C4
C4a + C4b
mannan
mannan
MBL
+ MASP-2
MBL
C4b2b
MASP-2 （C3 convertase）
C2
自治区精品课程
C2a + C2b
MBL pathway 2
mannan
mannan
C4
C1qr2s2
C4a
C1s
antibody C4b
antigen
自治区精品课程
antigen
***C3转化酶的形成
在Mg2+存在下，C2与C4b结合， C2被C1s裂解为
C2a和C2b，前者与C4b结合成C4b2a，
即C3转化酶。
C2b
C1s
C4b C2
C4b C2a
自治区精品课程
C3裂解：
自治区精品课程
二、*补体的命名
1．固有成分：按发现的先后命名C1、C2……C9; 2．旁路途径成分：大写英文字母表示，如B因子、
D因子、P因子； 3．酶活性成分：符号上加一横线，如C1、C4b2a ； 4．裂解片段：成分后附加小写英文字母，如C3a、C3b 5．调节蛋白：据功能命名，如C1抑制物、C4结合蛋白 6．灭活补体片段：符号前加i表示，如iC3b。
旁路途径激活补体的关键步骤是C3b依赖性正反馈 环路的形成。
自治区精品课程
***C5转化酶形成
补体活化表面的C3bBb作用于C3，产生大量的
C3b。C3bBb与C3b结合，形成C3bnBb
（C5转化酶）。 C3
C5 Convertase Formation
C3 convertase C3 C3b Bb
TERMINAL 终末途径
四、补体激活的共同终末过程
Three pathway C5 convertase
C5
C5a+C5b
Formation of Membrane-Attack Complex（MAC） Terminal pathway
自治区精品课程
C5 裂解
C5 C5a
C5 Convertase
C1q binding side exposed
After binding antigen
激活条件：
C1q与IgM（CH3区）或IgG （CH2区）的Fc段结合； 每个C1q分子必须与两个 以上的Fc段结合； IC形成后C1q才能与Fc段 结合。
C1
C1q
C1r C1s
C1qr2s2
Ab
自治区精品课程
2.补体受体1（CR1、CD35）
某些添加剂等均可破坏补体； 正常生理情况下，以非活化形式存在。
自治区精品课程
补体激活
***补体激活有三条途径：
1．经典途径：从C1开始 2．旁路途径：从C3开始 3．MBL途径：由MBL结合细菌启动
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一、***经典激活途径（Classical Pathway）
由 C1q 与 激 活 物 结 合 后 ， 顺 序 活 化 C1r、C1s、 C2、C4、C3， 形 成 C3 转 化 酶 （ C4b2a） 与 C5 转 化 酶（C4b2a3b）的级联酶促反应过程。
指存在于血浆中和细胞表面，通过调节补体激活途 径中关键酶而控制补体活化强度和范围的蛋白分子；
血浆中：H因子、I因子、C1抑制物（C1-INH）、 C4结合蛋白（C4bp）等；
细胞表面： 衰变加速因子（DAF）、 膜辅助蛋白（MCP）等。
自治区精品课程
3.补体受体 (CR)
存在于细胞膜表面能与补体激活过程所形成 的活性片段结合，介导多种生物学效应的受体分 子，包括CR1～5等。
（二）***参与成分
C3、C5-C9，以及B、D、P因子等。
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（三）活化过程
自然裂解的C3
C3b
C3
H2O
Mg2+ Factor D
C3H2O Bb
Factor B
起始C3转化酶 C3
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***C3转化酶的形成
Mg2+
Factor D
Factor
C3b B
Ba
C3b Bb
MBL
+ MASP-1
MBL
C3bBb
（C3 convertase）
MASP-1
C3
自治区精品课程
C3b+B C3a
自治区精品课程
COMPLEMENT PATHWAYS
CLASSICAL 经典途径
MBL MBL途径
ALTERNATIVE 替代途径
C3a
C5a
自治区精品课程
C3
C3b
C5
C5b + C6～C9
补体系统(Complement)
病原生物学与免疫学教研室
知识点要求
掌握补体系统的概念。 掌握补体活化的经典途径、MBL途径、旁路
途径。 掌握补体的生物学作用。 熟悉补体系统的组成、命名。 了解补体活化的调控。
自治区精品课程
补体的发现
1894 Bordet 发现绵羊抗 霍乱血清能够溶解霍乱弧菌， 加热56℃、30 min 阻止其活 性；加入新鲜非免疫血清可恢 复其活性。
C5b 结合膜结构
自治区精品课程
***膜攻击复合物(MAC)：C5b6789n
The structure of MAC
MAC-induced lesion on the membrane
C6C7
C9
C5b C8
多 聚
体
10-17
自治区精品课程
自治区精品课程
五、三条途径的特点及比较
三条激活途径出现的顺序： 旁路途径→MBL途径→经典途径
LPS
C3bBb即C3转化酶或再结合P因子构成C3bBbP， 也称C3转化酶。
自治区精品课程
C3与C3转化酶之间存在正反馈
C3 convertase C3b Bb
C3
Cleavage C3a C3b
LPS
自治区精品课程
依赖于C3b的正反馈环路
C3b
Factor D
Bb
C3bB C3b
C3
C3b
B因子
Ca++、Mg++ Ca++、
C4b2a
C4b2a
C4b2a3b
C4b2a3b
特异性体液免疫 参与非特异性
效应阶段起作用 免疫，在感染
早期起作用
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旁路途径
细菌脂多糖、凝聚 的IgG4/IgA等 C3、B、D、P因子 和C5-C9 Mg++ C3bBb(P) C3bnBb(P)
参与非特异性免疫， 在感染早期起作用
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一、**补体系统的组成
1．**补体固有成分
构成补体基本组成的蛋白质 （1）经典途径：C1(C1q、C1r、C1s)、C4、C2 （2）旁路途径：B因子、D因子、备解素 （3）MBL途径：MBL、 MBL相关丝氨酸蛋白酶 （4）补体活化的共同组分：C3、C5 ～ C9
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2.补体调节蛋白
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三、***MBL激活途径
又称凝集素激活途径，指由血浆中甘露聚糖结 合凝集素（mannose binding lectin, MBL）直接 识别病原微生物表面的N-氨基半乳糖或甘露糖，进 而 依 次 活 化 MASP1、MASP2、C4、C2、C3， 形 成（与经典途径相同）的C3与C5转化酶的级联酶 促反应过程。
激活物是细菌、真菌、病毒感染细胞等， 直接激活C3；
C3和C5转化酶分别是C3bBb、C3bBb3b 存在正反馈放大环；
无需抗体存在即可激活补体，故在感染早期 即可发挥作用。
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3.***凝集素途径的特点
激活物主要是病原微生物表面的N-氨基半乳 糖或甘露糖，由MBL识别；
（一）参与的成分：C1、C4、C2、C3、C5-C9 （二）激活物：Ag ＋ Ab → IC (免疫复合物) （三）活化过程：识别阶段、活化阶段、膜攻击阶段
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（一）参与的补体成分
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C1 complex
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（二）***激活物
主要是抗原-IgG/IgM复合物 IgG亚类激活补体（C1q）的能力：
C3b
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C3a LPS
C3bnBb（C5转化酶）裂解C5为C5a和C5b两个片段
C5 Convertase Formation
C3
C3 convertase
C5
C3b Bb C3b
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C5a
C5b
LPS
旁路途径的特点
识别自己与非己； 补体效应的重要放大机制； 参与早期非特异抗感染。
补体系统的调节
（一）调控经典途径C3（和C5）转化酶
阻断C4b2a形成，或使已形成的C4b2a灭活。
1.C1抑制物（C1-INH）
抑制C1r/C1s和MASP活性，使之无法裂解C4和C2， 阻断C4b2a形成。
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C1qrs 解聚
C1Inh
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C1-INH结合活化的C1rC1s
Jules Bordet (1870-1961), discoverer of complement
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补体概述
***补体(Complement, C)的概念
是存在于正常人和脊椎动物血清与组织液 中的一组经活化后具有酶活性的蛋白质。包括 30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白，故称为补体 系统。
又称替代激活途径，指由B因子、D因子和备解素 参与，直接由微生物或外源异物激活C3，形成C3 转化酶（C3bBb）和C5转化酶（C3bBb3b）的补 体级联酶促反应的活化途径。
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（一）***激活物
细菌细胞壁成分（脂多糖、磷壁酸）、酵母多糖、 葡聚糖、凝聚的IgA及IgG4等，为补体激活提供保护 性环境和接触表面。
除识别机制有别于经典途径外，后续过程基 本相同；
对经典途径和旁路途径具有交叉促进作用； 无需抗体存在即可激活补体，故在感染早期
即可发挥作用。
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三条补体激活途径的比较
激活物
经典途径
免疫复合物
MBL
MBL
补体固有成份 C1-C9
C2-C9
所需离子 C3转化酶 C5转化酶 生物学作用
(mannan binding lectin，MBL)
病原微生物感染 → Mφ和中性粒细胞产生IL-1、IL-6、 TNF →急性期反应 →肝脏产生MBL等急性期蛋白 MBL是一种钙依赖结合蛋白，在结构上与C1q相似； MBL首先与细菌的甘露糖残基
结合，然后与丝氨酸蛋白酶 结合，形成MBL相关丝氨酸蛋 白酶（MBL-associated
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MBL途径
1. ***激活物：含N-氨基半乳糖或甘露糖基的病原微生物
2. ***参与成分: MBL、MASP、C4、C2、C3、 C5-9
3. 激活过程：
MBL + 病原体甘露糖残基
MASP活化
MASP-2：裂解C4、C2，同经典途径
MASP-1：裂解C3，同旁路途径
自治区精品课程
甘露聚糖结合凝集素
三者起点各异，存在交叉，并有共同的末端 通路。
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1.***经典途径的特点
激活物主要是IC，C1q识别IC是该途径的起始 步骤；
C3和C5转化酶分别是C4b2a、C4b2a3b； 启动有赖于特异性抗体产生，故在感染后期
（或恢复期）才能发挥作用。
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2.***旁路途径的特点
自治区ห้องสมุดไป่ตู้品课程
三、补体的生物合成
1.产生细胞：肝细胞（主要）、单核吞噬细胞 2.刺激产生因素 多种炎性细胞因子（IFN-γ、IL-1、TNF-α） 感染、组织损伤急性期以及炎症状态下，补体产
生增加，主要是提高局部补体水平或补充补体的 消耗。
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四、理化特性
***C3含量最高、D因子含量最低； 多为β球蛋白，少数为α和γ球蛋白； ***性质不稳定，56C 、30min即被灭活； 多种理化因素如射线、机械振荡、酒精、胆汁和
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Ag
Ag
（三）活化过程
1、识别阶段
C1q的球状头部与两个Ig Fc段结合发生构型改变，裂解并活 化C1r（C1r），由之激活C1s的丝氨酸蛋白酶活性（C1s）。
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2、活化阶段
C1s作用于C4：在Mg2+存在时，裂解C4为C4a和4b，
C4b结合在紧邻细胞或颗粒表面。
IgG3 ＞IgG1＞ IgG2＞ IgG4
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The changes of structure of IgG molecule before and after binds antigen
CH1
C1q
CH2
binding
side
closed
Before binding antigen
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C3是C4b2a的底物，裂解成C3b和C3a。
C3
C3a
C4b C2a
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C3b
***C5转化酶形成
C3形成的C3b与C4b2a结合，形成C4b2a3b， 即C5转化酶。
C2a
C4b
C3b
自治区精品课程
自治区精品课程
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二、***旁路激活途径（Alternative Pathway）
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MBL pathway 1
C4
C4a + C4b
mannan
mannan
MBL
+ MASP-2
MBL
C4b2b
MASP-2 （C3 convertase）
C2
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C2a + C2b
MBL pathway 2
mannan
mannan
C4
C1qr2s2
C4a
C1s
antibody C4b
antigen
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antigen
***C3转化酶的形成
在Mg2+存在下，C2与C4b结合， C2被C1s裂解为
C2a和C2b，前者与C4b结合成C4b2a，
即C3转化酶。
C2b
C1s
C4b C2
C4b C2a
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C3裂解：
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二、*补体的命名
1．固有成分：按发现的先后命名C1、C2……C9; 2．旁路途径成分：大写英文字母表示，如B因子、
D因子、P因子； 3．酶活性成分：符号上加一横线，如C1、C4b2a ； 4．裂解片段：成分后附加小写英文字母，如C3a、C3b 5．调节蛋白：据功能命名，如C1抑制物、C4结合蛋白 6．灭活补体片段：符号前加i表示，如iC3b。
旁路途径激活补体的关键步骤是C3b依赖性正反馈 环路的形成。
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***C5转化酶形成
补体活化表面的C3bBb作用于C3，产生大量的
C3b。C3bBb与C3b结合，形成C3bnBb
（C5转化酶）。 C3
C5 Convertase Formation
C3 convertase C3 C3b Bb
TERMINAL 终末途径
四、补体激活的共同终末过程
Three pathway C5 convertase
C5
C5a+C5b
Formation of Membrane-Attack Complex（MAC） Terminal pathway
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C5 裂解
C5 C5a
C5 Convertase
C1q binding side exposed
After binding antigen
激活条件：
C1q与IgM（CH3区）或IgG （CH2区）的Fc段结合； 每个C1q分子必须与两个 以上的Fc段结合； IC形成后C1q才能与Fc段 结合。
C1
C1q
C1r C1s
C1qr2s2
Ab
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2.补体受体1（CR1、CD35）
某些添加剂等均可破坏补体； 正常生理情况下，以非活化形式存在。
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补体激活
***补体激活有三条途径：
1．经典途径：从C1开始 2．旁路途径：从C3开始 3．MBL途径：由MBL结合细菌启动
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一、***经典激活途径（Classical Pathway）
由 C1q 与 激 活 物 结 合 后 ， 顺 序 活 化 C1r、C1s、 C2、C4、C3， 形 成 C3 转 化 酶 （ C4b2a） 与 C5 转 化 酶（C4b2a3b）的级联酶促反应过程。
指存在于血浆中和细胞表面，通过调节补体激活途 径中关键酶而控制补体活化强度和范围的蛋白分子；
血浆中：H因子、I因子、C1抑制物（C1-INH）、 C4结合蛋白（C4bp）等；
细胞表面： 衰变加速因子（DAF）、 膜辅助蛋白（MCP）等。
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3.补体受体 (CR)
存在于细胞膜表面能与补体激活过程所形成 的活性片段结合，介导多种生物学效应的受体分 子，包括CR1～5等。
（二）***参与成分
C3、C5-C9，以及B、D、P因子等。
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（三）活化过程
自然裂解的C3
C3b
C3
H2O
Mg2+ Factor D
C3H2O Bb
Factor B
起始C3转化酶 C3
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***C3转化酶的形成
Mg2+
Factor D
Factor
C3b B
Ba
C3b Bb
MBL
+ MASP-1
MBL
C3bBb
（C3 convertase）
MASP-1
C3
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C3b+B C3a
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COMPLEMENT PATHWAYS
CLASSICAL 经典途径
MBL MBL途径
ALTERNATIVE 替代途径
C3a
C5a
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C3
C3b
C5
C5b + C6～C9
补体系统(Complement)
病原生物学与免疫学教研室
知识点要求
掌握补体系统的概念。 掌握补体活化的经典途径、MBL途径、旁路
途径。 掌握补体的生物学作用。 熟悉补体系统的组成、命名。 了解补体活化的调控。
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补体的发现
1894 Bordet 发现绵羊抗 霍乱血清能够溶解霍乱弧菌， 加热56℃、30 min 阻止其活 性；加入新鲜非免疫血清可恢 复其活性。
C5b 结合膜结构
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***膜攻击复合物(MAC)：C5b6789n
The structure of MAC
MAC-induced lesion on the membrane
C6C7
C9
C5b C8
多 聚
体
10-17
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五、三条途径的特点及比较
三条激活途径出现的顺序： 旁路途径→MBL途径→经典途径
LPS
C3bBb即C3转化酶或再结合P因子构成C3bBbP， 也称C3转化酶。
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C3与C3转化酶之间存在正反馈
C3 convertase C3b Bb
C3
Cleavage C3a C3b
LPS
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依赖于C3b的正反馈环路
C3b
Factor D
Bb
C3bB C3b
C3
C3b
B因子
Ca++、Mg++ Ca++、
C4b2a
C4b2a
C4b2a3b
C4b2a3b
特异性体液免疫 参与非特异性
效应阶段起作用 免疫，在感染
早期起作用
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旁路途径
细菌脂多糖、凝聚 的IgG4/IgA等 C3、B、D、P因子 和C5-C9 Mg++ C3bBb(P) C3bnBb(P)
参与非特异性免疫， 在感染早期起作用
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一、**补体系统的组成
1．**补体固有成分
构成补体基本组成的蛋白质 （1）经典途径：C1(C1q、C1r、C1s)、C4、C2 （2）旁路途径：B因子、D因子、备解素 （3）MBL途径：MBL、 MBL相关丝氨酸蛋白酶 （4）补体活化的共同组分：C3、C5 ～ C9
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2.补体调节蛋白
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三、***MBL激活途径
又称凝集素激活途径，指由血浆中甘露聚糖结 合凝集素（mannose binding lectin, MBL）直接 识别病原微生物表面的N-氨基半乳糖或甘露糖，进 而 依 次 活 化 MASP1、MASP2、C4、C2、C3， 形 成（与经典途径相同）的C3与C5转化酶的级联酶 促反应过程。
激活物是细菌、真菌、病毒感染细胞等， 直接激活C3；
C3和C5转化酶分别是C3bBb、C3bBb3b 存在正反馈放大环；
无需抗体存在即可激活补体，故在感染早期 即可发挥作用。
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3.***凝集素途径的特点
激活物主要是病原微生物表面的N-氨基半乳 糖或甘露糖，由MBL识别；
（一）参与的成分：C1、C4、C2、C3、C5-C9 （二）激活物：Ag ＋ Ab → IC (免疫复合物) （三）活化过程：识别阶段、活化阶段、膜攻击阶段
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（一）参与的补体成分
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（二）***激活物
主要是抗原-IgG/IgM复合物 IgG亚类激活补体（C1q）的能力：
C3b
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C3a LPS
C3bnBb（C5转化酶）裂解C5为C5a和C5b两个片段
C5 Convertase Formation
C3
C3 convertase
C5
C3b Bb C3b
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C5a
C5b
LPS
旁路途径的特点
识别自己与非己； 补体效应的重要放大机制； 参与早期非特异抗感染。
补体系统的调节
（一）调控经典途径C3（和C5）转化酶
阻断C4b2a形成，或使已形成的C4b2a灭活。
1.C1抑制物（C1-INH）
抑制C1r/C1s和MASP活性，使之无法裂解C4和C2， 阻断C4b2a形成。
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C1qrs 解聚
C1Inh
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C1-INH结合活化的C1rC1s
Jules Bordet (1870-1961), discoverer of complement
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补体概述
***补体(Complement, C)的概念
是存在于正常人和脊椎动物血清与组织液 中的一组经活化后具有酶活性的蛋白质。包括 30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白，故称为补体 系统。
又称替代激活途径，指由B因子、D因子和备解素 参与，直接由微生物或外源异物激活C3，形成C3 转化酶（C3bBb）和C5转化酶（C3bBb3b）的补 体级联酶促反应的活化途径。
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（一）***激活物
细菌细胞壁成分（脂多糖、磷壁酸）、酵母多糖、 葡聚糖、凝聚的IgA及IgG4等，为补体激活提供保护 性环境和接触表面。
除识别机制有别于经典途径外，后续过程基 本相同；
对经典途径和旁路途径具有交叉促进作用； 无需抗体存在即可激活补体，故在感染早期
即可发挥作用。
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三条补体激活途径的比较
激活物
经典途径
免疫复合物
MBL
MBL
补体固有成份 C1-C9
C2-C9
所需离子 C3转化酶 C5转化酶 生物学作用
(mannan binding lectin，MBL)
病原微生物感染 → Mφ和中性粒细胞产生IL-1、IL-6、 TNF →急性期反应 →肝脏产生MBL等急性期蛋白 MBL是一种钙依赖结合蛋白，在结构上与C1q相似； MBL首先与细菌的甘露糖残基
结合，然后与丝氨酸蛋白酶 结合，形成MBL相关丝氨酸蛋 白酶（MBL-associated
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MBL途径
1. ***激活物：含N-氨基半乳糖或甘露糖基的病原微生物
2. ***参与成分: MBL、MASP、C4、C2、C3、 C5-9
3. 激活过程：
MBL + 病原体甘露糖残基
MASP活化
MASP-2：裂解C4、C2，同经典途径
MASP-1：裂解C3，同旁路途径
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甘露聚糖结合凝集素
三者起点各异，存在交叉，并有共同的末端 通路。
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1.***经典途径的特点
激活物主要是IC，C1q识别IC是该途径的起始 步骤；
C3和C5转化酶分别是C4b2a、C4b2a3b； 启动有赖于特异性抗体产生，故在感染后期
（或恢复期）才能发挥作用。
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2.***旁路途径的特点
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三、补体的生物合成
1.产生细胞：肝细胞（主要）、单核吞噬细胞 2.刺激产生因素 多种炎性细胞因子（IFN-γ、IL-1、TNF-α） 感染、组织损伤急性期以及炎症状态下，补体产
生增加，主要是提高局部补体水平或补充补体的 消耗。
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四、理化特性
***C3含量最高、D因子含量最低； 多为β球蛋白，少数为α和γ球蛋白； ***性质不稳定，56C 、30min即被灭活； 多种理化因素如射线、机械振荡、酒精、胆汁和
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Ag
Ag
（三）活化过程
1、识别阶段
C1q的球状头部与两个Ig Fc段结合发生构型改变，裂解并活 化C1r（C1r），由之激活C1s的丝氨酸蛋白酶活性（C1s）。
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2、活化阶段
C1s作用于C4：在Mg2+存在时，裂解C4为C4a和4b，
C4b结合在紧邻细胞或颗粒表面。
IgG3 ＞IgG1＞ IgG2＞ IgG4
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The changes of structure of IgG molecule before and after binds antigen
CH1
C1q
CH2
binding
side
closed
Before binding antigen
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C3是C4b2a的底物，裂解成C3b和C3a。
C3
C3a
C4b C2a
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C3b
***C5转化酶形成
C3形成的C3b与C4b2a结合，形成C4b2a3b， 即C5转化酶。
C2a
C4b
C3b
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二、***旁路激活途径（Alternative Pathway）