3第三章补体系统讲述
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【医学PPT课件】补体系统
比利时.Bordet
补体的发现
感染霍乱弧 菌的豚鼠的 血清
霍乱弧菌菌液 （凝集）
正常豚鼠血清
感染霍乱弧 菌的豚鼠的 血清
56℃30分钟
（凝集）
（溶菌） （溶菌）
（溶菌）
概念：补体是正常存在于人或脊椎动物
血清、组织液和细胞表面的一组被激活后 具有酶活性的蛋白质，包含30多种成分， 称为补体系统(complement system) 。
MASP2：具有与活化的C1s相似的生物学活性
Mannose-binding lectin pathway
C2b
MASP
MBL
C4b2a
CC44b C4b
Lytic pathway
C5-activation
C3a C4b2a3b
C4b
C5a
b CC33b
C4b2a
C2a C2b
C4b2a3b
C4b2a
4.I因子
5、膜辅助蛋白（membrane cofactor protein, MCP）：促进I因子裂解C4b、C3b 。
二、调控旁路途径C3转化酶和C5转化酶
1、H因子：可直接作用与C3bnBb；
2、p因子（备解素）：可与C3bBb结合，可 稳定C3bBb。
三、针对攻膜复合物的调节作用
1、C8结合蛋白（C8 binding protein,C8bp)
【医学PPT课件】补体系统
主要教学内容
1 概述 2 补体的激活 3 补体系统的调节 4 补体的生物学意义 5 补体与疾病的关系
教学要求
掌握：
1 补体的概念 2 补体的生物学作用 3 补体三条激活途径的比较
熟悉： 补体系统的激活过程
第三章 补体系统
第三章补体系统学习指导一、补体系统的组成补体是存在于正常人或动物新鲜血清中的具有酶活性的一组球蛋白，它包括多种因子，故称为补体系统。
补体系统由补体组分的11种蛋白质、旁路途径组分、攻膜复合体及调节因子等近30多种不同的血清蛋白所组成。
参与经典途径的补体组分用“C”表示，分别称为C1、C2……C9。
其中Cl由C1q、C1r、C1s三个亚单位组成。
参与替代途径的组分和调节因子中某些成分以大写英文字母或英文缩写符号表示，如B、D、P因子及CR等。
补体激活后在其代号或数字上方加一横线，如C 1、C 3、B等。
裂解后产生的碎片，用英文小写字母表示，如C3a、C3b等。
血清中补体蛋白约占血清球蛋白的10％，含量相对稳定，化学成份为糖蛋白，多数是β球蛋白，少数是γ和α球蛋白。
补体的性质很不稳定，许多理化因素均可破坏补体，因此在使用补体时应采用新鲜血清。
二、补体系统的活化补体系统在体液中以非活性状态存在，当其被激活物激活后，发生连锁的酶促反应，表现出其生物活性。
补体有两条激活途径：①经典途径②替代途径。
经典途径的主要激活物是抗原抗体(IgG1、IgG2、IgG3、IgM)复合物。
参加成分是C1到C9各组分。
激活过程分识别、活化和膜攻击三个阶段。
替代途径激活时没有Cl、C2、及C4参加，C3首先被活化，然后完成C5~C9激活的连锁反应，故又称旁路途径或C3途径。
本途径的激活物质主要是脂多糖、酵母多糖及凝集的IgA、IgG4等。
参与成分主要是C3、B因子、D因子和P因子，以及攻膜复合体组分。
补体两条激活途径的比较(见表3一1)。
三、补体系统的生物学作用补体系统是机体非特异性免疫的重要组成部分，同时也参与特异性免疫，其主要作用如下：①溶菌和溶细胞作用：细菌与相应抗体结合后可通过经典途径激活补体，在细菌表面形成膜攻击复合物而溶解细菌；另外，革兰阴性细菌脂多糖是良好的旁路途径激活物，这在机体早期抗感染免疫中具有重要意义。
第3章补体系统
• MBL或FCN具有直接识别病原体表面的糖 基，通过活化MBL相关丝氨酸蛋白酶 （ MASP）激活C2，后续同经典激活途径的 级连反应。
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（二）MASP
MASP1 ---接近C1r，可酶解C2 MASP MASP2---与C1s高度同源，可高效酶解C4、C2 MASP3
• MASP与C1r、C1s，同属丝氨酸蛋白酶（SP） ，故 发挥的作用类似C1r、C1s。
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四、共同的末端通路（膜攻击阶段）
• MAC（membrane attact complex）的形成与效应机制 ⑴经典途径 C1- C4- C2 -C3 ⑵旁路途径 B- D-C3 ⑶ MBL途径 MBL-SP-C4-C2-C3
包括CR1CR5、C3aR、C4aR、C5aR、C1qR等
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补 体 受 体
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C3a/C4a受体和C5a受体（CD88）
分布：
肥大细胞、嗜碱性粒细胞、中性粒细胞、 Mo/M、内 皮细胞、平滑肌细胞、淋巴细胞
配体： C3a/C4a和C5a 主要生物学功能： 介导补体激活的炎症效应
共同末端通路
C5-6-7-8-9
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膜攻击复合物
membrane attack complex，MAC
C5
C4b2a3b
C5a + C5b C3bBb3b C6、C7、C8、C9
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C5b6789(MAC)
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补体
燕京医学院
第三节 补体活化的调节
燕京医学院
补体激活的调节
抑制C3转化酶： 抑制C3转化酶：C1抑制物 C3转化酶 C4bp、 C4bp、 H 、I 抑制裂解细胞：S蛋白、C8bp、 抑制裂解细胞： 蛋白、C8bp、 攻膜复合体抑制物
燕京医学院
C1抑制物（C1-INH） C1抑制物（C1-INH） 抑制物 作用方式： C1不可逆结合， C1失活。 作用方式：与C1不可逆结合，使C1失活。 不可逆结合 失活 效应：抑制经典途径。 效应：抑制经典途径。
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MBL途径 MBL途径
MBL-相关的丝氨酸蛋白酶（ MASPMASPMBL-相关的丝氨酸蛋白酶（ MASP-1、MASP-2 ）
C4a MBL
C3转化酶 C3转化酶
C3
+
病原体甘 露糖残基
C4
MASP-2 MASP-
C4b C4b2b C2b C2a C4b2b3b
MASP-1
C2
C1
C3a C3b
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2．补体调节蛋白 体液中： 因子、 C1抑制物 抑制物、 体液中：I因子、 C1抑制物、H 因子、C4结合蛋白等膜结合： 因子、C4结合蛋白等膜结合：促 结合蛋白等膜结合 衰变因子、膜辅因子蛋白。 衰变因子、膜辅因子蛋白。 3．补体受体：C3bR/C4bR、C3dR、 补体受体：C3bR/C4bR、C3dR、 C3a/C5aR。 C3a/C5aR。
燕京医学院
I） I因子（factor I） 因子（ 作用方式：裂解C3b、C4b。 作用方式：裂解C3b、C4b。 C3b 效应：抑制C3转化酶的形成。 效应：抑制C3转化酶的形成。 C3转化酶的形成
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S蛋白（S protein） 蛋白（ protein） 作用方式： C5b67结合。 作用方式：与C5b67结合。 结合 效应：抑制MAC形成。 效应：抑制MAC形成。 MAC形成
第三章 补体
受体的中性粒细胞和单核吞噬细胞向补体激活的炎症 区域游走和聚集，增强炎症反应。 C3a，C4a，C5a，具有过敏毒素作用，可使肥大细胞 引起血管扩张、通透性增强。
和嗜碱性粒细胞等脱颗粒，释放组胺等血管活性物质，
（五）免疫复合物的溶解
循环IC可激活补体，所产生的C3b与抗体 共价结合（Ag-Ab-C3b）, C3b与红细胞、表面 CRl的相互作用(免疫粘附) ，通过血流被转运至 肝脏、脾脏，被局部的吞噬细胞所清除。由于 红细胞血小板数量巨大，故成为清除IC的主要 参与者。此外，中性粒细胞、单核细胞、血小 板也具有此功能。
C7 C6
C 9
C5-activation
b
assembly and insertion of MAC into cell membrane
C6
CC C C C9 9 9 9C 9C C C9 9 9 9
C7
b
C4b2b3b 裂解C5
C5a
C5b,与C6、C7 结合形成复合 物C5b67
C5b67结合于 抗原表面，并 自动吸附C8， 形成C5b678
C4b2a is C3 convertase; it will lead to the generation of C5 convertase MASP
SP
MBL
病原体 甘露糖残基
SP C4 C4a+C4b MASP
C4b2a
MBL
C3
C2
C2b+C2a
C3b+C3a
C4b2a3b
补体三种激活途径全过程示意图
存在形式 酶原形式 片段形式 活化形式 灭活形式 表示方法 C3、C4、C2 B因子、D因子、P因子
C3a、C5a、C4b、C5b C4b2a、C4b2a3b iC3b、iC2a
和嗜碱性粒细胞等脱颗粒，释放组胺等血管活性物质，
（五）免疫复合物的溶解
循环IC可激活补体，所产生的C3b与抗体 共价结合（Ag-Ab-C3b）, C3b与红细胞、表面 CRl的相互作用(免疫粘附) ，通过血流被转运至 肝脏、脾脏，被局部的吞噬细胞所清除。由于 红细胞血小板数量巨大，故成为清除IC的主要 参与者。此外，中性粒细胞、单核细胞、血小 板也具有此功能。
C7 C6
C 9
C5-activation
b
assembly and insertion of MAC into cell membrane
C6
CC C C C9 9 9 9C 9C C C9 9 9 9
C7
b
C4b2b3b 裂解C5
C5a
C5b,与C6、C7 结合形成复合 物C5b67
C5b67结合于 抗原表面，并 自动吸附C8， 形成C5b678
C4b2a is C3 convertase; it will lead to the generation of C5 convertase MASP
SP
MBL
病原体 甘露糖残基
SP C4 C4a+C4b MASP
C4b2a
MBL
C3
C2
C2b+C2a
C3b+C3a
C4b2a3b
补体三种激活途径全过程示意图
存在形式 酶原形式 片段形式 活化形式 灭活形式 表示方法 C3、C4、C2 B因子、D因子、P因子
C3a、C5a、C4b、C5b C4b2a、C4b2a3b iC3b、iC2a
补体系统
• 旁路途径的激活物质是为补体激活提供保护性环 境和接触表面的成分，如某些细菌、内毒素、酵 母多糖、葡聚糖、真菌以及异种哺乳动物细胞等。
三、MBL激活途径
• 又称凝集素激活途径，指由血浆中甘露聚 糖结合的凝集素直接识别多种病原微生物 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
• 补体成分均为球蛋白，大多是β球蛋白，少 数为α或γ球蛋白。
• 人类胚胎发育早期即可合成补体，出生后 3-6个月达到成人水平
• 补体的性质极不稳定，对热特别敏感， 56℃，30分钟即被灭活。室温下也很快失 去活性
第二节 补体系统的激活
• 补体成分常以非活化形式存在，在某些物质的参 与下或在特定的固相表面，补体成分依次被激活。 (故君子事来而心始现，事去而心随空)
• 补体受体 包括多种补体片段的受体，如CR1-CR5、C3aR、
C5aR等
二、补体系统的命名
• 参与补体经典激活途径的固有成分，按其被发现的 先后分别命名为C1（q,r,s）、C2、….C9；补体系 统的其他成分以英文大写表示，如B因子、D因子、 P因子、H因子、MBL等；
• 补体调节蛋白多以其功能命名，如C1抑制物、C4结 合蛋白、衰变加速因子等；
Factor H removes Bb from the alternative pathway C3 convertase breaking the positive feedback loop.
Factor I inactivates C3b and C4b.
C1 inhibitor (C1INH) binds to sites on activated C1r and C1s shutting down their proteolytic activity.
三、MBL激活途径
• 又称凝集素激活途径，指由血浆中甘露聚 糖结合的凝集素直接识别多种病原微生物 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
• 补体成分均为球蛋白，大多是β球蛋白，少 数为α或γ球蛋白。
• 人类胚胎发育早期即可合成补体，出生后 3-6个月达到成人水平
• 补体的性质极不稳定，对热特别敏感， 56℃，30分钟即被灭活。室温下也很快失 去活性
第二节 补体系统的激活
• 补体成分常以非活化形式存在，在某些物质的参 与下或在特定的固相表面，补体成分依次被激活。 (故君子事来而心始现，事去而心随空)
• 补体受体 包括多种补体片段的受体，如CR1-CR5、C3aR、
C5aR等
二、补体系统的命名
• 参与补体经典激活途径的固有成分，按其被发现的 先后分别命名为C1（q,r,s）、C2、….C9；补体系 统的其他成分以英文大写表示，如B因子、D因子、 P因子、H因子、MBL等；
• 补体调节蛋白多以其功能命名，如C1抑制物、C4结 合蛋白、衰变加速因子等；
Factor H removes Bb from the alternative pathway C3 convertase breaking the positive feedback loop.
Factor I inactivates C3b and C4b.
C1 inhibitor (C1INH) binds to sites on activated C1r and C1s shutting down their proteolytic activity.
第三章 补体系统(Complement system)
（二）旁路途径（alternative pathway）
又称替代激活途径，其不依赖于抗体，而由微生物或 外源异物直接激活C3。在B因子、D因子和备解素参与 下，形成C3 转化酶和C5转化酶，启动级联酶促反应 过程。在微生物进化的种系发生上，旁路途径是最早 出现的补体活化途径，是抵御微生物感染的非特异性 防线。
（八） C9分子
C9是形成膜攻击复合体(MAC)的最后一个分子, 为一单 链糖蛋白,分子量79kDa。 C端37kDa由疏水性氨基酸组成C9b, N端34kDa由亲水性 氨基酸组成称C9a。因此，C9以其羧基部分嵌入细胞膜 的脂质双层中。 而N端则为与C5b～8相结合的功能区。 12～16个C9分子聚合形成的多聚体C9, 可形成内径 10nm、壁厚2nm的中空穿膜孔道嵌入膜内
（三）命名
固有成分，按其被发现的先后分别命名为C1(q、 r、s)、C2、……C9；其他成分以英文大写字 母表示，如B因子、D因子、P因子、H因子、 MBL等； 补体调节蛋白多以其功能命名，如C1抑制物、 C4结合蛋白、衰变加速因子等； 补体活化后的裂解片段，以该成分的符号后面 附加小写英文字母表示，如C3a、C3b等； 活化的补体在其符号上划一横线表示，灭活的 补体片段，在其符号前加英文字母i表示，如 iC3b。
1、C1q
C1q为各种补体分子中分子量最大(410kDa)的 球蛋白。其分子结构较特殊和复杂,由6个亚单 位组成，每个亚单位由A、B、C三种不同类型 的肽链所组成。
2、C1r和C1s
C1r和C1s均为单一多肽链分子,又都是丝氨酸 蛋白酶(原)。C1r和C1s多肽链均由接近700个 氨基酸所组成。电镜下观察表明，C1r和C1s的 分子构型极为相似，均呈一端大一端稍小的哑 铃状分子。 目前C1r和C1s的cDNA克隆均已成功，并进行了 全部序列分析。编码C1r的基因定位于人的第 12号染色体短臂,与编码C1s的基因相连。
补体系统(WY)
C1qrs
裂 解
裂解
Mg2+
裂解
C5
裂解
C5b
C5b~9(攻膜复合物)
C5a
C6 C7 C8 C9
补体旁路激活途径
裂解
C3裂解
不稳定
稳定
C5
裂解
C5b
C5b~9(攻膜复合物)
C5a
C6 C7 C8 C9
三、补体的生物学作用
补体系统的功能可分为两大方面：补体在细胞表 面激活并形成MAC介导溶细胞效应；补体激活过程中 产生不同的蛋白水解片段，从而介导各种生物学效 应。 1、溶解或杀伤细胞； 2、调理作用和免疫粘连作用； 3、过敏毒素引起炎症反应及趋化作用； 4、清除免疫复合物； 5、免疫调节作用。
1、溶解或杀伤细胞
补体被激活后，在细胞表面形成攻膜复合体 (MAC)，并镶嵌到细胞膜内，使细胞膜被穿孔，
导致细胞内容物向外渗漏，而细胞外的水分大量
涌入细胞内，最终细胞发生溶解。
2、调理作用和免疫粘连作用
C3b、C4b和灭活的C3b都是重要的调理素。
以C3b为例：
机体内存在很多靶细胞，有的靶细胞结合了C3b，
是由存在于人和脊椎动物血清及组织液中的一组
经活化后具有酶样活性的蛋白质，包括30余种组分，
故称为补体系统。
(二) 补体系统的组成 1. 补体系统组成：按功能分三组：
（1） 固有成分：C1(C1q，C1r，C1s)－C9、 B、 D、 P因子、MBL、丝 氨酸蛋白酶。
（2） 调节分子： a. 可溶性调节因子； b. 膜结合性调节分子。 （3） 受体成分：C1qR，CR1，CR2， CR3，C3aR，C5aR等。
C1s裂解后产生的小片段:具有酶活性
医学免疫学-03补体系统
血 清 浓 度 （ g/m l）
80 50 50 600 20 1300
1 210
1
70 65 55 55 60
200 250 480 35 20
Classical
MBP
启动 （C3转化酶）
Terminal Pathway
扩增 （C3、C5转化酶）
效应 （MACs等）
Alternative
调控
替代途径 D因子 B因子
凝集素途径 MBP
终端成分 C5 C6 C7 C8 C9
调节因子 C1-INH C4-bp H I P
表 3-1 血 清 补 体 成 分 分 子 量 （ kDa）
460 83 83 200 102 185
24 90
30 x 3
204 120 120 160 70
105 550 150 88 4 x 56
补体抑制因子
CD55
NH2
CL
CD46
NH2
CL
CL
CL
CL
CL
CL
CL
GPI锚固
胞膜 胞浆区
经 典途径的调节
IgM/IgG 的复合物
C1q : r : s
C1-INH
C1q
Ca++
Ca++
C1r : s
C4
C4b + C2
Mg++ C4b2b
C4BP + I C4c +C4d
C4a
C2a
C2b
4
COOH
补体的其它 生物学功能
补体系统的效应
MBP途径
经典途径 调理作用
C3
C3b
医学免疫学课件：补体系统
医学免疫学课件：补 体系统
2023-11-12
目 录
• 补体系统概述 • 补体系统的调节机制 • 补体系统与疾病的关系 • 补体系统的研究方法 • 展望与结论
01
补体系统概述
定义与作用
补体系统
是一类经由固有免疫应答产生的、可被抗原-抗体复合物或其他机制激活的、 在补体调节蛋白的调控下产生生物学效应的蛋白质水解系统。
单基因遗传病分析
研究单基因遗传病与补体 系统基因变异的关系。
群体遗传学分析
研究群体中补体系统基因 频率和疾病易感性的关系 。
补体功能异常的检测与诊断
疾病诊断
通过检测补体系统相关指标， 辅助诊断相关疾病。
药物疗效监测
监测药物治疗前后补体系统相关指体补体系统遗传背景与疾病 发生风险的关系，为个体化预防和 治疗提供参考。
03
补体系统与疾病的关系
补体系统与感染性疾病
补体系统激活与病毒入侵
补体系统在病毒感染过程中发挥重要作用，病毒表面蛋白与补体 分子结合，激活补体级联反应，产生炎症反应和组织损伤。
细菌感染与补体调节
细菌感染时，补体系统被激活，通过产生补体激活产物和炎症介质 ，参与抵御感染。
寄生虫感染与补体激活
寄生虫感染可诱导补体激活，产生炎症反应和组织损伤，有助于清 除寄生虫感染。
补体系统与自身免疫性疾病
1 2 3
自身抗体与补体激活
自身抗体可与自身抗原结合，激活补体系统，导 致组织损伤和炎症反应，引发自身免疫性疾病。
系统性红斑狼疮与补体异常
系统性红斑狼疮患者体内存在多种自身抗体，可 激活补体系统，导致组织损伤和炎症反应，引起 系统性红斑狼疮的发病。
类风湿关节炎与补体异常
类风湿关节炎患者体内存在类风湿因子等自身抗 体，可激活补体系统，产生炎症反应和关节损伤 。
2023-11-12
目 录
• 补体系统概述 • 补体系统的调节机制 • 补体系统与疾病的关系 • 补体系统的研究方法 • 展望与结论
01
补体系统概述
定义与作用
补体系统
是一类经由固有免疫应答产生的、可被抗原-抗体复合物或其他机制激活的、 在补体调节蛋白的调控下产生生物学效应的蛋白质水解系统。
单基因遗传病分析
研究单基因遗传病与补体 系统基因变异的关系。
群体遗传学分析
研究群体中补体系统基因 频率和疾病易感性的关系 。
补体功能异常的检测与诊断
疾病诊断
通过检测补体系统相关指标， 辅助诊断相关疾病。
药物疗效监测
监测药物治疗前后补体系统相关指体补体系统遗传背景与疾病 发生风险的关系，为个体化预防和 治疗提供参考。
03
补体系统与疾病的关系
补体系统与感染性疾病
补体系统激活与病毒入侵
补体系统在病毒感染过程中发挥重要作用，病毒表面蛋白与补体 分子结合，激活补体级联反应，产生炎症反应和组织损伤。
细菌感染与补体调节
细菌感染时，补体系统被激活，通过产生补体激活产物和炎症介质 ，参与抵御感染。
寄生虫感染与补体激活
寄生虫感染可诱导补体激活，产生炎症反应和组织损伤，有助于清 除寄生虫感染。
补体系统与自身免疫性疾病
1 2 3
自身抗体与补体激活
自身抗体可与自身抗原结合，激活补体系统，导 致组织损伤和炎症反应，引发自身免疫性疾病。
系统性红斑狼疮与补体异常
系统性红斑狼疮患者体内存在多种自身抗体，可 激活补体系统，导致组织损伤和炎症反应，引起 系统性红斑狼疮的发病。
类风湿关节炎与补体异常
类风湿关节炎患者体内存在类风湿因子等自身抗 体，可激活补体系统，产生炎症反应和关节损伤 。
补体系统
C3bBbP
C3b
C3bnBb
形成攻膜复合物
第三节 补 体 激 活 的 调 控
一、自身调控 二、调节因子的作用 C1 INH、C4bp、H因子 、 I 因子 、 过敏毒素灭活因子 、 S 蛋 INH、 bp 、 因子、 因子、过敏毒素灭活因子、 白 CR1、MCP、DAF、HRF、MIRL CR1 MCP、DAF、HRF、
二、补体活性片段介导的生物学效应 1. 调理作用
病原菌
C3b
CR1
吞噬细胞
2. 引起炎症反应 C3a、C4a、 C3a、C4a、C5a 过敏毒素 C5a趋化作用 C5a趋化作用
3. 清除免疫复合物 C3b免疫粘附 C3b免疫粘附
4. 免疫调节作用： 免疫调节作用： 捕捉、固定抗原 捕捉、 促细胞增殖分化 调节免疫细胞效应功能
四、补体系统的理化性状： 补体系统的理化性状：
补体各成分均为糖蛋白，多数为β球蛋白。 补体各成分均为糖蛋白，多数为β球蛋白。 分子量25kDa（ 因子） 400kDa（ 分子量25kDa（D因子）～400kDa（C1q）。 血清中含量相对稳定，在某些病理情况下可有波动。 血清中含量相对稳定，在某些病理情况下可有波动。 各成分中以C 含量最高。 各成分中以C3含量最高。 补体成分性质极不稳定，56℃加热30min即可灭活 补体成分性质极不稳定，56℃加热30min即可灭活
补体激活的MBL途径 二、补体激活的MBL途径
MBL ＋ ＋丝氨酸蛋白酶 病原体 甘露糖残基 MASP + C4b2b C4 C4a ＋ C4b
C2
C2a ＋ C2b
三、补体激活的旁路途径
C3bBb
B因子 D因子 因子 因子
备解素（ ） 备解素（P） C3
补体系统PPT课件
低补体血症：①消耗增多：急性肾小球肾炎、 红斑狼疮活动期、类风湿关节炎；②合成不足： 严重肝病、营养不良；③大量丢失：肾病综合 征等④遗传缺陷。
32
C3含量最高
26
补体激活的双重作用
保护作用：溶解细菌和病毒的抗感染； 免疫病理损伤：溶解细胞，介导炎症。
27
补体的调节
在生理情况下，补体激活受到复杂而 严密的调控，以防止补体成分过度消 耗或对自身组织造成损伤。
机体对补体的调节主要通过补体成分 的自身衰变和补体调节蛋白来实现。
28
5
补体的概念
补体（complement，C）是存在于人 与脊椎动物血清及细胞膜表面的一组 经活化后具有酶活性的蛋白质。
补体由30多种可溶性蛋白和膜蛋白组成， 亦称为补体系统。主要由肝细胞合成。
6
第一节 概 述
一、补体系统的组成 二、补体系统的命名 三、补体的理化性质
7
一、补体系统的组成
补体有三条激活途径：经典途径、旁路途径、 MBL途径。
补体可独立或辅助抗体发挥溶菌溶细胞、调理 作用、清除免疫复合物、介导炎症反应、免疫 调节等生物学作用。
补体既可对机体产生保护作用，也可引起免疫 病理损伤。
31
知识拓展——临床检测
血清总补体活性（CH50）测定
高补体血症：急性炎症、急性组织损伤、某些 恶性肿瘤及妊娠。
图4-5 补体旁路激活途径示意图
21
（三）激活顺序
C3 → C5 ~ C9
MAC：膜攻击复合物 （C5b6789n）
22
三、甘露聚糖结合凝集素途径 —— MBL途径
（一）激活物
病原微生物表面的甘露糖等
23
（二）参与成分
32
C3含量最高
26
补体激活的双重作用
保护作用：溶解细菌和病毒的抗感染； 免疫病理损伤：溶解细胞，介导炎症。
27
补体的调节
在生理情况下，补体激活受到复杂而 严密的调控，以防止补体成分过度消 耗或对自身组织造成损伤。
机体对补体的调节主要通过补体成分 的自身衰变和补体调节蛋白来实现。
28
5
补体的概念
补体（complement，C）是存在于人 与脊椎动物血清及细胞膜表面的一组 经活化后具有酶活性的蛋白质。
补体由30多种可溶性蛋白和膜蛋白组成， 亦称为补体系统。主要由肝细胞合成。
6
第一节 概 述
一、补体系统的组成 二、补体系统的命名 三、补体的理化性质
7
一、补体系统的组成
补体有三条激活途径：经典途径、旁路途径、 MBL途径。
补体可独立或辅助抗体发挥溶菌溶细胞、调理 作用、清除免疫复合物、介导炎症反应、免疫 调节等生物学作用。
补体既可对机体产生保护作用，也可引起免疫 病理损伤。
31
知识拓展——临床检测
血清总补体活性（CH50）测定
高补体血症：急性炎症、急性组织损伤、某些 恶性肿瘤及妊娠。
图4-5 补体旁路激活途径示意图
21
（三）激活顺序
C3 → C5 ~ C9
MAC：膜攻击复合物 （C5b6789n）
22
三、甘露聚糖结合凝集素途径 —— MBL途径
（一）激活物
病原微生物表面的甘露糖等
23
（二）参与成分
第三章 补体
二、补体活化片段介导的生物学作用
1.调理作用 2.免疫复合物清除作用 3.清除凋亡细胞 4.炎症介质作用 5.免疫调节作用
1. 调理作用
血清中调理素与细菌或其他颗粒性抗原物质结合， 血清中调理素与细菌或其他颗粒性抗原物质结合， 可促进吞噬细胞的吞噬作用， 调理作用。 可促进吞噬细胞的吞噬作用，称调理作用。 • • 调理素：C3b、C4b、 调理素：C3b、C4b、iC3b 调理素与中性粒细胞或巨噬细胞表面相应的受 体结合，促进吞噬作用。 体结合，促进吞噬作用。
补体系统
第一节 概述
Discoverer of Complement
Jules Bodet (1870-1961), (18701894 发现绵羊抗霍乱血清能够溶 解霍乱弧菌，加热56 56° 解霍乱弧菌，加热56°C 30 min 阻止其活性； 阻止其活性；加入新鲜非免疫血清 可恢复其活性。 可恢复其活性。 Ehrlich 在同时独立发现了类似现 将其命名为补体 补体Complement 象，将其命名为补体Complement Complement存在于血清中的一组蛋 Complement存在于血清中的一组蛋 白质，活化后具有酶活性， 白质，活化后具有酶活性，辅助抗 体发挥溶细胞作用。 体发挥溶细胞作用。
• 补体成分的存在有助于减少免疫复合物生成， 补体成分的存在有助于减少免疫复合物生成，并使 已形成的免疫复合物解离或溶解， 已形成的免疫复合物解离或溶解，从而发挥自我稳 定作用，避免免疫复合物过度生成或沉积所致的组 定作用， 织损伤。 织损伤。 机制：补体通过与免疫球蛋白的共价结合，可在空 机制：补体通过与免疫球蛋白的共价结合， 间上干扰Fc的相互作用， Fc的相互作用 间上干扰Fc的相互作用，从而抑制免疫复合物形成 或使已形成的免疫复合物解离；循环的免疫复合物 或使已形成的免疫复合物解离； 激活补体，再借助C3b与表达CR的红细胞结合， C3b与表达CR的红细胞结合 激活补体，再借助C3b与表达CR的红细胞结合，并 通过血流运送到肝而被清除。 通过血流运送到肝而被清除。
《补体系统教学》课件
补体系统与其他系统的相互作用
补体系统与免疫系统的相互作用
补体系统是先天免疫系统的重要组成部分，与适应性免疫系统之间存在密切的相 互作用。例如，补体成分可以调节T细胞和B细胞的功能。
补体系统与神经系统的相互作用
近年来研究发现，补体系统在神经系统中也发挥了重要作用。例如，补体成分可 以影响神经细胞的生长、突起和突触传递等。
补体系统与其他疾病
补体系统与肾脏疾病
肾脏是补体系统的主要靶器官之一，补体系统的异常激活与 多种肾脏疾病的发生和发展密切相关。例如，膜增生性肾小 球肾炎、狼疮性肾炎等肾脏疾病的发生和发展与补体系统的 异常激活密切相关。
补体系统与神经系统疾病
研究发现，补体系统的异常激活与神经系统疾病的发生和发 展密切相关。例如，阿尔茨海默病、帕金森病等神经系统疾 病的发生和发展与补体系统的异常激活密切相关。
补体系统与细菌性感染
补体系统能够识别和清除细菌，通过产生抗菌肽 等方式杀灭细菌，从而在抵抗细菌性感染中发挥 关键作用。
补体系统与病毒性感染
补体系统能够识别和清除病毒，通过产生抗病毒 肽等方式杀灭病毒，从而在抵抗病毒性感染中发 挥作用。
补体系统与自身免疫性疾病
01
补体系统与自身免疫性疾病的关系
补体系统在自身免疫性疾病中发挥重要作用，它能够通过多种机制调节
旁路途径
凝集素途径
由病原微生物表面的甘露糖等与凝集 素结合，进而活化C3并参与攻膜复合 物的形成。
由微生物脂多糖等激活B因子和D因子 ，参与C3转化酶和攻膜复合物的形成 。
02
补体系统与疾病的关系
补体系统与感染性疾病
1 2 3
补体系统在感染性疾病中的作用
补体系统是免疫系统的重要组成部分，它能够通 过多种途径参与对病原体的识别和清除，从而在 抵抗感染中发挥重要作用。
第03章：补体系统
C4 ---→ C4a + C4b ↑ ↓
2. 活化阶段：C1s作用于后续成分, 至形成C3转化酶和C5转化酶。
C1s
↓ C2 --→
--→ C4b2b(C3转化酶)→ C4b2b3b(C5转化酶) ↓ ↑ ↑ C2b + C2a C3 -----→ C3b + C3a
• 3.膜攻击阶段 * C5转化酶 →裂解C5
C5
C5b + C6 C7 C8 C9
识别阶段 活化阶段
攻膜阶段
C56789——MAC
补体激活的经典途径
（二）MBL（mannan-binding lectin）途径
•
该途径与经典途径的过程基本类似，但激活物质 （MBL）不同； MASP与活化的 C1q具有同样生物学活性，可水解 C4和 C2分子，继而形成 C3转化酶，其后的反应过 程与经典途径相同。
→系列的连接反应
→形成C5b-C9膜攻击复合物
（membrane attack complex，MAC）
→损伤靶细胞膜→细胞崩解 C4b2b3b C5a + C5b C5 、
C6、C7、C8、C9 C5b6789(MAC)
免疫复合物 C1 C1
C2
C2b
C4b2b
C4 C4b C3 C3b C4b2b3b
膜攻击阶段
胞浆
（a)
(b)
(c)
(d)
三、补体活化的调控
(一) 补体的自身调控
补体激活过程中产生的某些中间产物极不 稳定，成为级联反应的重要自限因素。
(二) 补体调节因子的作用
1．C1抑制物（C1 inhibitor, C1INH） 与活化的C1q、C1r结合成稳定的复合物，灭活 C1r、C1s。
补体系统
结合活化的C1rC1s，使其失去正常酶解底物C4 和 C2的功能
C1IHN缺陷引起血管神经性水肿
粘膜急性水肿
C4BP的抑制作用（C4 Binding Protein)
结合C4b，抑制C4b与C2的结合，防止C3转化酶的组装。促进I因子对 C4b的蛋白水解为C4c和C4d
DAF的抑制作用
结合Ｃ３ｂ和Ｃ４ｂ，I因子的辅助因子
• 两条补体活化途径的C5转化酶均可裂解C5， 姑两条途径有共同的末端效应 • （一）参与构成MAC的成分及其组装 • MHC由C5b~9构成
Components of the lytic pathway
C7 C6
C 9
Lytic pathway C5-activation
b C4b
ic complex
MBL 激活途径 替代激活途径
病原体
细菌脂多糖、凝聚 的 IgG4、IgA 等
MBL、MASP、 C3,C5~C9, B 因子， D 因子，P 因子等 C2-C9
C4b2b
C3bBb C3bBb3b
参与特异性体液免 非特异性免疫， 参 与 非 特 异 性 免 疫的效应阶段 疫，在感染早期即 感染早期 可发挥作用
二、调理作用
三、引起炎症反应
四、清除免疫复合物
五、免疫调节
• 参与捕获Ag，使易被APC摄取 • 参与免疫细胞活化增殖分化 • 参与免疫应答的效应阶段 ADCC
六、补体与其他酶系统的互相作用
互相影响 补体 互相调节
凝血 纤溶
激肽系统
73
第六节 补体系统与疾病
• 一、补体固有成分的遗传性缺失 • 二、补体调节蛋白的缺失 • 三、补体受体缺失
四、补体受体4 (CR4、P150/95、CD11c/CD18) 1.配体 iC3b和C3dg 2.生物学功能 增强Fc受体介导的吞噬作用 五、C3a/C4a受体和C5a受体 1.配体 C3a/C4a和C5a 2.生物学功能 介导补体激活的炎症效应
C1IHN缺陷引起血管神经性水肿
粘膜急性水肿
C4BP的抑制作用（C4 Binding Protein)
结合C4b，抑制C4b与C2的结合，防止C3转化酶的组装。促进I因子对 C4b的蛋白水解为C4c和C4d
DAF的抑制作用
结合Ｃ３ｂ和Ｃ４ｂ，I因子的辅助因子
• 两条补体活化途径的C5转化酶均可裂解C5， 姑两条途径有共同的末端效应 • （一）参与构成MAC的成分及其组装 • MHC由C5b~9构成
Components of the lytic pathway
C7 C6
C 9
Lytic pathway C5-activation
b C4b
ic complex
MBL 激活途径 替代激活途径
病原体
细菌脂多糖、凝聚 的 IgG4、IgA 等
MBL、MASP、 C3,C5~C9, B 因子， D 因子，P 因子等 C2-C9
C4b2b
C3bBb C3bBb3b
参与特异性体液免 非特异性免疫， 参 与 非 特 异 性 免 疫的效应阶段 疫，在感染早期即 感染早期 可发挥作用
二、调理作用
三、引起炎症反应
四、清除免疫复合物
五、免疫调节
• 参与捕获Ag，使易被APC摄取 • 参与免疫细胞活化增殖分化 • 参与免疫应答的效应阶段 ADCC
六、补体与其他酶系统的互相作用
互相影响 补体 互相调节
凝血 纤溶
激肽系统
73
第六节 补体系统与疾病
• 一、补体固有成分的遗传性缺失 • 二、补体调节蛋白的缺失 • 三、补体受体缺失
四、补体受体4 (CR4、P150/95、CD11c/CD18) 1.配体 iC3b和C3dg 2.生物学功能 增强Fc受体介导的吞噬作用 五、C3a/C4a受体和C5a受体 1.配体 C3a/C4a和C5a 2.生物学功能 介导补体激活的炎症效应
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C1分子
➢ C1是经典激活途径中的起始成分。它是由1个分子的C1q 和2个分子的C1r及2个分子的Cls借Ca2+ 连接而成的大分 子复合物。分子量约为750kDa。其中C1q为具有识别作 用的亚单位，C1r和C1s为具有催化作用的亚单位。 ①C1q
➢ C1q为各种补体分子中分子量最大（410kDa）的γ球蛋 白。其分子结构较特殊和复杂，由A、B、C三种不同类 型的肽链所组成。其中A、B、C链各6条，共18条。
第一节 补体系统的组成和理化性质
一、补体系统的组成
补体系统是由三组球蛋白大分子组成
第一组分：是由9种补体成分组成，分别命名为C1、C2、C3、 C4、C5、C6、C7、C8、C9。其中C1是由三个亚单位组成， 命名为Clq、Clr、Cls，因此第一组分是由11种球蛋白大分子 组成。
第二组分：发现一些新的血清因子参予补体活化，但它们不是 经过抗原抗体复合物的活化途径。而是通过旁路活化途径。这 此些因子包括B因子、D因P因子，它们构成补体的第二组分。
C2分子
➢ C2的序号似是补体的第2个成分，但在经典激活途 径的激活顺序上却在C4以后被活化。C2分子的一级 结构已全部搞清楚，它是由723个氨基酸残基组成的 单肽链糖蛋白，分子量约110kDa。当C2与已固定 于细胞膜固相上的C4b结合为复合物时，C1s丝氨 酸蛋白酶可从C2肽链的精氨酸和赖氨酸（223-234 ）间，将C2裂解为两个片段，即C2a和C2b。
补体系统的命名
①参与经典激活途径的固有成分
“C”，如C1（q、r、s），C2，┄C9
②补体系统的其他成分
“大写字母+因子”，如B因子、D因子等
③补体调节蛋白
功能命名，如C1抑制物、C4结合蛋白等
④补体受体
以其结合对象命名，如C1qR、C5aR
⑤补体活化的裂解片段
小写字母表示，如 C3a、C3b
⑥具有酶活性的成分或复合物
❖ 2. 理化特性
糖蛋白，多为β球蛋白 由肝细胞、巨噬细胞
小肠上皮细胞及脾细胞等产生 C3含量最高，D因子含量最低 性质极不稳定，易失活
(56℃、30分钟使多数补体失活)
D因子是启动替代途径激活的重要成分，为由222个氨基酸残基组 成的单链丝氨酸蛋白酶，分子量仅25kDa（道尔顿）。D因子在血 清中的浓度很低（1-2μg/ml），主要以活化形式而存在。
➢ C1q同1个分子的IgM结合即可被活化，但至少需同两个 IgG分子结合才能被活化，而且两个IgG分子在细胞膜上 的距离不得少于700nm。
பைடு நூலகம்
②Clr和Cls
➢ Clr和Cls均为单一多肽链分子，又都是丝氨酸蛋白酶。 Clr和Cls多肽链均由接近700个氨基酸所组成。位于C末 端的约250个氨基酸为丝氨酸蛋白酶区，与胰蛋白酶和 糜蛋白酶同源。同大多数补体蛋白一样，它们都是镶嵌 （mosaic）蛋白，即由不同氨基酸组成的固定基序组 合而成，并且很可能代表独立的折叠功能区或结构功能 域（module）
丝氨酸蛋白酶是一个 蛋白酶家族，它们的 作用是断裂大分子蛋 白质中的肽键，使之 成为小分子蛋白质。 在哺乳类动物里面， 丝氨酸蛋白酶扮演着 很重要的角色，特别 是在消化，凝血和补 体系统方面。
胰分泌的酶里面有三 种是丝氨酸蛋白酶：
糜蛋白酶、胰蛋白酶 、弹性蛋白酶
C4分子
➢ C4是经典激活途径中第二个被活化的补体成分，分子量约为 210kDa，由α（90kDa）、β（78kDa）及γ（33kDa）三条 肽链借二硫键连接组成C4的分子结构较为特殊，其α链中含有 一个在半胱氨酸和谷氨酸残基形成的内硫酯键。C4可能与免 疫识别及维持免疫自稳功能也有关。分为：小片段C4a（ 8.6kDa）大的片段C4b
➢ 半胱氨酸：一种生物体内常见的氨基酸，可由体内的
蛋氨酸（甲硫氨酸，人体必需氨基酸）转化而来。半
胱氨酸是一种还原剂,半胱氨酸通过改变蛋白质分子之
间和蛋白质分子内部的二硫键,减弱了蛋白质的结构，
这样蛋白质就伸展开来。
谷氨酸：是一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基，化 学名称为α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊1856年发现 的，为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶 液，等电点3.22。大量存在于谷类蛋白质中，动物脑 中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程 中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重 要化学反应。味精中含少量谷氨酸·
➢ C5是形成膜攻击复合体（MAC）的第1个补体分子。C5 由以二硫键相连接的α、β链组成，分子量190kDa，其 中α链为115kDa，β链为75kDa。C5与C3和C4的结构相 类似，但没有链内硫酯键。靠近N端的第74-75位精氨酸 —亮氨酸键为C5转化酶作用的部位。
C3分子
➢ C3处于两条激活途径的汇合点，在补体系统活化过程中 起着枢纽作用，并为替代途径激活的关键分子。C3的α 、β两条肽链组成，之间以二硫键相连结，分子量为 195kDa，其中α链为115kDa，β链为75kDa。其在血清 中的含量高于其它补体分子，约为0.55-1.2mg/ml。
C5分子
加一横线表示，如 C1，C3bBb
⑦已失活的补体成分
符号前冠以“i”表示，如 iC3b
补体系统两条激活途径中，涉及到14个补体蛋白 （C1-9，及B、D、P因子）的参与。 由于分子 遗传学和分子克隆技术的应用，已阐明许多补体 分子的结构、功能、生物合成及遗传特征，从而 大促进了人们对补体系统激活过程机理的认识和 对各个补体分子功能的深入了解。
第三组分：其后又发现多种参与控制补体活化的抑制因子或灭 活因子，如CI抑制物、I因子、H因子、C4结合蛋白、过敏毒素 灭活因子等。这些因子可控制补体分子的活化，对维持补体在 体内的平衡起调节作用，它们构成了补体的第三组分。
C1抑制物（C1INH）是血清中高度糖基 化的一种蛋白质，含糖量高达35-49%。 最初由Ranoff和lepow(1957)所发现，称 其为C1酯酶抑制剂。
第三章 补体系统
补体的发现
1894年, Bordet 实验：
新鲜的 山羊抗霍乱血清 溶解霍乱弧菌
Jules Bordet (1870-1961)
1919 Nobel Prize
概念
补体（complement ，C）是存在于人 或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
补体系统 是由30余种可溶性蛋白质和膜 结合蛋白组成的多分子系统