第十九章补体检测及应用

甘 露 聚 糖 结 合 凝 集 素 （ mannan binding tectin，MBL） 途 径 ， 简 称 MBL途径：MBL结合至细菌而启动激 活的途径，此途径不依赖于抗原抗体 复合物的形成，在感染的早期就能发 挥免疫防御效应，为急性期蛋白途径。
1、补体激活的经典途径

主要激活物：IgG3、 IgG1 、IgG2和IgM 类抗体与相应抗原形成的免疫复合物。 此外还发现有许多因子可以激活此途径， 如细菌脂多糖、dsDNA、C-反应蛋白和 心肌线粒体等。


具有酶活性的成分或复合物在其字符上画一 横线表示，如 C3bBb 等； 灭活的补体片段在其字符前加英文字母i表示， 如失活的C3b称为iC3b;
补体调节蛋白多以其功能命名：C1抑制物、 C4结合蛋白等。


4、补体的性质

补体大多为糖蛋白，其中C1q分子量最大， D因子最小；

血清蛋白电泳中，补体大多位于β球蛋白区， 少数位于γ 或α球蛋白区，如C1q、C8等为γ 球蛋白，C1s、C9为α球蛋白。

正常血清中补体含量相对稳定，补体 蛋白约占总蛋白量的10%左右，补体 各组分含量相差较大，其中C3含量 最高，达1-2mg/ml，Df最低。 补体的性质不稳定，较其他蛋白质对 理化因素更为敏感，加热、紫外线照 射、机械振荡、酸碱和酒精等因素均 可破坏补体。


在0～10 ℃补体活性保持3-4天， -20 ℃以下冷冻 或真空干燥可使其活性保持较长时间，标本保 存应臵于-20 ℃以下。 补体灭活：加热56℃30min可使血清中绝大部分 补体失去活性，故补体活性检测应尽快进行。 补体代谢主要在血液和肝脏中进行，代谢率快， 每天约更新一半。 各种属动物间血中补体含量不同，豚鼠血清中 含量丰富，故实验室多采用豚鼠血清作为补体 来源。
（一）CH50测定法的实验原理

补体最主要的活性是溶细胞作用。特异性抗 体与红细胞结合后可激活补体，导致红细胞 表面形成跨膜小孔，使胞外水分渗入，引起 红细胞肿胀而发生溶血。
3、补体系统的命名原则

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则以因子命名，用英文 大写字母表示：如B因子、D因子、P因子； 补体活化后的裂解片段以该成分的符号后加 小写英文字母表示，通常a为小片段，b为大 片段，但C2a为大片段，C2b为小片段;



补体 成分
分子量
电泳 区带
血清含量参考值 （μg/ml）
补体 成分
分子量
电泳 区带
血清含量参考值 （μg/ml）
C1q C1r C1s C2
390 95 85 117
γ2 β α β1
70 35 35 20~30
C9 B D P
C1INH
79Βιβλιοθήκη Baidu95 25 220
α β α γ2
240 210~240 2 25
免疫调节作用 C3可参与捕捉并固定抗原，通过与抗原提呈细 胞上的CR1及CR2受体结合，使抗原易被APC处 理和提呈 作用于多种免疫细胞，调节细胞的增殖分化： C3b与B细胞表面CR1结合，促进B细胞增殖分 化 参与调节多种免疫细胞效应功能：NK结合C3b 增强ADCC作用

第二节 补体总活性测定
经典途径
2、补体激活的替代途径

替代途径的激活剂：某些细菌、革兰氏阴 性菌的内毒素、细菌的脂多糖、肽聚糖、 葡聚糖、酵母多糖、凝聚的IgG4和IgA聚 合物等。


激活过程：C3是启动替代途径并参与其 后级联反应的关键分子。 经典途径产生或自发产生的C3b与B因子 结合，血清D因子的作用，形成C3转化 酶（ C3bBb ）， 不稳定，与血 清 P 因 子 结 合 则 形 成 稳 定 的 C3 转 化 酶 （ C3bBbP ）； C3转化酶水解C3，形 成C5转化酶（ C3bnBb 或 C3bnBbP ）；

2、补体系统的组成

补体并非单一成分，是由30余种活性成分 组成的补体系统，是体内最复杂的一个限 制性蛋白酶解系统（limited proteolysis system）。 按其生物学功能分为三类：

1、补体系统的固有成分：指存在于体液中参与 补体激活过程的补体成分。 经典激活途径： C1q、C1r、C1s、C4、C2； 甘露聚糖结合凝集素激活途径：MBL、丝 氨酸蛋酶； 旁路激活途径：B因子、P因子、D因子； 共同末端通路：C3、C5、C6、C7、C8、C9。

炎症介质作用 过敏毒素作用：C5a、C3a、C4a与细胞表面的 相应受体结合，能使肥大细胞、嗜碱性粒细胞 脱颗粒 激肽样作用：C2a、C4a可引起炎性渗出和水肿 趋化作用：C5a、C3aS可使N定向移动

清除免疫复合物作用 抑制IC的形成：空间位阻效应 促进IC的清除：C3b介导免疫粘附
C3
C4 C5 C6
190
180 190 128
β1
β2 β2 β2
1300
430~600 75 60
150
1100 93 159
α
180
250
C4bp I因子 H因子
β β
50 400~480
C7
C8
120
163
β2
γ1
55
200
S因子
88
α
500
二、补体的活化途径

生理情况下，血清中大多数补体蛋白以酶原形式存 在于体液中，一旦被活化物质激活，补体各组分便 产生连锁酶促反应即级联（cascade）反应，表现出 相应的生物活性。

补体总活性测定是对激活后补体最终效 应的检测方法，可借此反映补体的整体 功能。 补体总活性测定方法是以红细胞的溶解 为指示，以50%溶血为判断终点，称为 CH50。


补体活化途径不同，应用不同的激活物 可活化不同的补体途径：

基于经典途径的CP-CH50（临床常规项目： CH50） 应用于C3旁路检测的AP-CH50（尚未列入 检验常规） MBL途径活性测定的可靠方法暂未建立

始动环节：C1q与IC中抗体分子的补体 结合位点相结合。IgG分子必须要两个 或以上，而IgM一个分子 即可激活C1q。

激活过程：补体C1-C9共11种成分全部参与的 活化途径。经典途径的活化过程可分为识别、 活化和膜攻击三个阶段。 识别阶段：C1q识别免疫复合物至C1酯酶 形成（小片段C1s）。 活化阶段：活化的C1s依次裂解C4和C2， 形成具有酶活性的C3转化酶（ C 4b 2b ） 和C5转化酶（C 4b2b3b ）的过程。
调节蛋白的调节：
补体激活启动阶段的调节； 对单一补体蛋白转化酶的调节； 对MAC形成的调节； 某些细胞表面存在的补体受体分子也参与补体 活化的调节。


C1抑制物（C1INH）：以共价结合C1r、C1s，防止 C1的自发激活，亦可使C1酯酶失去裂解C4和C2的能 力。 C4结合蛋白（C4bp）： 竞争性抑制C4b与C2的结合，阻止C3转化酶的形 成； 促进 C 4b 2b 分解，从中臵换出C2b使C3转化酶 失活； 辅助I因子裂解游离的C4b。


H因子： 竞争性抑制B因子与C3b的结合，阻止C3转 化酶的形成 促进I因子灭活C3b I因子：在C4bp和H因子的协同作用下可使C4b 和C3b裂解。 S蛋白：与C5b67结合，阻止其插入细胞脂膜而 抑制MAC形成。



同种限制因子（HRF）：与C8蛋白结合而干扰 C9和C8相结合，使自身细胞膜上不能形成MAC。 衰变加速因子（DAF）： 竞争性抑制B因子与C3b的结合，阻止C3转 化酶的形成； 促进 C 4b 2b 分解，从中臵换出C2b使C3转 化酶失活；
5、三种激活途径的示意图
6、
经典激活途径
激活物质 起始分子 参与补体成分 抗原抗体复合物 C1q C1、C4、C2、C3、C5C9
替代激活途径
肽聚糖、酵母多糖、脂多糖 C3
C3、C5-C9、B因子、D因子
MBL途径
MBL相关的丝氨酸蛋白酶
C2、C4 C2-C9、 MASP
所需离子
C3转化酶
Ca2+、Mg2+


自身衰变的调节:被激活后的补体蛋白往往 不稳定。
补体裂解片段C4b、C3B、C5b呈游离状态时会 迅速衰变,须与细胞膜结合才能产生补体的级联 反应; C3转化酶和C5转化酶亦极易衰变,从而限制后 续补体成分的酶 促激活反应; 与细胞膜结合的C5也可自行衰变,使MAC无法 大量形成。



补体的激活途径按起始顺序不同分为三 种： 经 典 途 径 （ classical complement pathway）：抗原抗体复合物结合C1q 启动激活的途径；是抗体介导的体液 免疫反应的主要效应形式；

替 代 途 径 （ alternative complement pathway）：病原微生物等提供结合 表面，不经C1、C4、C2的参与，在B 因子、D因子、P因子的参与下直接 从激活C3开始的途径，是在感染早期， 最先发挥作用的途径；经典途径的激 活可以导致替代途径的活化，反之则 不行。
C4b2b
Mg2+
C3bBb
Ca2+
C4b2b
C5转化酶
生物学作用
C4b2b3b 参与特异性免疫的 效应阶段,感染后期 发挥作用
C3bnBb 参与非特异性免疫的 效应阶段,感染早期 发挥作用
C4b2b3b 参与非特异性免疫的 效应阶段,感染早期 发挥作用
7、补体激活的调控

机体必须有严密的补体调控机制。正常生理情况下 补体激活是机体的一种保护性反应,失控的补体激 活反应可使大量补体无益消耗、产生剧烈的炎症反 应以及造成机体自身组织细胞的病理性损伤。 补体的调控方式：补体成分的自身衰变和各种补体 调节因子的作用。

三、补体的生物学功能

补体系统的生物学作用分为两大类： 补体在细胞膜表面激活并形成MAC，介导细胞溶解； 补体裂解片段介导的各种生物学效应。
补体系统的生物学功能： 补体介导的细胞溶解作用


调理吞噬和免疫粘附作用：是机体抗感染的主要 防御机制。 补体的调理吞噬：补体裂解片段C3b、C4b、 iC3b等可与细菌、病毒等颗粒性物质结合，促 进吞噬细胞对其吞噬； 免疫粘附作用：C3b与病毒或IC等结合后，可 介导后者与具有C3b受体的人RBC、PLT等结合， 从而有利于吞噬细胞捕获和清除。
2、补体调节蛋白：指参与调控补体活化的抑制 因子或灭活因子，多以其功能命名。 C1抑制物（C1 inhibitor，C1INH）、 C4结合蛋白（C4BP）、I因子、H因子、S蛋白 和膜协同因子蛋白（membrane cofactor protein，MCP）。 3、补体受体（complement receptor，CR）：指 介导补体活性片段或调节蛋白生物学效应的各 种受体，以其结合对象来命名，如C1rR 、 C5aR/C3aR、C1qR，对C3片段的受体则用CR1CR5表示，调节蛋白的受体。
激活特点：MBL途径开始于急性期蛋白与病原体的结合， 而不是抗原抗体复合物形成。

6、三种激活途径的比较 4、共同末端效应

C5转化酶裂解C5是补体级 联反应中最后一个酶促步骤。 若补体激活发生在脂质双层 上，则形成MAC； 若补体激活发生在没有靶细 胞的血清中则有关补体成分 可同S蛋白形成亲水的无溶 细胞活性的SC5b～7、 SC5b～8及SC5b～9。
第十九章 补体检测及应用
第一节
一、补体的性质
概
述
1、补体的概念与来源

补体（complement，C）又称补体系统，是 一组存在于人和脊椎动物血清与组织液中具 有酶样活性、不耐热和功能上连续反应的糖 蛋白，包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白, 是抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件。
体内多种组织细胞均能合成补体成分，其中 肝细胞和巨噬细胞是补体的主要产生细胞。

激活的特点： 可以识别自己与非己：C3b的中止与 激活 替代途径是补全权系统重要的放大机 制：替代途径C3转化酶对经典途径补 体的活化是一种放大机制。
3、MBL途径

激活物：病原微生物感染所诱导产生的急性期蛋白 ，如 MBL、CRP等。

激活过程：MBL与细菌的甘露糖残基结合；再与丝氨酸蛋 白 酶 结 合 ， 形 成 MBL 相 关 的 丝 氨 酸 蛋 白 酶 （ MASP-1 、 MASP-2），MASP具有与活化的C1q同样的生物学活性，可 水解C4和C2，形成C3转化酶；其后过程与经典途径相同。