第四章 补体系统

C6 C7 C8 C9
旁路途径
三种途径的比较
经典途径
激活物质 Ag-Ab复合物 参与的 C1~C9 补体部分 激活蛋白酶 C1s 所需离子 Ca2+, Mg2+ C3转化酶 C5转化酶 作用
参与特异性体液 免疫的应答阶段 参与非特异性免疫 感染早期发挥作用 参与非特异性免疫在 感染早期发挥作用
MBL途径
C1的分子结构
C3分子的结构、裂解片段和功能
• C3 是 由 一 条 120 kDa 的 α 链 和 一 条 70 kDa 的 链共价组成的异二聚 体型 球蛋白双链分 子。 在C3转化酶作用下裂解 出 的 小 片 段 C3a 释 放 至 液相成为过敏毒素 大 片 段 C3b 与 细 胞 膜 表 面的C3转化酶稳定结合 成C5转化酶。 C3b也可以N端直接结合 免疫复合物，C端同CRI 结合，介导调理和免疫 粘附作用。
第四章 补体系统
complement system
内容



概述 补体的激活 补体活化的调节 补体的生物学作用 补体受体 补体系统与疾病
第一节
1.定义(IS)：
概述
由近40种可溶性蛋白和膜结合蛋白组成，可被激活物激活、 产生生物活性片段，具有抗感染、免疫调节、免疫病理作 用的生物分子体系。
1.激活剂 MBL(mannan-binding lectin)
MBL 2.MBL复合物 MASP-1（MBL-associated serine protease-1） MASP-2
关于：急性期蛋白（APP）
急性期蛋白（acute phase proteins） 是一组异质的血浆蛋白； 在对抗微生物感染，减少因感染、创伤、恶性肿 瘤和某些疾病引起的组织损伤上起重要作用。
1. CR1（CD35）
1.CR1：是C3b或C3b/C4b的受体。 2.分布于：NP、Mo、MΦ；RBC；B细胞。 3.配体：C3b、C4b 4.生物学功能： 1)抑制补体激活，协助I因子裂解C3b和C4b 2)调理作用 3)促进免疫复合物清除 4)免疫调节
图.CR1的清 除免疫复合 物效应
2.CR2 (CD21)，单链

激肽样作用：C2a 过敏毒素样作用：C3a、C5a 趋化作用：C3a、C5a、C567
1、溶菌作用
2、调理作用
3.免疫黏附与清除免疫复合物
C4bC2b3b
趋化作用
第五节 补体受体


补体受体（CR）：表达于细胞表面能与某些补体成分/ 补体片段特异性结合的糖蛋白， —CR1、CR2、CR3、CR4、CR5。 CR1（CD35）： 与C3b/C4b结合，调理吞噬 促进免疫复合物的清除 抑制补体激活 CR2（CD21）： 与C3d结合 免疫调节作用：B细胞增殖、分化、记忆；抗体产生。 EB病毒的受体
1、识别阶段
—C1结合Ag-Ab复合物，并被活化



C1结合的抗体：IgM的CH3区、IgG1-3 的CH2区; 一个C1分子：需同时结合２个以上Ig 的Fc段结合；与1个IgM分子。 游离或可溶性抗体：不能通过经典途 径激活补体.
2、活化阶段
—C3、C5转化酶的形成

C1
C4、C2 C4b2b（C3转化酶） C3 C4b2b3b （C5转化酶 ）
B因子及功能


参与旁路途径中的重要分子，对激活物表面的C3b 有较高的亲和力； 在Mg2+存在下可形成C3bB复合物，可被活化D因子酶 解成另一种C3转化酶。
C3b
C3b B
C3b
B
C3b Bb
C3转化酶
B
D因子
第二节 补体系统的激活
主要特点：
大多数血清补体成分以酶前体的形式存在。 补体的激活过程是一系列扩大的连锁反应。 三条途径： 经典途径：Ag-Ab 复合物——C1q启动； C１～C9激活的途径； MBL途径：由MBL——细菌，激活ＭＢＬ途径 （Ｃ３～Ｃ９） 旁路途径：由病原微生物等提供接触表面，从 C3开始激活的途径（Ｃ３～Ｃ９）。
急性期蛋白的功能
——促补体系统活化和免疫调理作用 1.CRP与膜磷脂（微生物表面）结合 粘附 于吞噬细胞 促吞噬(调理作用)； 2.MBP与甘露糖苷(微生物表面)结合 粘附 于吞噬细胞 促吞噬(调理作用)； 3.CRP 活化补体旁路系统 C3b 结合 于微生物 C3b受体(吞噬细胞表面) 促 吞噬(调理作用)
3.理化特征：



本质为糖蛋白，以酶前体的形式存在。 性质极不稳定，易灭活（56C,30min)。 C1分子量最大，血清中C3含量最高， D因子含量最低。 豚鼠血清中补体含量最高。

4.几种重要补体固有成分的 结构和功能
C1 C3 C9

(1) C1分子的结构和功能
N端
C1q C1r
C1s
C端
C1由 一个C1q、两个C1r 和两个C1s分子的共同组成 C1q(C1r-C1s)2
C1分子的结构
•
C1q分子由6个花蕾状亚单位 组成。C端球状结构是与Ig结 合部位. • C1r起连接C1q和C1s的作用 • C1s分子是酶原，可被C1r激 活成具有酯酶活性的C1s. 活化的C1(C1s)作用于C4和C2， 引起酶促连锁反应。



三、低补体血症 ①补体成分的大量消耗：可发生在血清病、 链球菌感染后肾小球肾炎、系统性红斑狼 疮、自身免疫性溶血性贫血、类风湿性关 节炎及同种异体移植排斥反应等。 ②补体的大量丢失，多见于外伤、手术和 大失血的病人。补体成分随血清蛋白的扩 大量丧失而丢失，发生低补体血症。 ③补体合成不足：主要见于肝病人，例如 肝硬化、慢性活动性肝炎和急性肝炎的重 症病例。
急性期蛋白的产生和种类 1.产生 病原微生物 巨噬细胞、中性粒细胞
炎性细胞因子（TNFa，IL- 1，IL-6） 肝脏 急性期蛋白。
2.种类
(1)C-反应蛋白（C-reactive protein, CRP） (2)甘露糖结合蛋白（mannose-binding protein, MBP） (3)血清淀粉样蛋白（serum amyloid A, SAA） (4)补体成分：C2. C3. C4. C5. C9等等。
MBP,CRP C2~C9
旁路途径
LPS, 凝集素,抗体 C3,C5~C9,B因子, D因子, P因子 D因子 Mg2+ C3bBb C3bBb3b
MASP Ca2+ , Mg2+
C4b2b C4b2b3b
C4b2b C4b2b3b
第三节 补体活化的调节
（一）自身衰变的调节 C4b、C3b、C5b 、C3转化酶、C5转化酶很易衰变 失活. （二）调节因子的作用 1、防止或限制补体在液相中自发激活的抑制剂： C1抑制物、C4结合蛋白、H因子、I因子. 2、抑制或增强补体对底物正常作用的调节剂. 3、保护机体组织细胞免遭补体破坏作用的抑制剂.

7.大面积烧伤可大量损失补体

8.红细胞表面的C3b受体(CR1)在免疫 黏附和清除免疫复合物中起关键作用
疑难解析

为何旁路途径和MBL途径在感染早期就 可发挥作用，而经典途径需抗体产生后 才能发挥作用？

这需从三条途径的激活物质来分析。旁路途径的主要 激活物质是G-菌细胞壁成分—脂多糖(LPS)，当细菌进 入机体，细菌即快速繁殖，同时快速死亡，因此在感 染早期就有大量LPS，旁路途径便可启动；MBL是感染 早期机体急性期反应的产物，MBL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相关的 丝氨酸蛋白酶(MASP)，后者即可作用于C4、C2，并激 活后续补体成分，因此，上述两条途径都在感染早期、 抗体产生以前发挥效应。而经典途径的激活物质是抗 原抗体复合物(IC)，必需在抗体产生以后，才能形成IC， 启动经典途径，因此，在感染中后期才能显示效应。
--C3d受体（结合C3、C3dg、EBV）
1)配体：iC3b和C3dg 2)主要分布: 成熟B、DC；某些Mo、K、T也表达少量CR2。 3)生物学功能： 1)调节B细胞增殖、分化、记忆和抗体的产生. 2)结合免疫复合物，促进吞噬作用. (CR2缺陷小鼠B细胞数量减少)。 3)是EB病毒受体，介导EBV感染。
•
•
•
C3的分子结构及其功能
C3b
C3a
C3d
•补体结合至 靶细胞
C3c
•或免疫复合 物上
C3转化酶
I因子
C3bR
C9分子

C9为单链结构, N端以亲水性氨基酸为主，C端均以疏 水性氨基酸为主。 被活化后形成管状结构的多聚体，由10个以上的单体 分子组成，可通过其疏水性的C末端插入细胞膜,导致 细胞溶解。
（攻膜复合体）
攻膜复合体（membrane attack complex, MAC)

Βιβλιοθήκη Baidu
在补体活化过程中形成的、具有溶细胞 效应的复合物---由C5b、C6、C7、C8、 C9组成，即C56789。
二、旁路途径(或替代途径）
1.激活物质: 细菌内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝集素的 IgA和IgG4等. 2.激活顺序：C3、C5-9 3.激活过程： C3b和C3转化酶的形成; C5转化酶的形成;补体激活的放大
2.补体由三部分组成：


经典途径：C1～C9. 旁路激活途径的成分:P、D、B因子； MBL途径：甘露聚糖结合凝集素激活途径,丝氨酸蛋白酶 共用成分：C3、C5～C9。 参与调节的成分（C1抑制物、I因子、H因子、C4结合蛋白 等）。 补体受体：CR1～5、C3aR、C2aR、C4aR、C4、C2）。
一、经典激活途径
（一）激活物质； Ag-Ab（IgG1、IgG2、 IgG3、IgM）； （二）激活顺序： C1q、C1r、C1s、C4、C2、C3、C5-9； （三）激活过程： （） 1.识别阶段：C1识别Ag-Ab复合物中抗体的 补体结合位点； 2.活化阶段： C3 、C5转化酶形成； 3.膜攻击阶段：形成攻膜复合体。
第四节 补体的生物学作用
两个方面： 1.溶细胞效应----补体在靶细胞表面激活，形 成MAC，介导溶细胞效应; 2.裂解片段的多种生物学效应----补体激活过 程中产生不同的蛋白水解片段，介导各种生 物学效应。
补体的生物学作用
1. 溶解靶细胞—非特异的、特异的;可单独、也可协同
抗体 发挥作用 (经典途径;MBL途径;替代途径) 2.调理作用：C3b、C4b(对外源性细胞性抗原,抗感染) 3.免疫粘附：C3b、C4b(对内源性抗原,免疫自稳) 4.中和及溶解病毒(Virus+C1/C2; V+Ab+CS)． 5.炎性介质作用:
判断题

1.血清补体成分是抗原刺激机体产生的

2.补体性质很不稳定，多种理化因子及 微生物污染均可使其灭活

3.血清各补体成分中以C3含量最高，且 结构最为复杂

4.补体激活从起始到末端的全过程都是 酶的级联反应

5.补体激活的三条途径所产生的C3b均 能形成C3b正反馈环路

6.革兰氏阴性菌感染机体后，最先激活 的是补体经典途径


3、攻膜阶段—形成攻膜复合体
(MACs,membrane attack complexes)

C1 C4、C2———C4b2b （C3转化酶）
C4a/C2a


C3———C4b2b3b（ C5转化酶 ） C3a C5 ———— C5b C5a C6 C7 C8 C9 —— C56789
第六节 补体系统与疾病

一、补体系统的先天性缺陷



遗传性血管神经性水肿（C1INH缺陷)使C2a、 C3a和C5a产生增多,(尤其C2a)可使毛细血管 通透性增强，引起皮肤和粘膜水肿。 二、高补体血症 急性感染引起的炎症、恶性肿瘤等疾病的患 者甲状腺炎、糖尿病和阻塞性黄疸等疾病亦 可使补体总量升高。

旁路途径可以识别自己与非己. 旁路途径是补体系统重要的放大机制.



正常状态 C3 C3b
I因子
替代途径
B，Mg2+ Ba
C3bB
C3bBb
H、I因子 灭活
灭活

激活状态
激活物质
攻膜复合体

C3
C3bBb3b
C5转化酶
C3b
C3bB
B，Mg2+
Ba
C3bBb
C3转化酶
C3b
三、MBL（甘露糖结合凝集素）激活 途径
21aa 60aa
21aa 60aa
148aa
三条补体激活途径的比较
经典途径
C1qrs C1qrs
C4+C2 C4b2b3b
C4b2b
MBL途径
MBL 病原体 甘露醇残基 MASP-1
MASP-2
MBL：MASP-1：MASP-2
C3
B因子 C3 C3b C3bBb3b D因子
C3b
C3bBb