05第五章 补体系统

第五章 补体系统

目的要求：

1． 掌握补体的概念、基本组成及命名，补体的生物学作用。

2． 熟悉补体的三条激活途径，攻膜复合体（MAC ）的组成。

3． 了解补体激活的调节机制，补体与疾病的关系。

教学时数：2学时

第一节 概述

补体（complement ，C ）是存在于人或脊椎动物血清与组织液中的一组具有酶活性的蛋白质。因其是抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件，故被称为补体。又因其是由近40种可溶性蛋白质和膜结合蛋白组成的多分子系统，故称为补体系统。

一、补体系统的组成和命名

（一）组成

1. 补体系统的固有成分

经典激活途径的组分：C1q 、C1r 、C1s 、C4、C2。

替代激活途径的组分：B 因子、D 因子、备解素（P 因子）。

甘露聚糖结合凝集素激活途径的组分：MBL 、MBL 相关丝氨酸（MASP ）。

共同末端通路（膜攻击复合物）的组分：C3、C5~C9。

2. 补体调节蛋白 包括可溶性的或以膜结合形式存在的因子。C1抑制物、I 因子、H 因子、C4结合蛋白、S 蛋白、Sp40/40、羧肽酶N 、H 因子样蛋白（FHL ）、H 因子相关蛋白（FHR ）及DAF 、MCP 、CD59等。

3. 补体的受体分子 分布于多种细胞膜上，能介导补体活性片段或调节蛋白发挥生物学效应。CR1~CR5、C3aR 、C4aR 、C5aR 、C1qR 、C3eR 、H 因子受体（HR ）等。

（二）命名

1. 参与经典激活途径的固有成分（包括膜攻击复合物组分） 以“C ”表示，按发现的先后顺序分别称为“C1，C2，- C9”，其中C1由C1q 、C1r 和C1s 3个亚单位组成。

2. 替代激活途径的固有成分 以因子命名，用大写英文字母表示，如B 因子、D 因子、P 因子等。

3. 补体调节蛋白 根据其功能命名，如C1q 抑制物、C4结合蛋白等。

4. 补体受体 则以其结合对象来命名，如C1qR 、C5aR ，各种C3片段的受体则用CR1、CR2、┄CR4表示。

5. 补体活化的裂解片段 一般在该成分的符号后加小写字母表示，如C3a 、C3b ，即小片段用a ，大片段用b 。

具有酶活性的成分或复合物在其符号上加一横线表示，如bBb C 3，已失活的补体成分则

在其符号前冠以“i ”表示，如iC3b 。

二、补体成分的生物合成及理化特性

1. 化学组成均为糖蛋白，多数为β球蛋白，少数几种为α或γ球蛋白。

2. 补体各成分中以C3含量最高，D因子含量最低。

3. 补体系统各固有成分均分别由肝细胞、巨噬细胞、小肠上皮细胞及脾细胞等产生。

4. 某些补体成分性质极不稳定，许多理化因素等均可使补体失活。对热敏感，56℃ 30分钟可灭活。

第二节补体激活

在生理情况下，补体系统各成分多以非活化状态存在于血清和体液中。

补体系统的激活是在某些激活物质的作用下，各补体成分按一定顺序，以连锁的酶促反应方式依次活化，并表现出各种生物学活性的过程，故亦称为补体级联（complement cascade）反应。

补体系统的激活按其起始顺序的不同，可分为3条途径。

一、经典激活途径（classical pathway传统途径、第一途径）

1. 主要激活物质

特异性抗体（IgG或IgM）与抗原结合形成的免疫复合物，（immune complex，IC），其中Ig激活补体能力的强弱依次为IgM>IgG3>IgG1>IgG2，IgG4无激活经典途径的能力。每个C1 须同时与两个以上 Ig 分子的 Fc 段结合。

2. 参与的固有成分依次为C1、C4、C2和C3，其中C1通常以C1q(C1r)2(C1s)2 复合大分

子形式存在。

3. 激活过程

（1）C1(C1q)与IC中Ig补体结合位点结合→C1脂酶形成。

IC

C1q────→C1q→C1r→C1s(具有脂酶活性)

（2）C1s作用于后续成分,至形成C3转化酶和C5转化酶。

C4 → C4a + C4b

↑ ↓

C1s → C4b2a(C3转化酶)→→C4b2a3b(C5转化酶)

↓ ↑ ↓ ↑

C2 ─→ C2b + C2a C3 ───→ C3b + C3a

二、旁路激活途径（alternative pathway替代途径、第二途径）

该途径越过了C1、C4、C2，直接激活C3。

1. 主要激活物质

细菌细胞壁成分即脂多糖、肽聚糖、磷壁酸、酵母多糖等，凝聚的IgA和IgG4、眼镜蛇毒素等。为补体激活提供接触面（保护面，保护中间产物不被调节因子灭活）。

2. 参与的固有成分 C3，B、D、P、H、I等因子

3. 激活过程

①激活物使替代途径从准备阶段过渡到正式激活阶段

激活物的存在为C3b或C3Bb提供了不易被I因子、H因子灭活的保护性微环境，促使补体的进一步活化。

②过程

C3 H、I因子

↓ B,Mg2+ D P ↓(灭活)

C3b ──→ C3bB ──→ C3bBb ──→ C3bBb3b

↑灭活 (C3转化酶)↑ (C5转化酶)

I因子↓│

C3 ──→ C3b + C3a

C3b既是C3转化酶的组成成分，又是C3转化酶的作用产物，由此形成了替代途径的正反馈放大环路，称为C3b正反馈环或称C3b正反馈途径。

两个重要特点： 1.识别自己（终止级联反应）与非己（级联反应攻膜）

2.放大机制（C3bBb催化产生更多C3b）

3.参与早期非特异抗感染

三、MBL途径（mannan binding lectin pathway甘露糖结合凝集素,MBL途径）

该激活途径与经典途径的激活过程相似，但不依赖抗体、抗原抗体复合物（免疫复合物）的形成和C1q的参加。

1. 主要激活物细菌等微生物表面甘露糖残基，激活过程始于甘露糖残基与MBL结合。

2. 参与的固有成分 C4、C2、C3

MBL是一种由肝细胞产生的钙依赖性糖结合蛋白，属于凝集素家族，可与甘露糖残基结合。正常血清中MBL水平极低，在急性期反应时，其水平明显升高，可迅速诱导补体活化发生效应。

3. 激活过程

* MBL分子结构类似于C1q分子，直接识别并结合细菌表面甘露糖残基，进而依次活MBL 相关的丝氨酸蛋白酶-1（MBL-associated serine protease，MASP-1）、MASP -2；

* MASP与活化的C1s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，其后过程与经典途径相同。MASP-1 直接裂解 C3 生成 C3b，形成旁路途径 C3 转化酶C3bBb。

四、补体活化的共同终末效应

上述三途径均产生C5转化酶，启动补体系统的终末成分（C5、C6、C7、C8、C9）的活化，并形成具有溶细胞效应的膜攻击复合物（membrane attack complex ，MAC），导致靶细胞的溶解。

C5a游离于液相，具有过敏毒素和趋化作用；C5b67三分子复合物通过C7上的疏水键插入靶细胞膜脂质双层结构中，且复合物中的C7与C8具有高亲和力，C8结合到此复合物后，通过其γ链插入靶细胞中，使该复合物稳定地粘附在靶细胞表面。