医学免疫学- 补体系统
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《医学免疫学》第四章-补体系统PPT课件
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补体经典激活途径示意图
Ag+Ab AgAb复合物 C1qrs C1qrs
C4
C4b
C4b2 C4b2a C4b2a3b
C4a C2
C2b
C3
C3b
C3a
.
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二、旁路激活途径 （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。 2.参与的固有成分 C3，B、D、P、H、I等因子
.
15
3.激活过程 （1）生理情况下 C3b和C3转化酶的形成 （2）C5转化酶的形成 ①激活物 使替代途径从准备阶段过
渡到正式激活阶段，为C3b或C3Bb提供保 护性微环境
②过程
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（3）补体激活的放大
形成C3b正反馈环或称C3. b正反馈途径。
18.Βιβλιοθήκη 19三、MBL途径
（甘露糖结合凝集素 mannose-binding lectin，MBL）
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
.
8
第二节 补体系统的激活
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。
.
9
一、经典激活途径
（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
医学免疫学- 补体系统[优质ppt]
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2.活化阶段:
C3转化酶和C5转 化酶的形成
C4b2a C3转化酶
C4b2a3b C5转化酶
活化阶段 C4a
C4 C4b C1S
C2 C2a C2b
C3a C3 C3b
C4b2a
（C3转化酶）
C4b2a3b
（C5转化酶）
3、膜攻击阶段(共同末端效应） 攻膜复合体（MAC） 形成
C5a
C6 C7 C8 C9n(n=12-15)
3、补体受体(CR): CR1～CR5、C3aR、C2aR、 C4aR等。
三、补体系统的命名
1、固有成分： v按发现先后：C1(q、r、s)、C2-C9； v旁路成分（英文大写字母）：如B因子、 D因子、P因子、H因子；
2、调节蛋白（多以其功能命名）：
如C1抑制物、C4结合蛋白、促衰变因子等；
3、裂解片段： 如C3a、C3b 4、灭活片段：如iC3b
C5 C5b
C5b6789n
(MAC)
C4b2a3b
（C5转化酶）
细胞裂解
MAC的效应机制: 1、胞内渗透压降低，细胞溶解； 2、致死量钙离子被动向胞内弥散，细胞死亡。
二、补体活化的旁路途径
不经C1、C4、C2途径，而由C3、B因子、D 因子参与的激活过程。
（一）激活物及参与的成分
❖ 激活物：某些细菌、内毒素（LPS）、酵母多 糖、葡聚糖， 凝聚的 IgA、IgG4及其 他哺乳动物细胞。
四、补体的理化性质
⑴ 均为糖蛋白 ⑵ 占血清总蛋白5%-6% ⑶ 血清中含量相对稳定(有变化可示疾病)；
各组分含量不一(C3最高，D因子最低）； 分子量不一(C4bp最大， D因子最小)
⑷ 极不稳定：对温度（56ºC，30min失活）、 酸碱、Ca、Mg离子、震荡等敏感；
医学免疫学-补体系统
补体缺陷与疾病
遗传性缺陷
包括补体蛋白缺失、功能缺损等，常导致慢性感染或免疫性傍身疾病。
药物相关性缺陷
长期应用药物可影响补体系统正常功能，减弱免疫防御，如肾病综合征等疾病。
自身免疫性疾病
如补体相关性肾炎、SLE等。
补体系统与药物研发
1
补体调节剂
预防免疫相关性疾病，如人补体因子聚合酶等。
2
抑制补体系统剂
4 清除自体抗原和免疫复合物
清除自体抗原和免疫复合物，保护健康组 织。
补体系统的分类和构成
经典通路
由IgG或IgM等抗体激活， C1-C9一系列补体蛋白质经 过活化，溶解目标物。
替代通路
在没有抗体和其他免疫因子 的作用下，C3等多种补体蛋 白以无特异性方式活化，进 而引起溶解。
乐观管道
与抗体或其他免疫因子分子 交互配合，使其发挥最佳效 果。
医学免疫学-补体系统
补体系统是人体自身特有的重要免疫防御机制之一，对于预防和治疗感染和 免疫相关性疾病起到至关重要的作用。
补体系统的作用
1 溶菌反应
破坏微生物表面，促进微生物杀灭。
2 嗜中性粒细胞吞噬活化
推动局部炎症免疫反应的生成和发展。
3 调节免疫反应
参与免疫共刺激典途径
一般需要抗体介导。
2
替代途径
抗体无介导作用，蛋白质酶裂解活化C3等物质。
3
乐观途径
与抗体结合，通过多种方式激活补体蛋白质。
补体在免疫防御中的作用
微生物防御
溶解细菌、真菌、病毒和寄生 虫等微生物。
促进吞噬作用
与吞噬细胞合作，促进吞噬效 率，消灭异物。
调节免疫反应
调节炎性反应，平衡免疫反应。
医学免疫学――第四章 补体系统
医学免疫学――第四章补体系统第一节概述一、概念补体系统是由补体级联反应固有成分、补体调节蛋白、补体受体等30余种糖蛋白组成的，具有精密调控机制和自限性的酶解系统。
它是与免疫有关、具有酶活性、血清含量相对稳定的一组非特异性的免疫物质。
补体可被抗原―抗体复合物或其他途径激活，产生溶细胞、炎症反应以及促进巨噬细胞的吞噬等多种功能，是机体防御机能的重要组成成分。
二、补体系统的组成构成补体系统的各种成分按其生物学功能可以分为三类:1．补体的固有成分指存在于体液中、参与补体激活级联反应的补体成分，包括（1）经典激活途径的C1q、C1r、C1s、C4、C2；（2）甘露聚糖结合凝集素激活途径的MBL、丝氨酸蛋白酶；（3）旁路激活途径的B因子、D因子；（4）上述三条途径的共同末端通路的C3、C5、C6、C7、C8和C9。
2．以可溶性或膜结合形式存在的补体调节蛋白包括备解素、C1抑制物、I因子、C4结合蛋白、H因子、S蛋白、Sp40/40、促衰变因子、膜辅助因子蛋白、同种限制因子、膜反应溶解抑制因子等。
3．介导补体活性片段或调节蛋白生物效应的受体补体受体（CR）包括CR1～CR5、C3aR、C2aR、C4aR等。
体内多种组织细胞均能合成补体蛋白，其中肝细胞和巨噬细胞是补体的主要产生细胞。
三、命名由于补体系统组成和功能的复杂性，其命名较为复杂，一般有以下规律可循：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字母表示，如B因子、D因子、P因子、H因子；补体调节蛋白多以其功能命名，如C1抑制物、C4结合蛋白、促衰变因子等；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；具有酶活性的成分或复合物，在其符号上划一横线表示，如、；灭活的补体片段，在其符号前加英文字母i表示，如iC3b。
四、补体系统的特性1．补体蛋白多为糖蛋白，占血清蛋白总量的10%左右。
医学免疫学——补体系统
第二节 补体激活 补体级联(complement cascade)反应：
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活
化，并表现出各种生物学活性的过程。
经典激活途径
主要参与成分：C1、C4、C2、C3－C9 识别阶段、活化阶段、膜攻击阶段 激活物：抗原-抗体(IgM>IgG3>IgG1>IgG2)复合物、C 反应蛋白、LPS、髓鞘脂和某些病毒 蛋白. 激活条件： 抗体 Fc 段暴露出补体结合位点 C1q 分子必须有两个以上的球形亚蛋单位与抗体结合 关键酶： C1s C4b2a C4b2a3b C3 转化酶 C5 转化酶
第三节
补体系统的调节
控制补体活化的启动； 补体活性片段的发生自发性衰变； 血浆和细胞膜表面存在多种补体调节蛋白通过控制级联酶促反应过程中酶活性和 MAC 组装等关键步骤而发挥调节作用。
一、调控经典途径 C3 转化酶和 C5 转化酶 1、C1 抑制物 (C1 inhibitor, C1INH) 2.补体受体 1(complement receptor1,CR1) 广泛表达于红细胞及有核细胞表面，与 C4b 结合，阻断 C3 转化酶形成，也能促进 I 因子对 C4b 的灭活作用。 3.C4 结合蛋白(C4 binding protein,C4bp) 4.衰变加速因子( decay accelerating factor, DAF): 5.膜辅助蛋白(membrane cofactor protein, MCP): DAF（CD55）和 MCP(CD46) DAF 是经 GPI 锚固于胞膜表面的 75 kDa 糖蛋白，能够与 C3b 结合并且降解 C3/C5 转 化酶。 MCP 是一个分子量为 56-66 kDa 的共二聚体膜蛋白，与 DAF、CR1 和 CR2 等具有同源 性。能够与 C3b 和 C4b 结合并使之被 I 因子降解。 6. I 因子 二、调控旁路途径 C3 转化酶和 C5 转化酶 1、I 因子：可裂解 C3b； 2、H 因子：可直接作用于 C5 转化酶或间接辅 助 I 因子的作用； 3、CR1：可与 C3b 牢固结合； 4、MCP：可促进 I 因子裂解 C3b 的作用。 5、P 因子（备解素） ：与 C3bBb 结合，可稳定 C3bBb，加强 C3 转化酶裂解 C3 的作用； 三、针对攻膜复合物的调节作用 1、C8 结合蛋白（C8 binding protein,C8bp):膜蛋白 2、CD59（膜反应性溶解抑制物） ：可阻碍 C5b6 与 C7、C8 的结合 阻止 MAC 组装
医学免疫学5补体系统
I因子(裂解C3b)、
H因子、CR1、 MCP、
对旁路途径的正性调节作用： P因子
（三）膜攻击复合物形成的调节
抑制MAC的形成：
C8bp：同源限制因子（homologous restriction factor,HRF） ——抑制MAC组装和膜溶解 CD59：膜反应性溶解抑制物（MIRL）
-----阻碍C56与C7、C8结合
与CR1结合 部位
C3分子结构
表达RBC及有核 细胞，结合 C3b,C4b,iC3b
（2）活化阶段——C5转化酶形成
C4、C2 C4a、C2b
C1
C4b2a （C3转化酶） C3
C3a
（具有过敏毒素作用）
C4b2a3b （C5转化酶）
补体活化的经典途径
（3）攻膜阶段：
形成膜攻击复合物（membrane attack complex, MAC）
第五章 补体系统
补体概述 补体激活途径 补体激活的调控 补体的生物学意义 补体与疾病
第一章 补体的概述
• 概念 • 补体系统的组成和命名 • 补体的生物合成
概念
1. 补体（Complement，C）:
一组存在于血清、组织液和细胞膜表面的， 经活化后具有酶活性的蛋白，参与免疫防御、 免疫调节等作用，也称为补体系统。
膜反应溶解抑制因子（MIRL） 多数血细胞
C7,C8
第四节
补体的生物学意义
MAC: 介导细胞毒效应；
活性片段: 介导多种生物学效应。
1、补体介导的细胞毒作用
• 细菌＋相应抗体
C
细菌溶解（溶菌） 红细胞溶解（溶血）
• 红细胞＋相应抗体 C • 病毒
补体活性片段的生物学效应
H因子、CR1、 MCP、
对旁路途径的正性调节作用： P因子
（三）膜攻击复合物形成的调节
抑制MAC的形成：
C8bp：同源限制因子（homologous restriction factor,HRF） ——抑制MAC组装和膜溶解 CD59：膜反应性溶解抑制物（MIRL）
-----阻碍C56与C7、C8结合
与CR1结合 部位
C3分子结构
表达RBC及有核 细胞，结合 C3b,C4b,iC3b
（2）活化阶段——C5转化酶形成
C4、C2 C4a、C2b
C1
C4b2a （C3转化酶） C3
C3a
（具有过敏毒素作用）
C4b2a3b （C5转化酶）
补体活化的经典途径
（3）攻膜阶段：
形成膜攻击复合物（membrane attack complex, MAC）
第五章 补体系统
补体概述 补体激活途径 补体激活的调控 补体的生物学意义 补体与疾病
第一章 补体的概述
• 概念 • 补体系统的组成和命名 • 补体的生物合成
概念
1. 补体（Complement，C）:
一组存在于血清、组织液和细胞膜表面的， 经活化后具有酶活性的蛋白，参与免疫防御、 免疫调节等作用，也称为补体系统。
膜反应溶解抑制因子（MIRL） 多数血细胞
C7,C8
第四节
补体的生物学意义
MAC: 介导细胞毒效应；
活性片段: 介导多种生物学效应。
1、补体介导的细胞毒作用
• 细菌＋相应抗体
C
细菌溶解（溶菌） 红细胞溶解（溶血）
• 红细胞＋相应抗体 C • 病毒
补体活性片段的生物学效应
医学免疫学第五章补体系统
与其它酶系统 联系
病理生理学意 义
参与适应性免 疫
第五节 补体与疾病
01 补体的遗传性缺陷 02 补体与传染病 03 补体与其他炎症 04 补体与异种器官移植
DAF转基因猪（猪-狒狒心脏移植），阻断超急性排斥反应。
BACK
遗传性血管神经性水肿 Hereditary angioedema
阵发性夜间血红蛋白尿Paroxymal Nocturnal Hemoglobinuria （PNH）
病因：编码GPI的基因翻译后修饰缺 陷，使DAF/CD55和MIRL/CD59不 能锚定在细胞膜上。失去抑制作用。
机理：补体介导的溶血
3
2.5
Days with
paroxysms
2
per patient
per month 1.5
1
0.5
0 Before treatment
During 12 weeks treatment
第四节 补体的生物学意义
补体的生物学功能 调理作用
细胞毒作用：溶解细 菌等
免疫黏附
1. 炎症介质（图）
抗感染临床表现：慢性溶血来自贫血、全血细 胞减少、静脉血栓，晨尿中出现血红 蛋白。渐进性骨髓衰竭。平均寿命 10-15岁。
治疗： gene therapy? Somatic mutation ,多细胞受累 No!
C5的人源化单抗-Eculizumab Yes!
Treatment of PNH pathents with Eculizumab relieves hemoglobinuria. Hillmen, P., et al. New England Journal of Medicine 2004;350:6,552-559
医学免疫学—补体系统
• 细胞膜上形成孔道，胞内大分子外漏，胞外水内 流，细胞溶解。
二、MBL激活途径 • (一)激活物：MBL(甘露聚糖结合凝集素) • (二)激活过程：
• MBL-细菌甘露糖-丝氨酸蛋白酶→MASP→C4、 C2→C4b2b→C4b2b3b→C5b6789。
• 三、旁路激活途径 • (一)激活物：细菌脂多糖、酵母多糖等 • (二)激活途径： • 1.生理阶段(C3转化酶形成)： • 蛋白酶→C3→C3b＋B因子→C3bB • D因子→C3bB→C3bBb（C3转化酶），量少，
径；②参与MBL激活途径；③参与旁路激活途径 • 2.补体调节蛋白 • 参与补体激活的调节。 • 3.补体受体 • 存在细胞表面，和相应补体结合产生效应。
• (二)命名 • 用C（complement）命名的：C1～C9 • 用大写字母命名的：B因子，D因子。 • 按功能命名的：C1抑制因子，C3b灭活因子等。 • 片段：C3a、C3b • 有酶活性：上方加一横线(C1、C3bBb)表示。 • 灭活的：符号前面加i(iC3b)表示。
• 三、补体的性质 • 主要由肝细胞、巨噬细胞产生。 • 补体多数是β球蛋白，多为糖蛋白。 • 补体系统约占血清球蛋白的10％，C3含量最多。 • 补体性质不稳定，56℃30min失活，0～10℃条
件下活性只能保持3～4天。
第二节 补体的激活与调节
• 一、经典激活途径 • (一)激活物：Ag-Ab(IgG,IgM)复合物 • (二)激活过程(以RBC和溶血素结合为例) • 1.识别阶段 • Ag-Ab→Ab变构(T→Y)→CH2暴露→C1q首先
受抑制调节。
• 2.活化阶段(C5转化酶形成)：
• 脂多糖保护C3b和C3bBb(C3bBbp)，C3b量增 多，形成C3bnBb(C5转化酶)。
二、MBL激活途径 • (一)激活物：MBL(甘露聚糖结合凝集素) • (二)激活过程：
• MBL-细菌甘露糖-丝氨酸蛋白酶→MASP→C4、 C2→C4b2b→C4b2b3b→C5b6789。
• 三、旁路激活途径 • (一)激活物：细菌脂多糖、酵母多糖等 • (二)激活途径： • 1.生理阶段(C3转化酶形成)： • 蛋白酶→C3→C3b＋B因子→C3bB • D因子→C3bB→C3bBb（C3转化酶），量少，
径；②参与MBL激活途径；③参与旁路激活途径 • 2.补体调节蛋白 • 参与补体激活的调节。 • 3.补体受体 • 存在细胞表面，和相应补体结合产生效应。
• (二)命名 • 用C（complement）命名的：C1～C9 • 用大写字母命名的：B因子，D因子。 • 按功能命名的：C1抑制因子，C3b灭活因子等。 • 片段：C3a、C3b • 有酶活性：上方加一横线(C1、C3bBb)表示。 • 灭活的：符号前面加i(iC3b)表示。
• 三、补体的性质 • 主要由肝细胞、巨噬细胞产生。 • 补体多数是β球蛋白，多为糖蛋白。 • 补体系统约占血清球蛋白的10％，C3含量最多。 • 补体性质不稳定，56℃30min失活，0～10℃条
件下活性只能保持3～4天。
第二节 补体的激活与调节
• 一、经典激活途径 • (一)激活物：Ag-Ab(IgG,IgM)复合物 • (二)激活过程(以RBC和溶血素结合为例) • 1.识别阶段 • Ag-Ab→Ab变构(T→Y)→CH2暴露→C1q首先
受抑制调节。
• 2.活化阶段(C5转化酶形成)：
• 脂多糖保护C3b和C3bBb(C3bBbp)，C3b量增 多，形成C3bnBb(C5转化酶)。
医学免疫学补体系统
60年代后证实补体由多种成分组成 70年代发现补体的旁路激活途径 近年发现补体的MBL激活途径
补体（complement，C）的概念
是存在于血清、组织液、细胞膜表 面的一组具有精密调控机制的蛋白质反
应系统。活化后具有调理吞噬、介导炎 症、调节免疫应答、清除免疫复合物等功
能。包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋 白，故又被称为补体系统。
医学免疫学补体系统
第一节 补体概述
一、补体的发现（1894年，Bordet）
霍乱弧菌+新鲜免疫血清
细菌先凝集后溶解
霍乱弧菌+新鲜免疫血清 (56ºC,30min)
细菌只凝集 +新鲜普通血清
细菌又溶解
发现补体的溶菌现象后又发现其溶细胞现象， 提出早期补体概念，认为补体为单一组分，可 被抗原抗体形成的复合物激活，出现溶菌和溶 细胞现象（即经典激活途径）
C5 C5b
C5b6789n
(MAC)
C4b2a3b
（C5转化酶）
细胞裂解
MAC的效应机制: 1、胞内渗透压降低，细胞溶解； 2、致死量钙离子被动向胞内弥散，细胞死亡。
二、补体活化的旁路途径
不经C1、C4、C2途径，而由C3、B因子、D 因子参与的激活过程。
（一）激活物及参与的成分
❖ 激活物：某些细菌、内毒素（LPS）、酵母多 糖、葡聚糖， 凝聚的 IgA、IgG4及其 他哺乳动物细胞。
二、补体系统的组成
按生物学功能分三类:
1、补体固有成分: 参与补体激活的蛋白质
v经典激活途径：C1q、C1r、C1s、C4、C2； vMBL激活途径：MBL、丝氨酸蛋白酶； v旁路激活途径：B因子、D因子、 P因子； v共同末端通路：C3、C5-C9。
补体（complement，C）的概念
是存在于血清、组织液、细胞膜表 面的一组具有精密调控机制的蛋白质反
应系统。活化后具有调理吞噬、介导炎 症、调节免疫应答、清除免疫复合物等功
能。包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋 白，故又被称为补体系统。
医学免疫学补体系统
第一节 补体概述
一、补体的发现（1894年，Bordet）
霍乱弧菌+新鲜免疫血清
细菌先凝集后溶解
霍乱弧菌+新鲜免疫血清 (56ºC,30min)
细菌只凝集 +新鲜普通血清
细菌又溶解
发现补体的溶菌现象后又发现其溶细胞现象， 提出早期补体概念，认为补体为单一组分，可 被抗原抗体形成的复合物激活，出现溶菌和溶 细胞现象（即经典激活途径）
C5 C5b
C5b6789n
(MAC)
C4b2a3b
（C5转化酶）
细胞裂解
MAC的效应机制: 1、胞内渗透压降低，细胞溶解； 2、致死量钙离子被动向胞内弥散，细胞死亡。
二、补体活化的旁路途径
不经C1、C4、C2途径，而由C3、B因子、D 因子参与的激活过程。
（一）激活物及参与的成分
❖ 激活物：某些细菌、内毒素（LPS）、酵母多 糖、葡聚糖， 凝聚的 IgA、IgG4及其 他哺乳动物细胞。
二、补体系统的组成
按生物学功能分三类:
1、补体固有成分: 参与补体激活的蛋白质
v经典激活途径：C1q、C1r、C1s、C4、C2； vMBL激活途径：MBL、丝氨酸蛋白酶； v旁路激活途径：B因子、D因子、 P因子； v共同末端通路：C3、C5-C9。
(完整版)医学免疫学-补体系统
和C5~C9 Mg++
C4b2b
C3bBb(P)
C4b2b3b
C3bnBb(P)
在特异性体液免疫 参与非特异性免疫， 的效应阶段起作用 在感染早期起作用
起始物质
C1
C3
本章提要
补体系统包括30余种可溶性和膜蛋白，是体内重要 效应系统和效应放大系统；
补体各固有成分可分别经经典、旁路、MBL途径活 化，通过共同的末端途径，最终形成MAC参与特异 性和非特异性免疫；
Lysis of an E. coli by Complement
(二) 旁路（替代）激活途径
不经对C1、C4、C2的激活而由C3、B因 子参与的激活过程称为补体激活的旁路 （替代）途径(alternative pathway)， 也称备解素途径(properdin pathway)。
二. 补体系统的激活 三条途径：
➢ 经典途径（classical pathway） ➢ 旁路途径（alternative pathway） ➢ MBL途径（MBL pathway）
(一) 经典（传统）激活途径： 激活剂：Ag-Ab复合物( IgG、IgM ) 参与成分：C1~C9 激活过程（三个阶段）：
C3 C3
N C1r C1s
N
C1r、C1s分子结构
SS C
C1q SS
C
C1r
蛋白酶活性区
C1分子的结构和功能
C1分子的结构和功能
➢ C1q为18条肽链组成的胶原蛋白样分子，3条肽链 一组形成6个亚单位。 ➢ C1r，C1s均为单链血清蛋白酶。
在钙镁离子参与下，一分子C1q与2分子C1r和2分子 C1s形成复合物。
推测结论 1. 新鲜血清中存在一种帮助抗体溶解细菌的成份 2. 这种成份化学性质不稳定 3. 这种成份无抗原特)补体:补充帮助抗体发挥溶细胞作用.
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 。
医学免疫学-第五章 补体系统
C6
C7 C5b
CC9 C9
C 9
C 9C
9C 9
C 9
C 9
9
Discovery of Complemeቤተ መጻሕፍቲ ባይዱt
a. 细菌+新鲜免疫血清
+
b. 细菌+56oC加热新鲜免疫血清
c. 细菌 + 56oC加热免疫血清 +未免疫动
物新鲜血清
+
d. 细菌+未免疫动物新鲜血清
+ :溶菌
:未溶菌
Bordet
二、旁路途径（alternative pathway）
2、补体调节蛋白： C1INH、I因子、H因子、C4bp
3、补体受体： CR1-5、C3aR、C2aR、C4aR
1、补体成分的命名：
经典途径固有成分按发现先后分别命名为C1、C2……C9； 旁路途径成分以英文大写字母表示，如B、D因子； 补体调节蛋白以功能命名，如C1INH，C4bp。
2、补体片段的命名：
广泛参与机体抗微生物防御反应及免疫调节，也 可介导免疫病理的损伤性反应，是机体重要的生 物学效应系统和效应放大系统。
㈠ 补体系统的组成
按生物学功能分三类： 1、补体固有成分
⑴参与经典途径的成分：C1、C4、C2 ⑵参与旁路途径的成分：B因子、D因子； ⑶凝集素途径：MBL、MASP； ⑷共同末端通路：C3、C5-C9。
Mannose-binding lectin pathway
MASP1
MBL
C4b2a
病原体甘 露糖残基
MBL
C3 MASP1
MASP2
C3b
旁路途径
经典途径
补体活化的MBL途径
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急性期 蛋白
MBL C反应蛋白
C反应蛋白可直接激活C1q
㈡ 激活过程
MBL + 病原体甘露糖残基
MASP
MASP2具有C1S相同的生物学活性， 故后过程与经典途径的相同。 MASP1直接裂解C3
MBL
C1q
Байду номын сангаас
C1
C1s
MBL
C1q(rs)2
MASP：MBL-associated serine protease (similar to C1r and C1s).
经典激活途径：C1q、C1r、C1s、C4、C2； MBL激活途径：MBL、丝氨酸蛋白酶； 旁路激活途径：B因子、D因子、 P因子； 共同末端通路：C3、C5-C9。
2、补体调节蛋白： – C1抑制物、I因子、C4结合蛋白、H因子、S蛋 白等。
3、补体受体(CR): CR1～CR5、C3aR、C2aR、 C4aR等。
4. 清除免疫复合物：
IC借助C3b吸附带有CR1的红细胞、血小 板等，最终被巨噬细胞等清除，异常时导 致Ⅲ型超敏反应，如SLE、急性肾小球肾 炎。
（二）补体的病理生理学意义
1．机体抗感染防御的主要机制
2．参与适应性免疫应答 （学习免疫免疫应答章节后再自学）
①补体介导的调理作用可促进APC摄取抗原，启动适应性IR； ②可介BCR与CR2/CD19/CD81复合物交联，促进B细胞活化；
⑵ 占血清总蛋白5%-6%
⑶ 血清中含量相对稳定(有变化可示疾病)； 各组分含量不一(C3最高，D因子最低）；
分子量不一(C4bp最大， D因子最小)
⑷ 极不稳定：对温度（56º C，30min失活）、
酸碱、Ca、Mg离子、震荡等敏感； ⑸ 活化后才具有酶活性。
五、补体的代谢
1、来源： 多种细胞合成 肝细胞、巨噬细胞是产生补体的主要细胞。
⑵ 一个C1q须同时结合二个以上Ig的补体
结合点才可被激活。
IgM：1个； IgG 2个(以上)
⑶ 仅Ag-Ab的IC才可激活补体
（二）激活过程
1. 识别阶段
Ag+Ab Ag-Ab C1q C1r C1s(C1酯酶）
C1的结构
经典途径识别阶段
2.活化阶段:
C3转化酶和C5转 化酶的形成
C4b2a C3转化酶
C4b2a3b C5转化酶
活化阶段 C4a C4 C1S C2 C2a C2b C4b C3 C3a C3b C4b2a
（C3转化酶）
C4b2a3b
（C5转化酶）
3、膜攻击阶段(共同末端效应） 攻膜复合体（MAC） 形成 C5a C5 C5b
C6 C7 C8 C9n(n=12-15)
C4b2a3b
参与的补体成分
C1～C9
C3转化酶 C5转化酶 作用
C4b2a C4b2a3b 适应性体液 免疫的效应阶段 参与感染后期或 二次感染的防御
意义
早期抗感染
早期抗感染
第3节 补体激活的调节 （了解）
机体对补体系统活化存在着精细的调控机 制，主要包括：
①控制补体活化的启动； ②补体活性片段发生自发性衰变；
2、补体生物合成的调节 节
1) 基因表达存在组织特异性； 2) 多种因素调
3、补体的分解代谢 代谢率极快，每天约有一半被更新
第二节 补体激活途径
补体活化的特点: 1、激活后才具有酶活性 2、严格的级联反应 3、生物放大效应
4、可通过三条激活途径发挥生理或病理效应
①经典途径 ②MBL途径 ③旁路途径
补体（complement，C）的概念
是存在于血清、组织液、细胞膜表 面的一组具有精密调控机制的蛋白质反 应系统。活化后具有调理吞噬、介导炎 症、调节免疫应答、清除免疫复合物等功 能。包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋 白，故又被称为补体系统。
二、补体系统的组成
按生物学功能分三类: 1、补体固有成分: 参与补体激活的蛋白质
③滤泡树突状细胞（FDC）表面的CR1和CR2可将IC固定其上，
从而诱导和维持记忆性B细胞。
3．补体系统与血液中其他级联反应系统的相互作用：
补体系统与凝血系统、纤溶系统和激肽系统存在密切
关
系，四个系统的伴行活化具有重要病理生理意义。
第五节 补体与疾病的关系（自学）
(一) 遗传性补体缺损相关疾病
对病原体易感，易患自身免疫性疾病
5．补体系统的组成包括： A．参与经典途径的C1--C9 B．参与旁路途径的B、D、P因子 C．参与MBL途径的MBL、丝氨酸蛋白酶、C反应蛋白 D．补体调节蛋白I因子、H因子、C4bp等 E．CR1、CR2、CR3等补体受体
1．补体的主要产生细胞是 和 。 2．补体的激活过程有 、 和 三条途径。 3．补体系统由 、 和 三大部分组成。 4．具有调理作用的补体活性片段有 、 和 。 被称为过敏毒素的补体活性片段有 和 。 5．经典激活途径的C3转化酶是 ,C5转化酶是 。 6．旁路激活途径的C3转化酶是 ,C5转化酶是 。 7．经典激活途径的激活物是 。 8．经典激活途径的激活是从补体系统的 成分 开始，旁路激活途径的激活是从补体系统的 成分开始。 9.在补体的三条激活途径中， 不依赖于抗体的是 和 。
第五章 补 体 系 统
（Complement System）
主讲：陆春雪 副教授
第一节 补体概述
一、补体的发现（1894年，Bordet）
霍乱弧菌+新鲜免疫血清 霍乱弧菌+新鲜免疫血清 (56º C,30min) 细菌先凝集后溶解 细菌只凝集
+新鲜普通血清 细菌又溶解
发现补体的溶菌现象后又发现其溶细胞现象， 提出早期补体概念，认为补体为单一组分，可 被抗原抗体形成的复合物激活，出现溶菌和溶 细胞现象（即经典激活途径） 60年代后证实补体由多种成分组成 70年代发现补体的旁路激活途径 近年发现补体的MBL激活途径
3．能协助清除免疫复合物的补体裂解片段是： A．C3a B．C3b C．C5a D．iC3b E．C3d
4．C1q能与哪些Ig的Fc段结合（ ） A．IgG1、IgG2、IgG3、IgM B．IgG1、IgG2、IgG3、IgA C．IgG1、IgG2、IgD、 IgM D．IgG2、IgG3、IgG4、IgM E．IgG、 IgA、 IgM、 IgG4
The alternative pathway of complement activation.
C3bBb C3转化酶
C3bBb3b 或C3bnBb C5转化酶
C3bBbP
C3bnBb
㈢ 旁路途径激活与调节的特点: 旁路途径可以识别自己与非己
自身细胞表面分布调节蛋白 终止级联反应
病原体的表面缺乏调节蛋白
3.炎症介质作用
①C3a和C5a被称为过敏毒素，它们可与肥大细胞或嗜 碱粒细胞表面C3aR和C5aR结合，触发靶细胞脱颗粒， 释放组胺和其他血管活性介质，介导局部炎症反应；
②C5a对中性粒细胞等有很强趋化活性，可诱导中性粒 细胞表达黏附分子，刺激中性粒细胞产生氧自由基、 前列腺素和花生四烯酸等，介导局部炎症反应
③血浆和细胞膜表面存在多种补体调节蛋白， 通过控制级联酶促反应过程中酶活性和MAC组 装等关键步骤而发挥调节作用。
补体调节蛋白及其功能
补体调节蛋白的作用：
1、C1INH：阻止C1q结合C1r、C1s 2、C4bp： 阻止C4b与C2结合 （-）C1酯酶 （-）C4b2a
3、I因子：裂解C3b与C4b C3b/C4b灭活因子 4、H因子：促进I因子裂解C3b、C4b
三、补体系统的命名
1、固有成分： 按发现先后：C1(q、r、s)、C2-C9；
旁路成分（英文大写字母）：如B因子、
D因子、P因子、H因子；
2、调节蛋白（多以其功能命名）：
如C1抑制物、C4结合蛋白、促衰变因子等；
3、裂解片段： 如C3a、C3b 4、灭活片段：如iC3b
四、补体的理化性质
⑴ 均为糖蛋白
2.调理作用(opsonization):C3b、C4b、iC3b可与中性 粒细胞（PMN）和Mφ表面的相应受体结合：
CR1（C3bR/C4bR，CD35）、CR3（iC3bR、Mac-1，CD11b/CD18）、CR4
（iC3bR，CD11c/CD18），促进PMN和Mφ对IC和Ag的吞
噬清除。 这种调理作用是机体抵御全身性细菌或真 菌感染的主要防御机制。
激活旁路途径
旁路途径是补体系统重要的放大机制 C3b正反馈
三、凝集素途径（MBL途径）
㈠ 激活物与参与成分
1、激活物：病原体表面的甘露糖、甘露糖胺、半乳糖 2、参与的固有成分:甘露糖结合凝集素(MBL)
MBL相关丝氨酸蛋白酶（MASP ） C2-C9 微生物感染
IL-1,IL-6,TNF-α
Mφ、PMN
C4b2a a
C4b2a3b a
C3bBb
C3bBb3b
三条补体激活途径的比较 区别点
激活物
经典途径
抗原抗体复合物
MBL途径
病原体表面的 特殊糖结构
C2～C9、丝氨酸 蛋白酶、MBL C4b2a/C3bBb C4b2a3b/C3bBb3b 固有免疫
旁路途径
细菌、真菌或 病毒感染细胞等
C3、C5～C9 B因子、D因子 C3bBb C3bBb3b 固有免疫
激活物作用：为补体激活提供保护性环境和接触 表面。 参与成分：B、 D、 P因子、C3、C5~C9
㈡ 激活过程 1、生理准备：正常情况下C3微量水解的C3b 迅速被灭活，浓度极低，却提供激活的物质 准备。
2、正式激活：
病原体提供级联反应场所 病原体表面缺乏灭活蛋白 C3b C3bBb
C3 spontaneous hydrolysis