免疫学-第4章补体系统
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免疫学之补体系统
DAF作用机理
CD46 膜辅因子蛋白 (Membrane Cofactor Protein, MCP,) • 单链膜蛋白结构，与C3b,C4b结合，抑制补体的活化。 •分布于大部分细胞，但红细胞缺如。 • I因子的辅助因子，促进C3b,C4b灭活，抑制补体活化，比 H因子强50倍
Ｓ蛋白的作用
结合Ｃ5b67, 阻止膜攻击复合物的形成
C1r N
SS C C1q
C1s N
SS
C
C1r
酶活性区
C1r、C1s分子结构
2、活化阶段
（1）C4：由3条链组成
（2）C2：单链 （3）C3：双链 C3既是经典途径中Ｃ5转化酶的 重要组成部分，又是替代途径中Ｃ3 转化酶的重要组成部分。
chain
参与C3和C5 转化酶的形成 过敏毒素 chain
C4、C2、C3成分，形成C3转化酶与C5转
化酶的活化过程。
（一）激活条件
激活物：免疫复合物(immune complex, IC)
１．IgG 、IgM
２．C1需同时与２个抗体单体分子结合； IgG结合CH2，IgM结合CH3 ３．IC形成之后，才激活。
（二）激活顺序
C1，C4，C2，C3，C5
膜结合性调节分子的作用
CD55和CD46 CD55（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。 CD46是一个分子量为5666 kDa的膜蛋白，与CD55、 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。
补 体 抑 制 因 子
C3 与 C3b 正 反 馈 环 路
C3b
D因子
Bb
C3bB
《医学免疫学》第四章-补体系统PPT课件
.
13
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
.
14
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
.
16
.
17
（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
补体激活产生的调理素可与病原微生物结合，促进吞噬细胞的吞噬作用。吞噬细胞对病原微生物的吞噬作用是机体抵御感染的重要机制之一。
调理吞噬
补体系统在炎症反应中发挥重要作用。补体激活产生的炎症介质可促进血管扩张、血管通透性增加，以及白细胞渗出等炎症反应。
补体激活产生的炎症介质还可以招募和激活其他免疫细胞，如中性粒细胞和巨噬细胞，进一步促进炎症反应和组织修复。
未来将有更多跨学科的研究，将补体系统与其他生物系统相结合，深入探讨其在生命活动中的作用和调控机制。
随着生物技术的发展，将有更多关于补体系统结构和功能的研究成果，从而为药物设计和开发提供理论基础。
研究展望
补体系统在医学免疫学中具有重要地位，其研究涉及多个领域，包括分子生物学、药理学、病理学等。
结论与总结
旁路途径
由微生物或外援异物直接刺激机体，产生酶，启动级联反应。
凝集素途径
由病原微生物表面的凝集素激活机体固有成分，启动级联反应。
01
02
03
补体系统的生物学功能
02
调理吞噬作用是补体系统生物学功能的重要组成部分。当病原微生物侵入机体后，补体系统通过激活调理吞噬受体，增强吞噬细胞的吞噬作用，从而清除病原微生物。
这些药物在临床试验中显示出治疗多种疾病的潜力，如自身免疫性疾病、炎症性疾病以及移植排斥反应等。
03
此外，研究人员还在探索其他补体系统相关药物的疗效和安全性，如针对C3、C5a等成分的药物。
补体系统相关药物的临床应用
01
目前，已有一些补体系统相关药物获得批准并应用于临床，如抗C5单克隆抗体、补体抑制因子等。
02
这些药物在减轻炎症反应、治疗自身免疫性疾病、预防移植排斥反应等方面表现出良好的疗效和安全性。
调理吞噬
补体系统在炎症反应中发挥重要作用。补体激活产生的炎症介质可促进血管扩张、血管通透性增加，以及白细胞渗出等炎症反应。
补体激活产生的炎症介质还可以招募和激活其他免疫细胞，如中性粒细胞和巨噬细胞，进一步促进炎症反应和组织修复。
未来将有更多跨学科的研究，将补体系统与其他生物系统相结合，深入探讨其在生命活动中的作用和调控机制。
随着生物技术的发展，将有更多关于补体系统结构和功能的研究成果，从而为药物设计和开发提供理论基础。
研究展望
补体系统在医学免疫学中具有重要地位，其研究涉及多个领域，包括分子生物学、药理学、病理学等。
结论与总结
旁路途径
由微生物或外援异物直接刺激机体，产生酶，启动级联反应。
凝集素途径
由病原微生物表面的凝集素激活机体固有成分，启动级联反应。
01
02
03
补体系统的生物学功能
02
调理吞噬作用是补体系统生物学功能的重要组成部分。当病原微生物侵入机体后，补体系统通过激活调理吞噬受体，增强吞噬细胞的吞噬作用，从而清除病原微生物。
这些药物在临床试验中显示出治疗多种疾病的潜力，如自身免疫性疾病、炎症性疾病以及移植排斥反应等。
03
此外，研究人员还在探索其他补体系统相关药物的疗效和安全性，如针对C3、C5a等成分的药物。
补体系统相关药物的临床应用
01
目前，已有一些补体系统相关药物获得批准并应用于临床，如抗C5单克隆抗体、补体抑制因子等。
02
这些药物在减轻炎症反应、治疗自身免疫性疾病、预防移植排斥反应等方面表现出良好的疗效和安全性。
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。
临床免疫学与检验-补体系统
补体结合试验是一种利用抗原、抗体和补体反应原理来检测可溶性抗原或抗体的方法。当抗原与抗体结合时，可 激活补体，形成补体-抗原-抗体复合物。如果加入与复合物中的抗原或抗体相对应的已知抗体或抗原，则会发生 竞争抑制反应，导致补体结合反应的减弱或消失。
应用
补体结合试验广泛应用于病毒学、细菌学、寄生虫学等领域的诊断和研究，如检测病毒抗体、鉴定细菌种类、诊 断寄生虫病等。
样本采集
应使用无菌技术采集静脉血，避免溶血和污染。
样本保存
应尽快分离血清或血浆，并储存在适当的温度下，以避免 补体活化或降解。
样本处理
应避免反复冻融和长时间储存，以确保补体活性不受影响。
试剂选择和质量控制标准
试剂选择
应选择经过验证的、高质量的试 剂，以确保实验的准确性和可重 复性。
质量控制标准
应建立严格的质量控制标准，包 括试剂的批间差异、灵敏度、特 异性等指标。
新型补体抑制剂在临床试验中应用
自身免疫性疾病
新型补体抑制剂在系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等自身免疫 性疾病的临床试验中展现出良好疗效。
移植排斥反应
在器官移植领域，新型补体抑制剂可有效减少移植排斥反应，提高 移植成功率。
感染性疾病
针对细菌感染、病毒感染等感染性疾病，新型补体抑制剂可辅助治 疗，减轻炎症反应。
补体组成
补体系统由30余种可溶性蛋白、膜结合性蛋白和补体受体组成，故称为补体系 统。
补体系统生物学功能
溶菌、溶细胞作用
补体系统激活后，最终在靶细胞 表面形成MAC，从而使细胞内外
渗透压失衡，导致细胞溶破。
调理作用
补体激活过程中产生的C3b、 C4b等片段可结合在细菌或其他 颗粒性物质表面，通过与吞噬细 胞表面的补体受体结合，增强吞
应用
补体结合试验广泛应用于病毒学、细菌学、寄生虫学等领域的诊断和研究，如检测病毒抗体、鉴定细菌种类、诊 断寄生虫病等。
样本采集
应使用无菌技术采集静脉血，避免溶血和污染。
样本保存
应尽快分离血清或血浆，并储存在适当的温度下，以避免 补体活化或降解。
样本处理
应避免反复冻融和长时间储存，以确保补体活性不受影响。
试剂选择和质量控制标准
试剂选择
应选择经过验证的、高质量的试 剂，以确保实验的准确性和可重 复性。
质量控制标准
应建立严格的质量控制标准，包 括试剂的批间差异、灵敏度、特 异性等指标。
新型补体抑制剂在临床试验中应用
自身免疫性疾病
新型补体抑制剂在系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等自身免疫 性疾病的临床试验中展现出良好疗效。
移植排斥反应
在器官移植领域，新型补体抑制剂可有效减少移植排斥反应，提高 移植成功率。
感染性疾病
针对细菌感染、病毒感染等感染性疾病，新型补体抑制剂可辅助治 疗，减轻炎症反应。
补体组成
补体系统由30余种可溶性蛋白、膜结合性蛋白和补体受体组成，故称为补体系 统。
补体系统生物学功能
溶菌、溶细胞作用
补体系统激活后，最终在靶细胞 表面形成MAC，从而使细胞内外
渗透压失衡，导致细胞溶破。
调理作用
补体激活过程中产生的C3b、 C4b等片段可结合在细菌或其他 颗粒性物质表面，通过与吞噬细 胞表面的补体受体结合，增强吞
医学免疫学课件：补体系统
定义
补体系统在机体抗感染、抗肿瘤、清除免疫复合物以及调节免疫应答等方面发挥重要作用，是机体免疫防御的重要环节。
作用
定义与作用
组成
补体系统由30多种蛋白分子组成，分为补体固有成分、调节分子和效应分子三类。
分类
根据作用和功能，补体分子可分为三类：补体固有成分、补体调节分子和补体效应分子。
组成与分类
激活
参与组成先天性免疫
补体激活后可产生穿膜的亲水性通道，破坏细胞膜，导致细胞溶解。
杀伤细胞
补体激活产生调理素，促进吞噬细胞对病原体的吞噬作用。
调理吞噬
03
调节免疫耐受
补体在免疫耐受的建立和维护中发挥一定作用，如对自身抗原的耐受。
免疫调节
01
调节适应性免疫应答
补体在适应性免疫应答的活化过程中发挥重要作用，如参与B细胞和T细胞的活化。
单核/巨噬细胞系统可结合并降解游离的或结合于免疫复合物中的补体蛋白。
04
补体系统与临床疾病
系统性红斑狼疮
类风湿关节炎
自身免疫性溶血性贫血
自身免疫性疾病
登革热
登革病毒通过激活补体系统，导致血管通透性增加，引发严重的出血症状。
艾滋病
HIV感染可导致补体系统失调，增加病毒在体内扩散的风险。
感染性疾病
激活过程
膜攻击复合物形成
C5b-9复合物可插入细胞膜，形成穿膜的亲水通道，破坏细胞膜的完整性，导致细胞溶解。
调节机制
补体调节蛋白：包括H因子、I因子、M因子、P因子等，它们通过与补体蛋白结合，阻断其活化途径或抑制其生物学活性，达到调节补体活化的作用。
血浆中存在可溶性补体受体：可与补体蛋白结合并抑制其活性。
肾移植
供体肾组织中存在多种补体成分，肾移植后补体激活可能导致排斥反应。
补体系统在机体抗感染、抗肿瘤、清除免疫复合物以及调节免疫应答等方面发挥重要作用，是机体免疫防御的重要环节。
作用
定义与作用
组成
补体系统由30多种蛋白分子组成，分为补体固有成分、调节分子和效应分子三类。
分类
根据作用和功能，补体分子可分为三类：补体固有成分、补体调节分子和补体效应分子。
组成与分类
激活
参与组成先天性免疫
补体激活后可产生穿膜的亲水性通道，破坏细胞膜，导致细胞溶解。
杀伤细胞
补体激活产生调理素，促进吞噬细胞对病原体的吞噬作用。
调理吞噬
03
调节免疫耐受
补体在免疫耐受的建立和维护中发挥一定作用，如对自身抗原的耐受。
免疫调节
01
调节适应性免疫应答
补体在适应性免疫应答的活化过程中发挥重要作用，如参与B细胞和T细胞的活化。
单核/巨噬细胞系统可结合并降解游离的或结合于免疫复合物中的补体蛋白。
04
补体系统与临床疾病
系统性红斑狼疮
类风湿关节炎
自身免疫性溶血性贫血
自身免疫性疾病
登革热
登革病毒通过激活补体系统，导致血管通透性增加，引发严重的出血症状。
艾滋病
HIV感染可导致补体系统失调，增加病毒在体内扩散的风险。
感染性疾病
激活过程
膜攻击复合物形成
C5b-9复合物可插入细胞膜，形成穿膜的亲水通道，破坏细胞膜的完整性，导致细胞溶解。
调节机制
补体调节蛋白：包括H因子、I因子、M因子、P因子等，它们通过与补体蛋白结合，阻断其活化途径或抑制其生物学活性，达到调节补体活化的作用。
血浆中存在可溶性补体受体：可与补体蛋白结合并抑制其活性。
肾移植
供体肾组织中存在多种补体成分，肾移植后补体激活可能导致排斥反应。
免疫学概论 第四章 补体系统
C1r
C1s
Ca2+
C1r丝氨酸酯酶
C1s丝蛋白酶
复合物
2、C4成分
C4：由α 、β 、γ 三条肽链组成的三聚体 C4a，为过敏毒素,分泌到液相中去。
C4
C4b，与靶细胞膜上蛋白质的氨基或糖 的羟基形成共价结合(胺或酯)，从而使 C4b与细胞膜结合，发挥生物学效应。
C4的活化需要镁离子，C4b与膜上的C1结合，作用 于下一个补体成分C2。
第四章 补体系统
内容提要 概述 第一节 补体组成及理化特性 第二节 补体活化 第三节 补体反应的调控及补体的生物学效应 第四节 补体的生物合成与补体缺陷
发现
羊抗血清+霍乱弧菌
细菌裂解 加热的羊抗血清+霍乱弧菌
Jules Border (1870-1961), discoverer of complement
参与补体经典激活途径的成分包括C1-C9。 按其在激活过程中的作用，人为地分成三组， 即： 识别单位（Clq、Clr、Cls）； 活化单位（C4、C2、C3） 膜攻击单位（C5-C9）。
1、C1成分：起始成分C1qr2s2
C1：C1是经典途径活化的识别单位。 组成：由一个 C1q 分子、 2 个 C1r 分子及 2 个 C1s 分子组成 的多聚大分子复合物——C1qr2s2。分子量7.5х 105 。
2）C1r：酶原
每个C1有二个C1r分子（每个8.3х104 ），对 C1s有很高亲和力，连接C1q与C1s。 当C1q活化后，引起C1r降解成两个片段（活 化），其中2.8х104小片段C1r具有丝氨酸酯 酶活性。
3) C1s：酶原
每个C1有二个C1s，大小与C1r相同。在C1r作用 下分解为两个片段，其中小片段C1s 2.8х104具 有丝蛋白酶的活性。 作用：活化的C1s催化C4和C2成分的活化。
免疫学第4章补体系统
C4
C4a + C4b
甘露糖苷
甘露糖苷
MBP
+ MASP
MBP MASP
C4b2b
C3 convertase
C2
C2a + C2b
MASP：MBP-associated serine protease
MBL Pathway
MASP
MBL
C4b2a is C3 convertase;
it will lead to the generation of C5 convertase
游离或可溶性抗体不能激活补体
IgG分子结合抗原前后的构象变化
结合抗原之前
结合抗原之后
Fc段
CH1
C1q 结合
CH2
位点被屏
障
IgM CH3区，IgG CH2区
暴露的 C1q结 合位点
C1q和C1rC1s结构
C1的结构
补体攻膜单位
细胞膜表面的C3b5b 与C6、C7、C8依次结合 形成C5b678复和物。该 复和物诱发C9在细胞膜 表面共聚，形成膜表面 的通道结构MACs，造成 胞膜的穿孔损伤。
经典途径 MBL途径 旁路途径
活化的前期阶段
活化的后期阶段
经典途径
Classical pathway
凝集素（MBL）途径
Lectin pathway
替换（旁路）途径
Alternative pathway
补体的溶膜途径 形成溶膜复合体
补体活化途径过程
一、补体活化的经典途径
激活物及激活条件 免疫复合物（抗原-抗体）是经典激活途 径的主要激活物质。 C1仅与IgM的CH3区或IgG1-3的CH2区结 合才能活化； 每一个C1分子必须同时与 两个以上Ig的Fc段（固定相）结合才能被 激活；
C4a + C4b
甘露糖苷
甘露糖苷
MBP
+ MASP
MBP MASP
C4b2b
C3 convertase
C2
C2a + C2b
MASP：MBP-associated serine protease
MBL Pathway
MASP
MBL
C4b2a is C3 convertase;
it will lead to the generation of C5 convertase
游离或可溶性抗体不能激活补体
IgG分子结合抗原前后的构象变化
结合抗原之前
结合抗原之后
Fc段
CH1
C1q 结合
CH2
位点被屏
障
IgM CH3区，IgG CH2区
暴露的 C1q结 合位点
C1q和C1rC1s结构
C1的结构
补体攻膜单位
细胞膜表面的C3b5b 与C6、C7、C8依次结合 形成C5b678复和物。该 复和物诱发C9在细胞膜 表面共聚，形成膜表面 的通道结构MACs，造成 胞膜的穿孔损伤。
经典途径 MBL途径 旁路途径
活化的前期阶段
活化的后期阶段
经典途径
Classical pathway
凝集素（MBL）途径
Lectin pathway
替换（旁路）途径
Alternative pathway
补体的溶膜途径 形成溶膜复合体
补体活化途径过程
一、补体活化的经典途径
激活物及激活条件 免疫复合物（抗原-抗体）是经典激活途 径的主要激活物质。 C1仅与IgM的CH3区或IgG1-3的CH2区结 合才能活化； 每一个C1分子必须同时与 两个以上Ig的Fc段（固定相）结合才能被 激活；
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)。
第四章 补体
球蛋白
（二）活化阶段
C3转化酶和C5转化酶形成
1、CT酯酶首先裂解C4 C4→C4a+C4b 继而 裂解C2 C2 → C2a+C2b C4b与C2b 结合 C4b+C2b → C4b2b （C3 convertase, C3转化酶） 2、C3转化酶使C3 裂解成 C3 → C3a + C3b C3a和C3b，C3b与C4b2b C3b+C4b2b → C4b2b3b 结合 （C5 convertase, C5转化酶）
肝细胞
M
血液
内皮细胞
合成
代谢
肝脏
肠道上皮细胞
肾小球细胞
第二节 补体系统的激活
三条激活途径
一、经典途径激活(classical pathway)
激活物质 抗原抗体复合物（Ag - Ab）、
聚合IgG、SPA、dDNA
识别阶段
活化阶段
识别单位：C1q、C1r、C1s
活化单位：C4、C2、C3
膜攻击阶段
2、H因子，又称C3b灭活促进因子 ①促进Ⅰ因子灭活C3b的速度 ②竞争性抑制B因子和C3b的结合 ③从C3bBb中置换出C3b ，加速C3b的灭活 3、CT抑制物（CT INH）与CT发生不可逆结合 →抑制CT酯酶活性 遗传性CT INH缺陷患者表现为遗传性血管神 经性水肿。 4、C4结合蛋白（C4 bp）竞争性抑制C4b和C2b 的结合，抑制C3转化酶形成。 5、S蛋白：干扰C5b67与细胞膜的结合 6、C8结合蛋白（C8 bp）阻碍攻膜复合体形成
补体系统 是存在于人和动物 正常血 清 中的 一组与免疫有关 的并具有 酶 活性而不耐热的球蛋白
正常情况下，补体在体内以无活性酶 原形式存在，须经激活后才能发挥其 功能
（二）活化阶段
C3转化酶和C5转化酶形成
1、CT酯酶首先裂解C4 C4→C4a+C4b 继而 裂解C2 C2 → C2a+C2b C4b与C2b 结合 C4b+C2b → C4b2b （C3 convertase, C3转化酶） 2、C3转化酶使C3 裂解成 C3 → C3a + C3b C3a和C3b，C3b与C4b2b C3b+C4b2b → C4b2b3b 结合 （C5 convertase, C5转化酶）
肝细胞
M
血液
内皮细胞
合成
代谢
肝脏
肠道上皮细胞
肾小球细胞
第二节 补体系统的激活
三条激活途径
一、经典途径激活(classical pathway)
激活物质 抗原抗体复合物（Ag - Ab）、
聚合IgG、SPA、dDNA
识别阶段
活化阶段
识别单位：C1q、C1r、C1s
活化单位：C4、C2、C3
膜攻击阶段
2、H因子，又称C3b灭活促进因子 ①促进Ⅰ因子灭活C3b的速度 ②竞争性抑制B因子和C3b的结合 ③从C3bBb中置换出C3b ，加速C3b的灭活 3、CT抑制物（CT INH）与CT发生不可逆结合 →抑制CT酯酶活性 遗传性CT INH缺陷患者表现为遗传性血管神 经性水肿。 4、C4结合蛋白（C4 bp）竞争性抑制C4b和C2b 的结合，抑制C3转化酶形成。 5、S蛋白：干扰C5b67与细胞膜的结合 6、C8结合蛋白（C8 bp）阻碍攻膜复合体形成
补体系统 是存在于人和动物 正常血 清 中的 一组与免疫有关 的并具有 酶 活性而不耐热的球蛋白
正常情况下，补体在体内以无活性酶 原形式存在，须经激活后才能发挥其 功能
免疫学 第4章 补体系统
第四章 补体系统
(complement system)
主要内容
第一节 补体组成及理化特性 第二节 补体活化 第三节 补体反应的调控及补体的生物学效应 第四节 补体的生物合成与补体缺陷
第一节 补体组成及理化特性
一、补体系统的组成 二、补体系统的命名 三、补体系统的理化特性
补体的发现：十九世纪末,在发现体液免疫后不
久,Bordet即证明,新鲜血清中存在一种不耐热的成分, 可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。由于这种成分是 抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件,故被称为补体
(complement, C)。
定义：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，以及其调节蛋白 和相关膜蛋白（受体）共同组成的系统。包括３０余 种成分，故被称为补体系统（complement system）
一、补体活化的经典途径
(二) 参与的固有成分
C1（C1q、C1r、C1s）C2、 C4、C3、C5~C9
激活顺序:C1,4,2,3,5,6,7,8,9
激活条件：
* IgG1、G2、G3、IgM才能活化C1 ；
* 一个C1分子必须同时与两个以上补体结合位点结合才 能被激活 IgG分子需两个或两个以上,IgM单体分子（五聚体）； * 游离的或可溶性抗体不能激活补体。
C1q：由6个相同的亚基组成，形状如花蕊；能与Ig 分子的补体结合位结合，使C1r酶原活化
C1r：连接着C1q与C1s，C1q活化后引起C1r酶原 活化裂解为两个片段，其中具有丝氨酸酯酶活性的 片段即活化的C1r，活化C1s C1s：C1s裂解的两个片段中，具丝蛋白酶活性的片 段催化C4和C2成分的活化 辅助因子：Ca2+ C1复合物的稳定性依赖Ca2+
(complement system)
主要内容
第一节 补体组成及理化特性 第二节 补体活化 第三节 补体反应的调控及补体的生物学效应 第四节 补体的生物合成与补体缺陷
第一节 补体组成及理化特性
一、补体系统的组成 二、补体系统的命名 三、补体系统的理化特性
补体的发现：十九世纪末,在发现体液免疫后不
久,Bordet即证明,新鲜血清中存在一种不耐热的成分, 可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。由于这种成分是 抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件,故被称为补体
(complement, C)。
定义：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，以及其调节蛋白 和相关膜蛋白（受体）共同组成的系统。包括３０余 种成分，故被称为补体系统（complement system）
一、补体活化的经典途径
(二) 参与的固有成分
C1（C1q、C1r、C1s）C2、 C4、C3、C5~C9
激活顺序:C1,4,2,3,5,6,7,8,9
激活条件：
* IgG1、G2、G3、IgM才能活化C1 ；
* 一个C1分子必须同时与两个以上补体结合位点结合才 能被激活 IgG分子需两个或两个以上,IgM单体分子（五聚体）； * 游离的或可溶性抗体不能激活补体。
C1q：由6个相同的亚基组成，形状如花蕊；能与Ig 分子的补体结合位结合，使C1r酶原活化
C1r：连接着C1q与C1s，C1q活化后引起C1r酶原 活化裂解为两个片段，其中具有丝氨酸酯酶活性的 片段即活化的C1r，活化C1s C1s：C1s裂解的两个片段中，具丝蛋白酶活性的片 段催化C4和C2成分的活化 辅助因子：Ca2+ C1复合物的稳定性依赖Ca2+
补体系统(免疫学检验课件)
识别阶段
细胞膜
C3转化酶的形成
活 化 阶 段
C4b2b 为C3转化酶
C4b
C5转化酶的形成
活
化
阶
段
C4b2b3b 是C5 转化酶; 它导 致膜攻击复合体(MAC)的形成
C3b
C4b
3. 膜攻击阶段
膜攻击复合体（C5b6789n）形成
C5a C4b2b3b C5 C5b + C6 + C7 C5b67+C8 C5b678 + C9 C5b6789n (膜攻击复合体)细胞裂解
（4）体内还存在多种可溶性的和膜结合的补体调节因子，在它们 的配合和控制下，补体系统的激活或抑制处于精细的平衡状态。
第三节 补体的生物学作用
一、溶解靶细胞 C1~C9
1.抗感染作用 革兰阴性细菌 旁路途径 溶菌杀菌 细菌+相应抗体 经典途径 溶菌杀菌
2.导致组织损伤与疾病 红细胞+相应抗体 C1~C9 溶血反应
被屏障
暴露 C1q结 合位点
1.识别阶段
• 抗原-抗体复合物（EA）形成后，便结合C1中的C1q， 进而激活C1r和C1s，使C1变成有酶活性的C1 。
C1q
C1r
C1s
补体系统的激活
具有催化作用的分子
具有识别作用的分子
识别阶段
2.活化阶段
C3转化酶和C5转化酶的形成
活化的C1s依次酶解C4和C2，产生的C4b和C2b结 合为C4b2b，具有酶活性，称为C3转化酶。它可以 裂解C3，并与裂解片段C3b结合形成C4b2b3b，它 可以裂解C5，至此，完成了经典激活途径的活化阶 段。
补体的生物学功能
MBL 途径
经典途径
免疫学 补体系统
一、补体系统的组成和理化性质
30余种成分按其生物学功能分为三类
固有成分 调节蛋白 指存在于体液中、参与补体激活 以可溶性或膜结合形式存在
级联反应的补体成分
补体受体（CR） 与补体活性片段结合而介
导生物学效应
补体的理化性质
1. 所有补体成分均为糖蛋白，但不含脂质；
2. 在血清中总含量稳定；
溶解细胞、细菌和病毒
•细菌与相应抗体（IgG1~3 或IgM）结合后，经经典途 径活化形成MAC产生溶细 菌作用； •在无抗体存在的情况下， 通过激活补体旁路途径和 MBL途径，最终形成MAC 而溶解细菌；
•针对自身抗原抗体，同相应细胞结合后也能产生溶细胞作用
调理作用
调理素（opsonin）
存在于血清中，与细菌 及其它颗粒物质结合，能 够促进吞噬细胞的吞噬作 用。 补体激活过程中产生的 C3b、C4b、iC3b都是重 要的调理素。
56 ℃, 30 min
? ?
Antibody
新鲜血清能够溶解细菌
加热后的血清不能溶解细菌
第一节
概述
新鲜血清中存在一种不耐热的成分， 可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。 由于这种成分是抗体发挥溶细胞作用 的必要补充条件，故被称为补体 （Complement，C ）
补体系统（Complement，C ）
清除凋亡细胞
参与适应性免疫
参与适应性免疫应答的启动、效应和维持
与其它酶系统的相互作用
与其它血浆酶系统的共同特征
共同的激活物 共同的抑制因子 活化产物具有相同的生物学活性
1. 补体 2. C3转化酶 3. C5转化酶 4. 膜攻击复合体 MAC 5. 补体活化的三条途径？ 6. 补体的生物学功能？
医学免疫学 4 补体系统
4 补体系统一.名词解释1.补体：新鲜免疫血清中存在一种不耐热的成分，可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。
是抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件，称为补体。
2.膜攻击复合物：补体三条激活途径形成C5转化酶，裂解C5生成C5b，进而结合C6、C7、C8、C9形成C5b6789n膜攻击复合物，破坏细胞膜结构，导致细胞溶解。
二.基本概念1.补体特点：1）含量稳定，不因抗原而变化。
2）热不稳定56度，30分钟失活。
3）主要由肝、巨噬细胞产生。
2.补体活化表现为：一系列丝氨酸蛋白酶的级联酶解反应。
3.胚胎早期可产生补体，3-6个月达成人水平。
4.进化上最早出现的为旁路途径（替代途径）。
5.补体中重要调理素：C3b、C4b、iC3b。
6.补体中过敏毒素：C3a、C4a、C5a，以C5a最强。
C5a既有过敏毒素作用，又有趋化作用。
7.C8结合蛋白可阻止C5b6789n中C8与C9结合。
S蛋白阻止C5b67与胞膜结合。
DAF竞争性抑制C2与C4b结合形成C3转化酶。
8.C2最少，为限速步骤。
C3最多，起中心枢纽作用。
9.补体受体CR1存在于各种免疫细胞表面，血液中主要在红细胞表面。
C3aR、C5aR表达于肥大细胞、嗜碱性细胞表面。
C1q受体增强细胞介导的细胞毒作用。
10.MBL途径不需抗体参与。
旁路途径（替代途径）：不依赖特异性抗体形成；可识别自己与非己；正反馈放大效应。
11.使C1活化的条件：1）C1仅与IgM的C H3或IgG1、2、3的C H2结合才能活化。
2）每个C1需与2个以上Ig的Fc结合才能活化。
（故IgM强于IgG）3）游离或可溶性抗体不能激活C1。
三.重要概念1.补体活化三条途径的异同：（1）同：一旦形成C3转化酶，可促使C3裂解。
形成C5转化酶，再促使C5裂解然后依次激活补体其他成分，形成膜攻击复合物MAC：C5b6789n。
使靶细胞膜破裂，细胞死亡。
（2）异：4方面列表：激活物质、参与补体成分、C3转化酶。
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 。
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共同的末端通路（terminal pathway），即膜攻 击复合物（membrane attack complex,MAC） 的形成及其溶解细胞效应。
在发挥抗感染作用过程中，最先发挥作用的 是旁路途径和MBL途径，最后才是经典途径。
一、补体活化的经典途径
(一) 活化物质
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 抗体必须带有Fc区段
2.非免疫学物质 ①核酸、酸性粘多糖、肝素和鱼精蛋白。 ②纤溶酶及组织蛋白酶 ③一些病原物
一、补体活化的经典途径
(二) 参与的固有成分 C1（C1q、C1r、C1s）C2、 C3、C4、C5~C9 激活顺序: C1, 4, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9 激活条件：
* IgG1、G2、G3、IgM才能活化C1； * 一个C1分子必须同时与两个以上补体结合位点结合才能被激活
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。
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 小片段用a表示,如C3a;大片段用b表示,如C3b。 多种成分的复合物根据数字代号及小写字母按 先后顺序排在C的后面，如C4b3b。 具有酶活性的成分或复合物在其符号上加一横 线表示，如C1，C3bBb，已失活的补体成分 则在其符号前冠以“i”表示，如iC3b。
二、补体系统的组成
1.补体系统的固有成分
➢参与经典激活途径： C1q、C1r、C1s、C4、 C2
➢甘露聚糖结合凝集素（MBL）激活途径： MBL(甘露聚糖结合凝集素)，MASP(丝氨酸蛋 白酶)
➢参与旁路激活途径：P、D、B因子 ➢共同成分：C3、C5～C9
2.补体调节蛋白 （1）可溶性血清蛋白：C1抑制物（C1INH）、 H因子、I因子、P因子、C4结合蛋白、S蛋白。 （2）膜结合性调节分子：促衰变因子（DAF）, 胞 膜 辅 助 蛋 白 因子 （ MCP ） ,同 源 限制因子 （HRF）溶膜抑制剂（CD59,MIRL)等 。
IgG分子需两个或两个以上,IgM单体分子（五聚体）； * 游离的或可溶性抗体不能激活补体；
一、补体活化的经典途径
(三) 活化的过程 1. 识别阶段：C1 2. 活化阶段：C4、C2、C3 3. 膜攻击阶段
1. 识别阶段
C1脂酶形成C1（C1q）与抗原抗体复合物中Ig的补体结
合位点相结合至C1酯酶形成。识别单位：C1由1个C1q、 2个C1r和2个C1s组成。
激活过程依据起始顺序的不同，可分为三条途径：
➢由抗原-抗体复合物结合C1q启动激活的途径，称为 经典途径(classical pathway)；
➢病原微生物等提供接触表面，从C3开始激活的途径，
不依赖于抗体,称为旁路途径（alternative pathway)；
➢由甘露聚糖结合凝集素结合至细菌启动激活的途径，称 为凝集素途径（mannan-binding lectin MBL pathway)。
3.补体的受体分子 C3aR、C2aR、C4aR
三、补体系统的理化特性
1. 补 体 各 成 分 均 为 糖 蛋 白 ， 多 数 为 β 球 蛋 白 。 分 子 量 25kDa（D因子）～560kDa（C4b结合蛋白）。
2.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C3含量最高，达1200mg/L，以D因子含量 最低，仅1～2mg/L。
第四章 补体系统
(Complement syste,Bordet即证明, 新鲜血清中存在一种不耐热的成分,可辅助特异性抗 体介导的溶菌作用。由于这种成分是抗体发挥溶细胞 作用的必要补充条件,故被称为补体(complement, C)。
定义：是由存在于人和脊椎动物血清及组织液中的一
第二节 补体活化
一、补体活化的经典途径 二、补体活化的凝集素途径 三、补体活化的旁路途径 四、补体活化的后期阶段溶膜复合物的形成 五、补体活化三条途径的比较
第二节 补体的激活
生理情况下血清中的补体成分大部分以无活性的前体形式存在， 在某些活化物作用下，或在特定的颗粒表面，补体各成分依次被 激活，最终导致溶细胞效应；同时，产生多种水解片段，参与免 疫调节及炎症反应等多种活动。
第一节 补体组成及理化特性
一、补体系统的命名 二、补体系统的组成 三、补体系统的理化特性
一、补体系统的命名
1.参与经典激活途径的固有成分
是按补体成分发现的先后次序命名以 “C”表示，如“C1，C2，┄C9”。
2.旁路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、D、P、I、H因子等。
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.补体成分性质极不稳定，56℃加热30min即可灭活， 室温下很快失活，0℃～10℃仅能保持3～4天，紫外 线、机械振荡、某些添加剂均可使补体破坏。
5.在正常生理情况下，多以非活化的酶前体形式存在。
主要内容
第一节 补体组成及理化特性 第二节 补体活化 第三节 补体反应的调控及补体的生物学效应 第四节 补体的生物合成与补体缺陷
Ag
Ab
霍乱弧菌+免疫血清(加热)+新鲜正常血清-------- 细菌溶解
Ag
Ab
C
由实验可知： 1.补体(C)对抗体有辅助和补充作用 2.补体(C)不稳定 3.补体(C)不需要抗原诱导
主要内容
第一节 补体组成及理化特性 第二节 补体活化 第三节 补体反应的调控及补体的生物学效应 第四节 补体的生物合成与补体缺陷
Ag-Ab复合物 C1q C1r活化 C1s 活化
组经活化后具有酶样活性的蛋白质，以及其调节蛋白 和相关膜蛋白（受体）共同组成的系统。包括３０余 种成分，故被称为补体系统（complement system）
霍乱弧菌+新鲜免疫血清---------------------------细菌溶解
Ag Ab C
霍乱弧菌+免疫血清(加热)-------------------------细菌凝集,不溶解