第三章 补体(修改稿)

一、补体系统概述
(一) 概念 1.补体（complement）：存在于人和动物正常 新鲜血浆中具有酶样活性的一组不耐热的球蛋 白。
2.补体系统：参与补体激活的各种成分以及 调控补体成分的各种灭活或抑制因子及补体受 体，称为补体系统（complement system）
(二) 补体的由来及研究概况
C 9C
9C 9
Baidu Nhomakorabea
C 9
C 9
9
MAC形成的膜表面通道结构 造成细胞膜的穿孔损伤
小结：
1、补体经典激活途径涉及3个功能单位：
识别单位： C1q、C1r、 C1s (活化的C1) 激活单位： C4、C2、C3（ C4b2a是C3转化酶，
C4b2a3b是C5转化酶） 攻膜单位： 由C5-C9组成。
2、C1的激活需要满足的条件：
（1）必须是抗原-抗体复合物才能激活补体；
（2）单个的C1分子必须同时与两个以上的IgG的Fc 段结合才能激活，而IgM只须一个分子即可启动经典 途径（为什么）。
2、补体旁路激活途径
Components of the alternative pathway
D
C3
P
C3 convertase
C5 convertase
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
四、补体系统的激活途径与激活过程
激活补体的途径： 经典途径（classical pathway ） 旁路途径(alternative pathway) MBL途径
三种途径交汇点为C3
19世纪末
防御素
Ehrlich
首先提出补体
Bordet
建立了体外补体结合试验
20世纪60年代 发现补体的各种成分
补体的纯化
阐明了补体激活途径的机制
20世纪80年代 补体学（complementology）
Complement:
history
Discovered in 1894 by Bordet
It represents lytic activity of fresh serum
当某些病人出现先天性或后天性的补体缺陷时， 出现的最重要表现是容易遭受病原微生物的侵袭 而出现反复性感染。
（二）调理和免疫粘附作用
补体和抗体均具有调理作用 在吞噬细胞表面有多种补体受体，如CR1，CR2，
CR3等，结合了靶细胞或抗原的补体片段（C3b/C4b)可 与吞噬细胞表面的补体受体特异结合，促进两者的接 触，增强吞噬作用和胞内氧化作用，最终使机体的抗 感染能力增强。
清除免疫复合物
细菌或免疫复合物激活补体、结合C3b/C4b后，若 与表面具有相应补体受体（CRI）的RBC和血小板结 合，则可形成较大的聚合物，通过血液循环到达肝 脏和脾脏，被巨噬细胞吞噬。
巨噬细胞、粒细胞、B细胞都具有C3b受体， C3b成了免疫复合物与吞噬细胞之间的桥梁， 促进吞噬作用。
（三）促进中和及溶解病毒作用
（2）活化阶段 C3转化酶(C4b2a) 的形成 C5转化酶(C4b2a3b) 的形成
C3转化酶的形成
C3转化酶
C5转化酶的形成
C5转化酶
(三) 攻膜阶段（终末补体途径）
Generation of C5 convertase leads to the activation of the membrane attack pathway
与传统途径比较有2点不同：
不需求C1 、 C4和C2的参与，激活过程由另 一组血清因子所实现。
诱因不尽相同 。如：IgG4、 IgA2 、IgD 、 IgE的免疫复合物、LPS、眼镜蛇毒等因子均 能直接活化C3；
相同点： C5以后的活化过程。
3、补体MBL激活途径
Mannan-binding lectin pathway 甘露聚糖结合凝集素途径
3.杜念兴主编：兽医免疫学，北京:中国农业出 版社，1997
4.周光炎主编：免疫学原理，上海:上海科学技 术文献出版社，2000
病原体 甘露糖残基
MASP
MBL
C4 C4a+C4b
MASP C2 C2b+C2a
C3
C4b2a
C3b+C3a
C4b2a3b
补体三种激活途径全过程示意图
五、补体系统的生物学活性
（一）溶菌和细胞溶解效应
MAC导致靶细胞的溶解，起免疫防御和自身稳定 作用
①可以抵抗病原微生物的感染
②消灭病变衰老的细胞
补体活化过程中产生的活性片段可与免疫细 胞相互作用，对免疫功能起调节作用。
例如，C3d，Ba，Bb等片段对B细胞的功 能可产生调节作用；C5a可促进多种细胞因 子如IL-1，IL-6，IL-8，TNF的产生等。
参考文献
1.高晓明编著：医学免疫学基础，北京:北京医 科大学出版社，2001
2.杨汉春主编：动物免疫学，北京:中国农业大 学出版社，2003
在病毒与相应抗体形成的复合物中加入补 体，可明显增强抗体对病毒的中和作用。
在没有抗体存在时，补体也可对病毒产生 溶解灭活作用。
（四）炎症反应（inflammatory response ）
C3a和C5a对中性粒细胞具有趋化作用，吸引具有相应 受体的中性粒细胞和单核吞噬细胞向补体激活的炎症 区域游走和聚集，增强炎症反应。
C3a，C4a，C5a，具有过敏毒素作用，可使肥大细胞 和嗜碱性粒细胞等脱颗粒，释放组胺等血管活性物质， 引起血管扩张、通透性增强。
（五） 免疫调节作用
B细胞具有CR1受体，T细胞没有。补体缺失 会抑制抗体的产生，由此推测CR1受体可能 与免疫应答的调节有关。
基因敲除实验证明，CR1基因缺陷小鼠表现 为B细胞对TD抗原反应低下，证明CR1对于B 细胞功能具有重要作用。
Its lytic activity destroyed when heated at 56C for 30 min
二、补体的生物学特点
1.含量相对稳定 占血浆总球蛋白含量的10%-15%；
2.对理化因素的作用敏感 61℃，2分钟或56℃，15-30分钟可灭活补体；
3.与Ag-Ab（ IgM ，IgG 1-3）结合并被激活
C3b
C3 b
P
This C3b molecule has a very short half life
B因子
D因子
P
C3 C3b
C3bB C3bBb
H因子
I因子
P.C3bBb ① C3b + P.Bb
iC3b
H因子抑制剂 细菌、真菌的细胞壁
②
C3
肿瘤细胞膜
P.C3bBbC3
C3bBbC3b
攻膜阶段
第三章 补 体
一、补体系统概述 二、补体的生物学特点 三、补体系统的组成与命名 四、补体系统的激活途径与过程 五、补体系统的生物学活性
重点：补体系统经典激活途径的激活过程。
难点：补体系统经典激活途径的激活过程。
目的要求：掌握补体的概念、补体系统的组 成成分、激活途径及经典激活途径的激活 过程、补体的作用。
Components of mannose-binding lectin pathway
MBL
MASP
Mannose-binding lectin pathway
MASP
MBL
C4b2a is C3 convertase;
it will lead to the generation of C5 convertase
1、补体经典激活途径
C1的基本结构
C1=1C1q+2C1r+2C1s
（1）识别阶段
C1q与Ag-Ab的补体结合部位结合后， 随即被激活，这一过程称为补体激活的 启动或识别。
C1r
C1r (丝氨酸蛋白酶)
C1s
C1s
（丝氨酸脂酶）
活化的C1即为识别单位
C1q分子同时与两个以上的Fc段结合将 造成其构象变化,继之使C1r和C1s活化
活化后，在其数字或字母上加一横线表示，如： C1s、C4b2a …
在数字后加英文字母表示补体反应过程中的衍 生物，如C3a、 C3b等，通常a为小片段，b为大片 段。（C2例外）
经灭活的补体分子则在分子前或后加“i”表示， 如iC3b 或 C3bi。
2.组成
补体系统的固有成分： 参与经典激活途径：C1、C4、C2 参与MBL途径： MBL、MASP 参与旁路途径：B、D因子 共同：C3、C5－C9。
4.不同种动物血清中补体含量不一致； 兽医检验工作中常用3只以上的豚鼠混合血清 作补体使用。
5.代谢率高，如C3半衰期为58h。
三、补体系统的组成与命名
1、命名
1970年WHO命名委员会规定补体的缩写为“C”， 其组分分别以C1、C2、C3…表示，有的组分用 字母表示，如：B因子、D因子、P因子。
Components of membrane attack pathway
C7 C6
C 9
C5-activation
b
assembly of membrane attack complex
C6
C7
b
insertion of MAC into cell membrane
C6
C7
b
CC9 C9
C 9