第五章 补体系统

C5
攻击
C5a


补体激活的经典途径
Ag-Ab C1（q、r、s）C1 C4 C4b
C4b2b C2 C2b C4b2b3b C3 C3b C5C5b C6 C7 C567 C8 C9n C56789n


5、膜辅助蛋白（MCP）：可促进I因子 裂解C3b 的作用。 6、I因子：可将C3b 裂解为C3c与C3dg， 从而抑制 C4b2b活性或阻断C4b2b形成。
二、调控旁路途径C3转化酶与C5转化
酶 I因子：可裂解C3b； H因子：可直接作用于C5转化酶或间接辅
助I因子的作用； CR1： 可与C3b牢固结合； MCP：可促进I因子裂解C3b的作用； P因子：可与C3bBb牢固结合而形成稳定 的C3bBbP，从而加强C3bBb裂解C3的作用。
c9 c9 c9
补 体 活 化 的 经 典 途 径
Ig M / Ig G -Ag复合物
识别
C1q : r : s
Ca2+ Ca2+ Mg2+
活化
C4b2b （C3转化 酶） C2a C3 C3b C3a C5b-C6,7,8,9 C4b2b3b
（C5转化 酶）
C4 C4a
C4b + C2
细胞溶解
一、调控经典途径C3转化酶和C5转化酶 1、C1抑制物（C1INH） ：可抑制C1r、C1s和 MASP活性，使之不能裂解C4和C2，阻断C4b2b形 成。 2、补体受体1（CR1）：可与C4b结合，可阻断 C4与C2结合，抑制C4b2b形成。 3、C4结合蛋白（C4bp）：可通过与C2竞争性结合 C4b而阻断C4b2b组装或使C4b2b灭活。 4、衰变加速因子（DAF）：可抑制C4b2b形成， 分解已在细胞膜表面形成的C4b2b，或促进C3bBb 中Bb与C3b的解离。
C3bBb
的 产 生
补体活化表面
C3b Bb
C3b
C3b B
C3b B
B
D因子
C3bBb 的 双 重 作 用
C3b
C5
C3b C3b
C5
C3b
C5b
C3bnBb
C3b Bb C5a
C3bBbP
C3 C3 C3b C3a

C3bBb裂解C3产生C3a和C3b，C3b可与上述的 C3bBb，C3bBbP形成多分子的复合物， C3bnBb或C3bnBbP，此即C5转化酶，其作用 类似经典途径中的C4b2b3b，可使C5裂解为 C5a和C5b，至此以后的补体激活过程与经典途 径相同C3正反馈循环补体活化过程中形成的C3 转化酶不断使C3裂解，生成大量的C3b；新产 生的C3b又可与B因子结合，扩大进一步的活化， 构成了一个正反馈的循环圈，放大了补体的激 活作用。不论是经典途径，还是替代途径，只 要有C3活化，就可以进入C3正反馈循环，产生 放大效应。

C5转化酶 C4b2b3b
作用
C3bnBb
C4b2b3b
参与特异性 参与非特异性 参与非特异性 免疫 ，在感染 免疫，在感染 免疫，在感染 后期才能发挥作用 早期发挥作用 早期发挥作用
第三节 补体系统的调节



补体系统的激活必需在适度调节的情况下进行， 才能发挥正常的生理学作用。补体激活失控， 则大量补体消耗，导致机体抗感染能力下降， 而且会使机体发生剧烈炎症反应或造成自身组 织细胞的损伤。 机体对补体系统活化存在着精细的调控机制， 主要包括： 1、调控补体活化的启动； 2、补体活性片段发生自发性衰变； 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。
二、旁路激活途径
旁路激活途径又称替代途径，其不依赖 于抗体，而由微生物或外来异物直接激 活C3，由B因子、D因子和P因子参与， 形成C3转化酶与C5转化酶的级联反应过 程。 1、激活物：如细菌、内毒素、酵母多糖、 葡聚糖等为补体激活提供保护环境和接 触表面。


2、活化途径：在生理条件下，血中的C3可

一、经典激活途径
经典途径指激活物与C1q结合，顺序活化C1r、 C1s、C4、C2、C3，形成C3转化酶（C4b2b） 与C5转化酶（C4b2b3b）的级联酶促反应过 程。 1、参与的补体成分：参与该途径的补体成 分依次为C1、C4、C2和C3。 C1通常以C1q C1rC1s复合大分子的形式存在于血浆中。 2、激活物：经典激活途径的激活物主要是抗 原抗体复合物（免疫复合物）。
的一组经活化后具有酶活性的蛋白质．包括３０余种成 分，故被称为补体系统（complement，C）。
一、补体系统的组成 （一）补体固有成分：是指存在于血浆及 体液中，构成补体基本组成的蛋白质。 ①经典激活途径的C1~C9； ②旁路激活途径的B因子、D因子、P因子； ③甘露聚糖结合凝集素（MBL）激活途径 的MBL、MBL相关的丝氨酸蛋白酶 （MASP）。
受蛋白酶的作用水解少量的C3b，C3b可与邻近 的细胞膜结合。如结合的物质是细胞壁上的脂 多糖，则C3b的半衰期延长，足以使其与B因子 结合形成C3bB复合物。B因子为C3激活剂前体， 与结合在膜上的C3b构成C3bB复合物后，使其 对D因子的作用更为敏感。D因子为C3激活剂 前体转化酶原，炎症时增多，在Mg2+存在时 转化为活性形式，能使C3bB中的B因子裂解出 无活性的小碎片Ba，剩余的C3bBb即旁路C3转 化酶。C3bBb与正常血清中活化的P因子结合 成C3bBbP，而使其趋于稳定，减慢衰变。
9 r q 5 7 s 2
4
3
6
8
2a 4a
r s q
3a
5a
c9 c9
2b 4b C3转化酶
2b 4b 3b
C5转化酶
c9
c7 c8 C5b c6
c9 c9 c9
识别
活化
攻膜
9 9 9 9 9
9 r q 5 7 s 2
4
3
6
8
2a 4a
r s q
3a
5a
c9 c9
2b 4b
2b 4b 3b
c9
c7 c8 C5b c6
C1q
C1r
C1s
C1分子结构示意图
C1的结构特点
C1q分子的C端球形结构是与Ig上的补体 结合位点相结合的部位，它的启动可使 C1r构型改变，成为具有活性的C1r并诱 导C1s的活化，成为具有酯酶活性的C1s, 在 Mg2+存在下可启动补体活化的经典途径。
识别
活化
攻膜
9 9 9 9 9


（二）补体调节蛋白：是指存在于血浆中和细胞膜 表面，通过调节补体激活途径中关键酶而控制补体 活化强度和范围的蛋白分子。包括H因子〈C3b灭活 促进因子）、 I因子〈C3b灭活因子〉、 C1INH 〈 C1抑制物〉 、 C4bp 〈 C4结合蛋白〉 、S蛋白、 DAF（衰变加速因子）、 MCP 〈膜辅助蛋白〉 、 HRF（同源限制因子）、 MIRL（膜反应性溶解抑 制物）等。 （三）补体受体：是指存在于不同细胞膜表面，能 与补体激活过程中所形成的活性片段相结合，介导 多种生物效应的受体分子。CR1~5、C3aR、 C4aR、 C5aR、C1qR等。
第五章 补体系统
第一节 补体概述
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 存在于人和脊椎动物血清、组织液和细胞膜表面
Fra Baidu bibliotek
二、补体的命名

1．补体经典激活途径和终末成分按其发现先 后依次命名为C1、C2……C9； 2．补体旁路途径成分以大写英文字母表示， 如B因子、D因子、P因子； 3．具有酶活性的补体分子在其上加一横线表 示，如C1、C4b2b ； 4．补体在活化过程中被裂解为若干片段，分 别以该补体成分后附加小写英文字母表示，如 C3a、C3b、C5a； 5．补体调节蛋白根据其功能命名，如C1抑制 物、C4结合蛋白、衰 变加速因子等。
一、补体的生物功能 补体活化的共同终末效应是在细胞膜上组 装MAC所介导细胞溶解效应；同时，补体 活化过程中产生多种裂解片段，通过与细 胞膜表面相应受体结合而介导多种生物学 功能。

1、溶菌、溶解病毒和细胞的细胞毒
作用
补体激活后，可在靶细胞表面形成攻膜 复合体，使细胞膜表面出现许多小孔， 最终导致靶细胞溶解。 MAC的生物学效应是：溶解红细胞、血小 板和有核细胞；参与宿主抗细菌和抗病 毒防御机制。

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
CH1
CH2
Fc段
C1q 结 合位点 被屏障
暴露的 C1q结 合位点
IgM CH3区，IgG CH2区

3、活化过程： C1q仅与IgM的CH3区或 IgG1-3的CH2区结合才能活化； 每一个C1q分子必须同时与两个以上Ig分子 的Fc段结合可发生构型改变，使与C1q结合 的C1r活化，活化的C1r激活 C1s的丝氨酸蛋 白酶活性。 活化的C1s依次裂解C4、C2，形成具有酶活 性的C3转化酶（C4b2b），后者进一步酶解 C3并形成C5转化酶（C4b2b3b）。
补体激活的MBL途径
MBL ＋ C4 C4a ＋ C4b
丝氨酸蛋白酶
病原体 甘露糖残基 MASP + C4b2b
C2
C2a ＋ C2b
四、三条补体激活途径的特点及比
较
补体是一种相对独立的固有免疫防御机 制，在种系进化中，三条激活途径出现 的先后顺序是旁路途径、MBL途径和经 典途径。 三条途径起始各异，但存在相互交叉， 并具有共同的终末反应过程。

三条途径的区别

比较项目 经典途径 替代途径 激活物 抗原-抗体（IgM， 聚合的Ig， IgG1,2,3）复合物 脂多糖等 参与成分 C1~C9 参与离子 Ca2+,Mg2+ C3转化酶 C4b2b C3，C5~C9， BF，PF，DF等 Mg2+ C3bBb
MBL途径 MBL、病原体 甘露糖残基 C2~C9 Ca2+ C4b2b

三、针对攻膜复合物的调节作用
1、膜反应性溶解抑制物（MIRL）：可
阻止MAC组装，限制MAC对自身或同种细胞 的溶解破裂作用。
2、C8结合蛋白（C8bp）：能抑制MAC组
装及其对靶细胞的溶解破裂作用。
3、S蛋白：可阻碍C5b67复合物与靶细胞膜
结合而抑制MAC形成。
第四节 补体的生物学意义
C3
LPS，多糖，凝聚Ig等
活 化
C3b C5
C5b
C5b~9 MAC
C3
C3b
C3a B因子
D因子
C3bBb C3bBb3b C6 C7 C8 C9 （C3转化酶） （C5转化酶） 细
旁路途径
胞 溶 解
三、MBL激活途径

MBL途径又称凝集素途径，是指由血浆 中结合的凝集素直接识别多种病原微生 物表面的甘露糖残基，进而激活MBL相 关丝氨酸蛋白酶（MASP）、C4、C2、 C3，形成与经典途径中相同的C3转化酶 与C5转化酶的级联酶促反应过程。
三、补体的理化性质与生物合成

1、补体的理化性质： 补体成分均为糖蛋白，多属β球蛋白； 在生理情况下，多以酶前体形式存在； 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。

2、补体的生物合成： 血浆补体成分主要由肝脏合成，少数成 分由肝脏以外的细胞合成； 血清中补体含量相对稳定，在某些病理 情况下可有波动，如在感染、组织损伤 急性期以及炎症状态下，补体产生增多， 血清补体水平升高； 补 体 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。
第二节 补体激活
在生理情况下，血清中补体固有成分均以无活 性的酶前体形式存在，只有在某些活化物的作 用下，或在特定的固相表面上，补体各成分通 过其级联酶促反应才被依次激活，产生具有生 物学活性的产物。 补体激活过程依据其起始顺序不同，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 为经典途径；由病原体表面多糖直接激活C3从 而启动的途径称为旁路途径；由MBL与病原体 表面甘露糖残基结合启动激活途径，为MBL途 径。