医学免疫学第五章 补体系统

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二、旁路（替代）途径
激活物：细菌、其它成分（LPS、肽聚糖、酵 母多糖等）和凝聚的IgA和IgG4等物质。 参与成分： C3、C5~C9 、B、 D、 P因子 参与非特异性免疫，在进化和发挥抗感染作 用的过程中，旁路途径是最先出现和发挥作用
的，有早期抗感染作用。
二、旁路（替代）途径
早期抗感染的原因有三个
基本概念
一般理化性质：
主要产生细胞为肝细胞和巨噬细胞； 糖蛋白,且多属ß球蛋白； 血清中各成分含量不等，C3含量最多； 加热56℃，30min 失活; 正常生理情况下，以非活化形式存在.
第二节 补体激活途径
在激活物作用下，在特定的固相表面，补 体可被激活，这是一个级联放大反应，最终导 致溶细胞效应。依据补体的激活物、起始顺序 不同可分3条途径：
旁路途径是补体系统重要的放大机制
二、旁路（替代）途径
三、MBL途径（甘露糖结合凝集素途径）
激活物: MBL/纤维胶原素FCN与病原体结合物
MBL: mannan-binding lecMtiAnSP1 C3 MASP:MBL-associated seMriAnSePp2roteasCe4、C2
经典途径 旁路途径 MBL途径
激活物是什么? 参与的成分是什么? 最终导致的结果是否相同? 补体激活的本质和意义是什么?
膜攻击复合物
补体系统激活的三条途径
经典途径
抗原抗体复合物
MBL途径
病原体甘露糖残基
旁路途径
病原体固相表面
前端效应
C1q C4,C2
末短通路
MBL-MASP
C4,C2
C3
C5
C6 C7 C8 C9
• 既参与免疫生理，也参与免疫病理，是免疫系统重 要的效应和效应放大系统。
• 补体缺陷、功能障碍或过度活化与多种疾病的发生 和发展过程密切相关。
内容
补体概述 补体系统的激活 补体激活的调节 补体的生物学作用 补体与疾病的关系
第一节补体概述
补体 (complement, C)
是存在于人体或脊椎动物血清、 组织液或细胞膜表面的一组不耐 热的经活化后具有酶活性的蛋白
抑制补体激活（抑制C3转化酶的形成） 调理作用（CR1是调理素受体） 清除免疫复合物（RBC表面的CR1） 免疫调节（促进B细胞的分化/增强ADCC效应）
• （二）补体受体2（CR2） • 单链跨膜糖蛋白 • 树突状细胞/B淋巴细胞/鼻咽部上皮细胞/
吞噬细胞及某些T细胞 • 配体C3d C3dg iC3b • 主要生物学功能
识别阶段
活化阶段
C4b2a
C2b
C4b2a3b
膜攻击阶段
C5 C5a
C5b
C5b—C9(MAC)
C6 C7C8C9
一、经典途径(classical pathway)
C5为2肽链结构，分别为、链
过敏毒素
C5a
C5转化酶 (C4b2a3b)
C5b
S S
参与膜攻击复合物的形成
一、经典途径(classical pathway)
结构
C2
C4a + C4b
C4b2a
（C3转化酶） C2a + C2b
MASP1
C3
C3b
旁路激活途径
参与MBL途径的成分
C1s
MBL
MASP1
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C3、C5~C9 浙中医大 微免教研室 刘文洪
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MBL途径
MASP1
MBL
C4b2a 是C3 转化酶; 它将导致C5转化酶的产生
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大多数补体活化后的产物极不稳定，如： C3b,C4b半衰期60微秒 C4b2a的半衰期在37ºC为5分钟 C5b半衰期在37ºC为2.3分钟 C567半衰期0.1秒 C5a, C3a, C4a可以被羧肽酶裂解
C1qrs 降解
C1INH
通过DAF 控制C3自发的活化
DAF 使C3b与Bb解离
b C3b
C4b2a C4b2a3b 参与非特异性免疫 在感染急性期起作用
第三节 补体激活的调节
一、调控的意义 •防止补体过度消耗 •确保酶促反应发生在靶细胞表面, 避 免过量的生物活性物质引起的炎症反 应,使自身组织或细胞不受损伤
• 1. 控制补体活化的启动
• 2. 补体活性片段发生自身衰变（自身衰变失活） • 3. 血浆和细胞膜表面存在多种补体调节蛋白，通
质.
补体是天然免疫的重要组成部分, 担
负抗感染和免疫调节作用, 并参与免疫 病理反应。
基本概念
补体系统 (complement system)
是由存在于人和脊椎动物血清、组织液和
细胞膜表面的一组经活化后具有酶活性的蛋 白质、调节蛋白和相关膜蛋白共同组成的系
统。
30多种蛋白
基本概念
补体系统的组成
根据生物学功能分为三类：
C9为单链结构, N端以亲水性氨基酸为主， C端均以疏水性氨基酸为主。
N 亲水区
C 疏水区
MAC形成
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一、经典途径(classical pathway) C5b+C6+C7+C8+C9多聚体 = MACs
补体膜攻击单位结构
MACs 造成的细胞膜损伤
C6 C7 C5b
C8
C9多 聚体
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细胞膜 浙中医大 微免教研室 刘文洪
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C3转化酶的形成(C4b2a 为C3转化酶)
C4b
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C5转化酶的形成(C4b2a3b 是C5 转化酶)
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C4b
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第五章 补体系统 （Complement)
Jules Bodet (1870-1961),
Discoverer of Complement
比利时科学家Bordet 1919年获诺贝尔奖
新鲜抗血清 +
细菌
无凝集现象
镜检
细菌裂解
加热的抗血清+细菌 有凝集现象
无抗体的新鲜血清+细菌
无凝集现象
镜检
细菌不裂解
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补体系统的激活
三条途径比较
经典途径
旁路途径
MBL途径
激活物质
AgAb复合物 细菌、聚合IgA
参与补体成分 C1~C9
C3、C5~C9,B、D、P
C3转化酶
C4b2a
C5转化酶
C4b2a3b
作用
参与特异性体液 参与非特异性免疫
免疫
在感染早期发挥作用
MBL与病原体结合物 C2~C9
CR1 自体同源细胞膜
补体受体（补充）
补体受体 (complement recepter),CR
分布在细胞膜上的能与补体活性 分子相结合的一种表面糖蛋白。
• （一）补体受体1（CR1） • 单链膜结合蛋白 • 红细胞/中性粒/巨噬细胞/嗜酸性粒/TB淋
巴细胞/树突状细胞 • 配体C3b C4b • 主要生物学功能
Bordet的免疫血清溶破红细胞 实验证明免疫血清中的热敏感 物质具溶细胞的作用。
新鲜血清中存在一种不耐热的成分， 可辅助特异性抗体使细菌溶解，由于这 种成分是抗体发挥溶细胞作用的必要补 充条件，被称为补体（complement,C）
• 补体激活后可介导多种生物学效应，是抗体发挥免 疫效应的主要机制之一，并对免疫系统的功能具有 调节作用。
免疫调节作用
（调节B细胞增殖、分化、记忆和抗体的产生）
EB病毒的受体
（与Bukitt淋巴瘤、鼻咽癌等疾病的发生有关）
• （三）补体受体3（CR3） • 粘附分子整合素家族成员 • 骨髓来源的细胞表面 • 配体iC3b • 主要生物学功能
补体固有成分：
C1(C1q，C1r，C1s)、C2~C9
MBL（甘露糖结合凝集素）、
参与补体激活
MASP（MBL相关丝氨酸蛋白酶）
B因子、 D因子、 P因子
补体调节蛋白：
可溶性: C1INH、C4bp 、I因子、H因子等
膜结合性: MCP(膜辅助蛋白） 、
DAF（衰变加速因子） 、同源限制因子等
C6 C7C8C9
一、经典途径(classical pathway)
具有催化作用的分子
具有识别作用的分子
一、经典途径(classical pathway)
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
CH2
合位点
被屏障
暴露 C1q结 合位点
参与特异性体液免疫应答的效应,在抗感 染作用的中晚期起作用。
C1(C1q→C1r→C1s)→C4→C2→C3→C5→C6→C7→C8→C9
识别阶段
活化阶段
膜攻击阶段
一、经典途径(classical pathway)
识别阶段
活化阶段
C4b2a
C2b
C4b2a3b
膜攻击阶段
C5 C5a
C5b
C5b—C9(MAC)
MAC组装
B,D,P
补体系统的激活
•经典途径 •旁路途径 •MBL途径
一、经典途径(classical pathway)
激活物：Ag-Ab复合物( IgG、IgM ) 参与成分：C1、C4、C2、C3、C5~C9 激活过程（三个阶段）：
识别阶段: C1的形成 活化阶段: C3转化酶和C5转化酶的形成(convertase) 膜攻击阶段:膜攻击复合物（membrane attack complex, MAC）形成
MBL在正常血清中的水平低，在急性相反应时， 其水平明显升高，MBL是1种急性相蛋白。
MBL与C1q并不具有氨基酸序列上的同源性， 但二者的分子结构类似。
MBL的结构示意图
三、MBL途径（甘露糖结合凝集素途径）
MBL激活物－－含N氨基半乳糖或甘露糖的微生物
MBL
C4
病原
体表
+ 面的 糖类
MASP2
补体受体成分：CR1 ~ CR5；C3aR 、C5aR 、C1qR
基本概念
补体系统的命名
参与经典途径的固有成分按发现的先后顺序命名 如： C1~ C9 C1（C1q C1r C1s） 其他成分用英文大写字母表示如：B因子、D因子等； 补体调节蛋白多以其功能进行命名
如：C1抑制分子、C4结合蛋白、衰变加速因子; 补体活化后的裂解片段 如：C3a(小)和C3b(大); 具有酶活性的成分或复合物 如： C3bBb。 灭活的补体片段 如: iC3b。
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（抑制物的灭活作用）
补体调节因子
可溶性
细胞膜上
C1抑制分子 (C1INH)
膜辅助蛋白 (MCP)
C4结合蛋白 (C4bp)
衰变加速因子 (DAF)
I因子 H因子
同源限制因子 (HRF)
过敏毒素灭活剂
CD59
自行衰变（补体的自身调控）
C5b
C5b—C9(MAC)
C6 C7C8C9
C4
一、经典补途体径(系cla统ssic的al 激pat活hway)
C4b2a
过敏毒素
参与C3和C5转 化酶的形成
Ｃ３结构图
一、经典途径(classical pathway)
补体片段如何 结合于细胞膜
（硫酯键）
一、经典途径(classical pathway)
C1分子与抗原抗体复合物的结合
一、经典途径(classical pathway)
C1r N
C1s N
C1r、C1s分子结构
SS C
C1q
C1r
SS
C C1s
C1r
蛋白酶活性区
一、经典途径(classical pathway)
识别阶段
活化阶段
C4b2a
C2b
C4b2a3b
膜攻击阶段
C5 C5a
参与非特异性免疫，在感染急性期发挥有效的 防御作用。
MBL→MASP→C4→C2→C3→C5→C6→C7→C8→C9
识别阶段 活化阶段
膜攻击阶段
三、MBL途径（甘露糖结合凝集素途径）
MBL（急性期蛋白）
病原微生物（感染急性期）
巨噬细胞 中性粒细胞
TNF-α IL-1 IL-6
细胞因子
肝细胞
MBL
MBL与C1q 分子结构类似
C3b
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b C3b C4b
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C6
C7
b
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MAC形成并插入到细胞内
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C6
C7
b
CC9 C9
C 9
C 9C
9C 9
C 9
C 9
9
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C3b 的稳定和C5 的活化 C3b 找到一个激活膜
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C3b
b
b
C3b
进入膜攻击阶段
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二、旁路（替代）途径
旁路途径的两个重要特点
旁路途径可以识别自己与非己
C3b与自身细胞表面结合,则被调节蛋白迅速灭活; C3b与缺乏调节蛋白的微生物表面结合，则与B因 子形成稳定复合物。
不需要AgAb复合物 （一周左右） 越过C1、C4、C2，直接激活C3 细菌进入机体的同时，旁路途径的激
活物也随之出现，直接激活C3。
二、旁路（替代）途径
二、旁路（替代）途径 B因子及其功能
B因子为存在于血清中的单链糖蛋白
N
C
Ba（234aa）
Bb（505aa）
D 因子 C3b
蛋白酶活性区
C3bBb（C3转化酶）