补体系统PPT
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1、激活物:
细菌、病毒、真菌、寄生虫等 病原微生物或感染细胞表面以甘 露糖、岩藻糖、N-乙酰葡糖胺等 为糖基末端的糖结构。 起始步骤：MBL识别病原体表面
的糖结构
2、参与成分:
MASP2、 MASP1、C4、C2、C3、 C5~9。
MBL激活途径之识别、活化阶段
激活物
MBL（甘露聚糖结合凝集素）、CRP等急性期蛋白
MCP：与C3b结合，辅助、 促进I因子裂解灭活C3b
补体抑制因子
CD55
NH2
CL
CD46
NH2
CL
CL
CL
CL
CL
CL
CL
GPI锚固
胞膜 胞浆区
Decay-accelerating factor (DAF)
DAF：能竞争性抑制C2b与C4b结合，能竞争性抑制B因子与C3b结合，从 而阻止C3转化酶形成
1. C1 inhibitor(C1Inh)
抑制C1r，C1s和MASP活性，阻断C4b2a形成
2. C4结合蛋白（ C4bp ）, Factor I
3. 膜辅助蛋白（MCP/CD46） 和衰变加速因子（ DAF /
CD55）
均表达于自身细胞如外周 血细胞、上皮细胞、内皮细胞 和成纤维细胞表面，保护宿主 细胞免遭补体介导的溶解作用。
命名规则
按其被发现的先后分别命名为C1(C1q，C1r，C1s)， C2 …C9。 旁路途径的成分以大写英文字母表示，如B 因子、D因子、P因子。
补体调节蛋白则根据其功能命名，如C1 抑制物、C4结 合蛋白(C4bp) 等。对于补体受体，多以其结合对象命 名，如C3aR。
C：静止状态（如 C1-C9，C1q）
抑制 C4b2a 、 C3bBb 、 C4b2a3b 、 C3bBb3b 形成与活性 抑制 C4b2a 、 C3bBb 、 C4b2a3b 、 C3bBb3b 形成与活性 抑制 C4b2a 、 C3bBb 、 C4b2a3b 、 C3bBb3b 形成与活性
抑制 MAC 形成
Regulation of classical and MBL pathway
MBL途径
C4b2a （C3转化酶）
MBL
+ 病原体
丝氨酸 蛋白酶
C3 MASP
C3b
甘露糖
C3
旁路途径
C3b
C3bBb
（C3转化酶）
B因子 D
因子
C4b2a3b （C5转化酶）
C5
C5b
C5b~9 MAC
（CC35b转B化b3酶b ）C6 C7 C8 C9
三、补体活化的调控(Regulation)
二、补体的激活途径（Complement Activation）
Classical pathway 经典途径 Alternative pathway 替代途径 MBL pathway 甘露聚糖结合凝集素途径
经典激活途径 (classical pathway)
激活物质
抗原抗体（ IgG1、2、3，IgM）复合物。
补体调节蛋白及其功能
功能
抑制 C1r、 C1s 、MASP 活性，阻断 C4b2a 形成 抑制 C4b2a 、 C4b2a3b 形成与活性 抑制 C4b2a 、 C3bBb 、 C4b2a3b 、 C3bBb3b 形成与活性 抑制 C3bBb 、 C3bBb3b 形成与活性
稳定 C3bBb 抑制 MAC 形成 抑制 MAC 形成
（一）补体活化的自身调控： 补体活性片段不稳定，若未及时与靶细胞结合易发生
自发性衰变、失活； （二）补体调节蛋白的调节
血浆和细胞膜表面多种补体调节蛋白，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。
调节蛋白 可溶性调节蛋白
C1 抑制物（C1INH） C4 结合蛋白（C4bp） I 因子（If） H 因子（Hf） P 因子（Pf） S 蛋白（SP） 群集素 膜型调节蛋白 补体受体 1（CR1） 衰变加速因子（DAF） 膜辅蛋白（MCP） MIRL/CD59
感染细胞等 2、参与成分：
C3、B因子、D因子、P因子
不依赖抗体，在感染早期参与机体防御机制。
B C3b
C3bB
D
P
C3bBb
C3bBbP
C3转化酶形成
C3b C3bBb
C3b C3bBbC3b
C3bnBb
C5转化酶形成
Mannose-binding lectin（MBL）pathway
甘露聚糖结合凝集素途径
关键酶 MBL相关的丝氨酸蛋白酶（MASP） 激活过程
MBL +
C4
C4a + C4b
病原体 +丝氨酸蛋白酶 甘露糖残基
C2
MASP
+ C4b2a (C3转化酶） C2b + C2a
后续步骤同经典途径
经典途径
补体三条激活途径全过程示意图
抗原抗体复合物（IgG或IgM）
C1qr2s2
C1qr2s2
C4+C2
heat-labile component
一、概述（Introduction）
补体系统（Complement system）: 广泛存在于血清、组织液中的一组不耐热，经活化
后具有酶活性、可介导免疫应答和炎症反应的糖蛋白。 由30多种可溶性和膜结合蛋白组成。
被激活后具有调理吞噬、溶解细胞、介导炎症、调 节பைடு நூலகம்疫应答和清除免疫复合物等生物学功能。
Regulation of alternative pathway
CR1,MCP or factor H prevents binding of C3b and Factor B.
Inhibitor-bound C3b is cleaved by factor I.
Regulation of alternative pathway
补体系统
The Complement System
病原生物学与免疫学系
补体的发现
感染霍乱 豚鼠血清
霍乱弧菌菌液 凝集 正常豚 鼠血清
感染霍乱 豚鼠血清
56℃， 30分钟
凝集
溶菌 溶菌
Jules Bordet (1870-1961), discoverer of complement
溶菌
Specific antibodies heat-insensitive
mediate inflammatory response.
遗传性补体缺陷
补体固有成分缺陷：MBL及C3缺乏
严重的反复感染、自身免疫病
补体调节蛋白缺陷：
补体异常激活
C1INH缺陷 遗传性血管性水肿
膜结合补体调节（DAF）蛋白缺乏：导致细胞溶解
加剧：阵发性夜间血红蛋白尿。
红细胞表面CR1表达减少：自身免疫病SLE
补体受体 ( Complement Receptor CR)
Many cells express one or more membrane receptors for complement products, and CR is essential because the majority of the effects of complement are mediated through these molecules.
补体受体( Complement Receptor，CR)
1. CR1 （C3b/C4bR、CD35） ligand: C3b、C4b Expressed cell: erythrocytes and leukocytes Function: Inhibit complement activation, assist factor I
Ligand: iC3b Expressed cell: mononuclear phagocytes, neutrophils,
NK cells and mast cells
Function: Aiding adhesion of leukocytes to complement-
coated particles and facilitating phagocytic ingestion of these particles
抗 原 <40nm 抗 原
膜攻击阶段
膜攻击复合物（MAC）—C56789形成
C5b+C6+C7+C8+C9 = MAC
补体膜攻击单位结构 MAC 造成的细胞膜损伤
C6 C7
C5b C8
C9 多聚 体
补体杀伤寄生虫
被攻击前
被攻击后
旁路途径（Alternative pathway）
1、激活物： 细菌（LPS、酵母多糖、葡聚糖）、真菌、病毒
to degrade C3b or C4b Opsonization Clearance of immune-complex Immune regulation
免疫粘附/清除(Immune clearance)
2. CR2 （ C3dR，CD21 ） ligand: iC3b, C3d and C3dg Expressed cell: B Lymphcyte Function: Co-receptor of B cell
参与成分
9种成分，11种蛋白质
识别阶段 识别单位：C1q、C1r、C1s 活化阶段 活化单位：C4、C2、C3 膜攻击阶段 膜攻击单位：C5∽C9
激活条件
C1q激活
➢ 抗体Fc段暴露出补体结合位点(IgG CH2区， IgM CH3区) ➢ C1q分子必须同时与两个以上的活化位点相结合才能被激活
IgG 分 子 结 合 抗 原 前 后 的 构 象 变 化
疾病与补体异常
感染性疾病：
SARS，胃炎，肾炎、肝炎等： C3
中枢神经系统：
神经退行性疾病：Alzheimer， 帕金森等，补体水平
自身免疫性疾病：
RA，SLE：活动期：C3
肿瘤：补体水平
第四节 补 体 的 生 物 学 作 用
补体系统的效应
MBP途径
经典途径 调理作用
C3
C3b
C3a
三条激活途径（Activation Pathway）: 一系列丝氨酸蛋白酶的级联酶解反应.
补体系统的组成
补体的固有成分：存在于体液中，参与补体级联反应 的成分，如C1,C2,C3…C9、B因子、D因子等。 补体调节蛋白：包括备解素、I因子、C1抑制物等 补体受体：包括CR1-CR5、C3aR等 共30余种,其中C3的含量最高、C1q的分子量最大。
C：激活状态（如 C4b2b）
iC：灭活状态（如 iC3b）
a：代表某成分裂解后产生的小片段（如C3a）
b：代表某成分裂解后产生的大片段（如C3b）
理化性质
➢自然条件下，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 ➢补体大多是 球蛋白，少数是 及 球蛋白 ➢性质极不稳定，56℃、30 min可灭活 ➢补体含量相对稳定，各成分中，以C3含量最高 ➢主要由肝细胞和巨噬细胞产生
4. C3aR and C5aR Ligand: C3a, C5a Expressed cell:
C3aR: eosinophils, basophiles, neutrophils, C5aR: all leukocytes and mast cells
Function: behave like chemokine.
Specific receptor of EB virus
B Cell Co-Receptor Complex
Enhances B Cell Signalling
CD19
3. CR3 and CR4（ iC3bR、CD11b/CD18）
Belong to the integrin family of cell adhesion molecules
Factor H
哺乳动物细胞表面
微生物细胞表面
唾液酸 H
C3b
灭活
C3b
Bb
H
补体激活末端通路的调节
S protein ：阻止C5b67插 入细胞脂质双层膜。
膜反应性溶破抑制物(MIRL/ CD59):广泛表达于多种组织 细胞和血细胞表面。阻止 MAC的组装
同源限制因子 (HRF) ：表达 于外周血细胞表面，与C8 结合，抑制补体介导的溶血。
C5
C5b-9
C5a
旁路途径 活化巨噬细胞
直接杀伤靶细胞 MAC
活化肥大细胞
清除免疫复合物
补体的功能
immune complex
LYSIS
MAC
结合抗原之前
结合抗原之后
Fc段
CH1
C1q 结合 位点被
CH2 屏障
暴露的 C1q结 合位点
补体活化的经典途径
C1q
C1r C1s
C1qr2s 2
抗体
C1分子的结构与功能
C1由 一个C1q、两个 C1r 和两个C1s分子的 共同组成。一个C1q分 子如果同时与两个以上 的Fc段结合将造成其构 象的变化，继之使C1r 和C1s活化，启动补体 活化的经典途径。
细菌、病毒、真菌、寄生虫等 病原微生物或感染细胞表面以甘 露糖、岩藻糖、N-乙酰葡糖胺等 为糖基末端的糖结构。 起始步骤：MBL识别病原体表面
的糖结构
2、参与成分:
MASP2、 MASP1、C4、C2、C3、 C5~9。
MBL激活途径之识别、活化阶段
激活物
MBL（甘露聚糖结合凝集素）、CRP等急性期蛋白
MCP：与C3b结合，辅助、 促进I因子裂解灭活C3b
补体抑制因子
CD55
NH2
CL
CD46
NH2
CL
CL
CL
CL
CL
CL
CL
GPI锚固
胞膜 胞浆区
Decay-accelerating factor (DAF)
DAF：能竞争性抑制C2b与C4b结合，能竞争性抑制B因子与C3b结合，从 而阻止C3转化酶形成
1. C1 inhibitor(C1Inh)
抑制C1r，C1s和MASP活性，阻断C4b2a形成
2. C4结合蛋白（ C4bp ）, Factor I
3. 膜辅助蛋白（MCP/CD46） 和衰变加速因子（ DAF /
CD55）
均表达于自身细胞如外周 血细胞、上皮细胞、内皮细胞 和成纤维细胞表面，保护宿主 细胞免遭补体介导的溶解作用。
命名规则
按其被发现的先后分别命名为C1(C1q，C1r，C1s)， C2 …C9。 旁路途径的成分以大写英文字母表示，如B 因子、D因子、P因子。
补体调节蛋白则根据其功能命名，如C1 抑制物、C4结 合蛋白(C4bp) 等。对于补体受体，多以其结合对象命 名，如C3aR。
C：静止状态（如 C1-C9，C1q）
抑制 C4b2a 、 C3bBb 、 C4b2a3b 、 C3bBb3b 形成与活性 抑制 C4b2a 、 C3bBb 、 C4b2a3b 、 C3bBb3b 形成与活性 抑制 C4b2a 、 C3bBb 、 C4b2a3b 、 C3bBb3b 形成与活性
抑制 MAC 形成
Regulation of classical and MBL pathway
MBL途径
C4b2a （C3转化酶）
MBL
+ 病原体
丝氨酸 蛋白酶
C3 MASP
C3b
甘露糖
C3
旁路途径
C3b
C3bBb
（C3转化酶）
B因子 D
因子
C4b2a3b （C5转化酶）
C5
C5b
C5b~9 MAC
（CC35b转B化b3酶b ）C6 C7 C8 C9
三、补体活化的调控(Regulation)
二、补体的激活途径（Complement Activation）
Classical pathway 经典途径 Alternative pathway 替代途径 MBL pathway 甘露聚糖结合凝集素途径
经典激活途径 (classical pathway)
激活物质
抗原抗体（ IgG1、2、3，IgM）复合物。
补体调节蛋白及其功能
功能
抑制 C1r、 C1s 、MASP 活性，阻断 C4b2a 形成 抑制 C4b2a 、 C4b2a3b 形成与活性 抑制 C4b2a 、 C3bBb 、 C4b2a3b 、 C3bBb3b 形成与活性 抑制 C3bBb 、 C3bBb3b 形成与活性
稳定 C3bBb 抑制 MAC 形成 抑制 MAC 形成
（一）补体活化的自身调控： 补体活性片段不稳定，若未及时与靶细胞结合易发生
自发性衰变、失活； （二）补体调节蛋白的调节
血浆和细胞膜表面多种补体调节蛋白，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。
调节蛋白 可溶性调节蛋白
C1 抑制物（C1INH） C4 结合蛋白（C4bp） I 因子（If） H 因子（Hf） P 因子（Pf） S 蛋白（SP） 群集素 膜型调节蛋白 补体受体 1（CR1） 衰变加速因子（DAF） 膜辅蛋白（MCP） MIRL/CD59
感染细胞等 2、参与成分：
C3、B因子、D因子、P因子
不依赖抗体，在感染早期参与机体防御机制。
B C3b
C3bB
D
P
C3bBb
C3bBbP
C3转化酶形成
C3b C3bBb
C3b C3bBbC3b
C3bnBb
C5转化酶形成
Mannose-binding lectin（MBL）pathway
甘露聚糖结合凝集素途径
关键酶 MBL相关的丝氨酸蛋白酶（MASP） 激活过程
MBL +
C4
C4a + C4b
病原体 +丝氨酸蛋白酶 甘露糖残基
C2
MASP
+ C4b2a (C3转化酶） C2b + C2a
后续步骤同经典途径
经典途径
补体三条激活途径全过程示意图
抗原抗体复合物（IgG或IgM）
C1qr2s2
C1qr2s2
C4+C2
heat-labile component
一、概述（Introduction）
补体系统（Complement system）: 广泛存在于血清、组织液中的一组不耐热，经活化
后具有酶活性、可介导免疫应答和炎症反应的糖蛋白。 由30多种可溶性和膜结合蛋白组成。
被激活后具有调理吞噬、溶解细胞、介导炎症、调 节பைடு நூலகம்疫应答和清除免疫复合物等生物学功能。
Regulation of alternative pathway
CR1,MCP or factor H prevents binding of C3b and Factor B.
Inhibitor-bound C3b is cleaved by factor I.
Regulation of alternative pathway
补体系统
The Complement System
病原生物学与免疫学系
补体的发现
感染霍乱 豚鼠血清
霍乱弧菌菌液 凝集 正常豚 鼠血清
感染霍乱 豚鼠血清
56℃， 30分钟
凝集
溶菌 溶菌
Jules Bordet (1870-1961), discoverer of complement
溶菌
Specific antibodies heat-insensitive
mediate inflammatory response.
遗传性补体缺陷
补体固有成分缺陷：MBL及C3缺乏
严重的反复感染、自身免疫病
补体调节蛋白缺陷：
补体异常激活
C1INH缺陷 遗传性血管性水肿
膜结合补体调节（DAF）蛋白缺乏：导致细胞溶解
加剧：阵发性夜间血红蛋白尿。
红细胞表面CR1表达减少：自身免疫病SLE
补体受体 ( Complement Receptor CR)
Many cells express one or more membrane receptors for complement products, and CR is essential because the majority of the effects of complement are mediated through these molecules.
补体受体( Complement Receptor，CR)
1. CR1 （C3b/C4bR、CD35） ligand: C3b、C4b Expressed cell: erythrocytes and leukocytes Function: Inhibit complement activation, assist factor I
Ligand: iC3b Expressed cell: mononuclear phagocytes, neutrophils,
NK cells and mast cells
Function: Aiding adhesion of leukocytes to complement-
coated particles and facilitating phagocytic ingestion of these particles
抗 原 <40nm 抗 原
膜攻击阶段
膜攻击复合物（MAC）—C56789形成
C5b+C6+C7+C8+C9 = MAC
补体膜攻击单位结构 MAC 造成的细胞膜损伤
C6 C7
C5b C8
C9 多聚 体
补体杀伤寄生虫
被攻击前
被攻击后
旁路途径（Alternative pathway）
1、激活物： 细菌（LPS、酵母多糖、葡聚糖）、真菌、病毒
to degrade C3b or C4b Opsonization Clearance of immune-complex Immune regulation
免疫粘附/清除(Immune clearance)
2. CR2 （ C3dR，CD21 ） ligand: iC3b, C3d and C3dg Expressed cell: B Lymphcyte Function: Co-receptor of B cell
参与成分
9种成分，11种蛋白质
识别阶段 识别单位：C1q、C1r、C1s 活化阶段 活化单位：C4、C2、C3 膜攻击阶段 膜攻击单位：C5∽C9
激活条件
C1q激活
➢ 抗体Fc段暴露出补体结合位点(IgG CH2区， IgM CH3区) ➢ C1q分子必须同时与两个以上的活化位点相结合才能被激活
IgG 分 子 结 合 抗 原 前 后 的 构 象 变 化
疾病与补体异常
感染性疾病：
SARS，胃炎，肾炎、肝炎等： C3
中枢神经系统：
神经退行性疾病：Alzheimer， 帕金森等，补体水平
自身免疫性疾病：
RA，SLE：活动期：C3
肿瘤：补体水平
第四节 补 体 的 生 物 学 作 用
补体系统的效应
MBP途径
经典途径 调理作用
C3
C3b
C3a
三条激活途径（Activation Pathway）: 一系列丝氨酸蛋白酶的级联酶解反应.
补体系统的组成
补体的固有成分：存在于体液中，参与补体级联反应 的成分，如C1,C2,C3…C9、B因子、D因子等。 补体调节蛋白：包括备解素、I因子、C1抑制物等 补体受体：包括CR1-CR5、C3aR等 共30余种,其中C3的含量最高、C1q的分子量最大。
C：激活状态（如 C4b2b）
iC：灭活状态（如 iC3b）
a：代表某成分裂解后产生的小片段（如C3a）
b：代表某成分裂解后产生的大片段（如C3b）
理化性质
➢自然条件下，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 ➢补体大多是 球蛋白，少数是 及 球蛋白 ➢性质极不稳定，56℃、30 min可灭活 ➢补体含量相对稳定，各成分中，以C3含量最高 ➢主要由肝细胞和巨噬细胞产生
4. C3aR and C5aR Ligand: C3a, C5a Expressed cell:
C3aR: eosinophils, basophiles, neutrophils, C5aR: all leukocytes and mast cells
Function: behave like chemokine.
Specific receptor of EB virus
B Cell Co-Receptor Complex
Enhances B Cell Signalling
CD19
3. CR3 and CR4（ iC3bR、CD11b/CD18）
Belong to the integrin family of cell adhesion molecules
Factor H
哺乳动物细胞表面
微生物细胞表面
唾液酸 H
C3b
灭活
C3b
Bb
H
补体激活末端通路的调节
S protein ：阻止C5b67插 入细胞脂质双层膜。
膜反应性溶破抑制物(MIRL/ CD59):广泛表达于多种组织 细胞和血细胞表面。阻止 MAC的组装
同源限制因子 (HRF) ：表达 于外周血细胞表面，与C8 结合，抑制补体介导的溶血。
C5
C5b-9
C5a
旁路途径 活化巨噬细胞
直接杀伤靶细胞 MAC
活化肥大细胞
清除免疫复合物
补体的功能
immune complex
LYSIS
MAC
结合抗原之前
结合抗原之后
Fc段
CH1
C1q 结合 位点被
CH2 屏障
暴露的 C1q结 合位点
补体活化的经典途径
C1q
C1r C1s
C1qr2s 2
抗体
C1分子的结构与功能
C1由 一个C1q、两个 C1r 和两个C1s分子的 共同组成。一个C1q分 子如果同时与两个以上 的Fc段结合将造成其构 象的变化，继之使C1r 和C1s活化，启动补体 活化的经典途径。