第四章补体系统课件.ppt

1、第四十一章第四十一章 补体系统补体系统免疫教研室免疫教研室 赵俊杰赵俊杰目的要求 掌握：补体的概念、生物学功能掌握：补体的概念、生物学功能 熟悉：补体的组成及理化性质；熟悉：补体的组成及理化性质；三条补体激活途径的激活过程三条补体激活途径的激活过程 了解：补体系统的命名了解：补体系统的命名一、概述一、概述二、补体系统的激活与调节二、补体系统的激活与调节三、补体生物学作用三、补体生物学作用四、补体与临床疾病四、补体与临床疾病第一节第一节 概述概述Jules Bodet(1870-1961)Discoverer of Complement 19世纪末，在发现抗体后不世纪末，在发现抗体后不久，久，B

2、ordet 通过实验发现，通过实验发现，新鲜血清中存在一种不耐热新鲜血清中存在一种不耐热的成分，可辅助特异性抗体的成分，可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。介导的溶菌作用。+新鲜免疫血清新鲜免疫血清细菌细菌溶解溶解霍乱弧菌霍乱弧菌 +新鲜免疫血清在新鲜免疫血清在56加热加热30分钟分钟 细菌细菌凝集凝集再加新鲜免疫血清细菌再加新鲜免疫血清细菌 又溶解又溶解.由此试验得出新鲜免疫血清有两种成分：由此试验得出新鲜免疫血清有两种成分：1）对热稳定、能使细菌）对热稳定、能使细菌凝集凝集的成分，即的成分，即Ab。2）对热不稳定、可对热不稳定、可“补充补充”Ab溶解细菌的成溶解细菌的成分分，将其命名为，将其命

3、名为补体补体。补体（补体（complement，C）存在于人和脊椎动物血清、组织液中及存在于人和脊椎动物血清、组织液中及细胞膜上的一组球蛋白，经活化后具有酶细胞膜上的一组球蛋白，经活化后具有酶活性，是抗体发挥溶细胞作用的补充条件，活性，是抗体发挥溶细胞作用的补充条件，故称为故称为补体补体。一、补体系统的组成一、补体系统的组成补体固有成分：补体固有成分：存在于体液中，参与补体级存在于体液中，参与补体级联反应的补体成分，如联反应的补体成分，如C1,C2,C3C9、B因因子、子、D因子及因子及MBL等等补体调节蛋白：补体调节蛋白：包括备解素、包括备解素、I因子、因子、C1抑抑制物等制物等补体受体：补

4、体受体：包括包括CR1CR5、C3aR等等共包含共包含 30 余种余种二、命名原则二、命名原则C：静止状态（如：静止状态（如 C1 C9）C：激活状态（如：激活状态（如 C4b2a）iC：灭活状态（如：灭活状态（如 iC3b）a：代表某成分裂解后产生的小片段（如：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：代表某成分裂解后产生的大片段（如C3b）R:补体的受体补体的受体(CR1 or C5aR)三、补体的生物合成及理化性质三、补体的生物合成及理化性质 1.主要产生细胞为肝细胞和巨噬细胞；主要产生细胞为肝细胞和巨噬细胞；2.均为球蛋白；均为球蛋白；3.血清中各成

5、分含量不等，血清中各成分含量不等，C3含量最多含量最多；4.正常生理情况下，以非活性形式存在；正常生理情况下，以非活性形式存在；5.对热敏感：对热敏感：56，30min 可灭活可灭活；第二节第二节 补体系统的激活与调节补体系统的激活与调节 一、补体的激活途径一、补体的激活途径 补体系统各成分通常以补体系统各成分通常以非活性非活性状态存状态存在于血浆中，在活化物质作用下，补体发在于血浆中，在活化物质作用下，补体发生复杂的生复杂的级联反应级联反应(Cascade)，表现出生表现出生物学活性，此为补体的激活。物学活性，此为补体的激活。三条激活途径三条激活途径经典途径经典途径（classical pa

6、thway）旁路途径旁路途径（alternative pathway）MBL/MBL/凝集素凝集素途径途径（lectin pathway）共同末端效应（膜攻击阶段）共同末端效应（膜攻击阶段）（一）经典激活途径：（一）经典激活途径：激活剂激活剂：Ag-Ab复合物复合物(IgG1-3、IgM)参与成分参与成分：C1C9 激活过程激活过程（三个阶段）：（三个阶段）：识别阶段识别阶段 活化阶段活化阶段 膜攻击膜攻击阶段阶段 VHCH1CH2CH3VLCLCOONH3+Complement Binding Site补体结合部位补体结合部位（Fc）Antigen Binding Site抗原结合区（抗原结

7、合区（Fab）C1分子的结构和功能分子的结构和功能 C1q为为18条肽链组成的胶原蛋白样分子，条肽链组成的胶原蛋白样分子，3条肽条肽链一组形成链一组形成6个亚单位。个亚单位。C1r，C1s均为单链血清蛋白酶。均为单链血清蛋白酶。在钙镁离子参与下，一分子在钙镁离子参与下，一分子C1q与与2分子分子C1r和和2分子分子C1s形成复合物。形成复合物。C1是经典途径活化的始动分子。是经典途径活化的始动分子。C1q分子的分子的C端球形结构是与端球形结构是与Ig上的补体结合位点相结合的部位，上的补体结合位点相结合的部位，它的启动可使它的启动可使C1r构型改变，成为具有活性的构型改变，成为具有活性的C1r并

8、诱导并诱导C1s的的活化，成为具有酯酶活性的活化，成为具有酯酶活性的C1s,在在 Mg+存在下可启动补体活存在下可启动补体活化的经典途径。化的经典途径。激活条件：激活条件：1.只有只有Ab与与Ag结合暴露结合暴露Fc补体结合位点后才可活化补体结合位点后才可活化 2.C1q仅与仅与IgM的的CH3区或区或IgG的的CH2区结合才能活化区结合才能活化 3.C1必须与两个以上的必须与两个以上的Ig Fc结合才可活化结合才可活化 激活补体能力最强的激活补体能力最强的IgIg是：是：IgM IgM 1 1)识别阶段识别阶段：C1(C1q)C1(C1q)与与ICIC中中IgIg分子的补体结分子的补体结 合

9、位点结合，至合位点结合，至C1C1（酯酶）形成酯酶）形成 C1qrs C1qrs ICIC-C1q-C1q-C1r-C1r-C1sC1s2)2)活化阶段活化阶段：C1sC1s作用于后续成分作用于后续成分,至形成至形成 C3 C3转化酶转化酶和和C5C5转化酶转化酶C4-C4a+C4bC4-C4a+C4bC2-C2a+C2bC2-C2a+C2bC1sC1s -(转化酶转化酶)C3-C3b+C3aC3-C3b+C3a(转化酶转化酶)C1qSRSR细菌细菌C4C4aC4bC2C4bC2aC4bC2bC2C4b细菌细菌C1qRRSSC4aC2bC3转化酶转化酶C3b细菌细菌C3C3aC3aC5转化酶转

10、化酶C2aC4b 3 3）膜攻击阶段）膜攻击阶段 *C5C5转化酶转化酶 裂解裂解C5C5 系列的连接反应系列的连接反应 形成形成C5bC5bC9C9膜攻击复合物膜攻击复合物 (membrane attack complex,MAC）损伤靶细胞膜损伤靶细胞膜细胞崩解细胞崩解 C5C5C5a+C5bC5a+C5bC4b2a3bC4b2a3bC6C6、C7C7、C8C8、C9C9C5b6789(MAC)C5b6789(MAC)末端通路末端通路C5 C5 活化活化C3b C2aC4bC5bC5a C5b C6C7末端通路末端通路MACMAC形成形成C5b C6C7C8 C9C9C9C9C9C9C9C

11、9C9末端通路末端通路MACMAC插入胞膜插入胞膜MACMAC的的结构结构（二）旁路激活途径（二）旁路激活途径/替代途径替代途径：该途径越过了该途径越过了C1C1、C4C4、C2C2，直接激活直接激活C3C3。激活剂激活剂：细菌的多糖成分等颗粒表面，：细菌的多糖成分等颗粒表面，为补体激活提供接触面（保护面）为补体激活提供接触面（保护面）参与成分参与成分：B、D、P因子、因子、C3等等 C3 C3 自发性活化自发性活化C3H2OBDC3C3ab起始起始C3 C3 转化酶的产生转化酶的产生This C3b molecule has a very short half lifebC3bC3b C3b

12、 沉积在细菌表面沉积在细菌表面C3C3abC5bC5aBDbPC5转化酶形成转化酶形成如果不被降解如果不被降解旁路途径激活特点旁路途径激活特点 体内体内C3自发水解成自发水解成C3b，使替代途径处，使替代途径处于准激活状态于准激活状态 替代途径能识别自己与非己替代途径能识别自己与非己 替代途径是补体系统重要放大机制替代途径是补体系统重要放大机制（三）（三）MBL激活途径：激活途径：激活物激活物：MBLMBL（甘露聚糖结合的凝集素）（甘露聚糖结合的凝集素）MBLMBL产生产生：感染巨噬细胞、中性粒细胞活化产：感染巨噬细胞、中性粒细胞活化产生生TNFTNF、IL-1IL-1、IL-6IL-6等因子

13、等因子 ，诱发急性期反，诱发急性期反应，肝细胞激活合成分泌期急性蛋白（包括应，肝细胞激活合成分泌期急性蛋白（包括MBLMBL、C C反应蛋白等）反应蛋白等）MBLMBL特点特点：CaCa离子依赖蛋白，可与甘露糖残基离子依赖蛋白，可与甘露糖残基结合，结构与结合，结构与 C1qC1q类似，具有活化类似，具有活化C1q C1q 同样同样的生物学功能。的生物学功能。病原微生物感染病原微生物感染 M M 和中性粒细胞产生和中性粒细胞产生IL-1、IL-6、TNF 急性期反应急性期反应 肝脏产生肝脏产生MBLMBL等急性期蛋白等急性期蛋白 MBL与细菌甘露糖残基和丝氨酸蛋白酶结合与细菌甘露糖残基和丝氨酸蛋

14、白酶结合 MASP（MBL相关的相关的丝氨酸蛋白酶丝氨酸蛋白酶)水解水解C4C4和和C2C2 形成形成C3C3转化酶转化酶。激活过程：激活过程：（四）共同的末端通路（四）共同的末端通路（膜攻击阶段膜攻击阶段）-膜攻击复合物（膜攻击复合物（MAC)形成形成 C5转化酶转化酶 C5 C5a C5b C6,C7 C5b67 C8 C5b678 C9 C5b6789nC5b+C6+C7+C8+C9=MAC三种途径的比较三种途径的比较 经典途径经典途径 MBL途径途径 旁路途径旁路途径参与的参与的 C1C9 C2C9 C3,C5C9,B因子因子,补体成分补体成分 D因子因子,P因子因子 C3转化酶转化酶

15、 C4b2a C3bBb生物学作用生物学作用 Ab,参与特异性参与特异性体液免疫的应答体液免疫的应答阶段阶段，在感染在感染后期发挥作用后期发挥作用参与非特异性参与非特异性免疫感染早期免疫感染早期发挥作用发挥作用参与非特异性参与非特异性免疫，在感染免疫，在感染早期发挥作用早期发挥作用激活物质激活物质 Ag-Ab复合物复合物 病原微生物表病原微生物表 细菌、真菌、细菌、真菌、面的糖结构面的糖结构 病毒感染细胞病毒感染细胞C5转化酶转化酶 C4b2a3b C3bBb3b起始分子起始分子 C1q C2、C4 C3二、补体活化的调控二、补体活化的调控(一一)补体的自身调控补体的自身调控 补体激活过程中产

16、生的某些中间产物极不稳定，成为级联反应的重要自限因素。(二二)补体调节因子的作用补体调节因子的作用 经典途径和凝集素途径（I、CR1、MCP、DAF、C1INH、C4bp）旁路途径（I、H、CR1、MCP、DAF、P）末端通路（HRF、CD59、S蛋白、SP40/40）功能功能 溶细胞作用溶细胞作用 调理作用（调理作用（opsonization）C3b参与清除免疫复合物（参与清除免疫复合物（IC）引起炎症反应引起炎症反应 参与适应性免疫参与适应性免疫(一一)补体介导溶细胞作用补体介导溶细胞作用 补体激活补体激活 形成形成MACMAC *溶解病毒、溶菌溶解病毒、溶菌 抗微生物抗微生物 *溶解自身

17、细胞溶解自身细胞 组织损伤与疾病组织损伤与疾病（二）调理作用（二）调理作用 C3bC3b、C4bC4b可促进吞噬细胞的吞噬作用可促进吞噬细胞的吞噬作用 靶细胞靶细胞 氨基端氨基端-C3b-羧基端羧基端 吞噬细胞吞噬细胞 （C3b受体）受体）（三）免疫粘附作用（三）免疫粘附作用 抗原抗体复合物抗原抗体复合物 C3b/C4b 红细胞、血小板等，红细胞、血小板等，形成较大的聚合物，易被吞噬细胞吞噬形成较大的聚合物，易被吞噬细胞吞噬 调理作用调理作用 实际意义：抗感染。实际意义：抗感染。清除免疫复合物清除免疫复合物 （1 1）过敏毒素作用）过敏毒素作用：C3aC3a、C4aC4a、C5aC5a与与肥大

18、细胞、嗜碱性粒细胞表面受体结合肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面受体结合脱颗粒并释放组胺脱颗粒并释放组胺血管通透性增加、平血管通透性增加、平滑肌收缩。滑肌收缩。（2 2）趋化作用）趋化作用：C3aC3a、C5aC5a促进中性粒促进中性粒细胞趋化细胞趋化。C5a的炎症介质作用的炎症介质作用 1.激活中性激活中性粒细胞粒细胞2.促使中性粒促使中性粒细胞粘附细胞粘附3.促进中性粒细胞促进中性粒细胞迁移和趋化作用迁移和趋化作用4.激活单核细胞激活单核细胞5.激活肥大细激活肥大细胞胞,使之脱颗粒使之脱颗粒(过敏毒素作用过敏毒素作用)6.血管平滑肌收缩血管平滑肌收缩,血管渗透性增高血管渗透性增高（五）参与适应性免

19、疫（五）参与适应性免疫 参与免疫应答的诱导：参与免疫应答的诱导：C3b参与捕捉、固定抗参与捕捉、固定抗原，是抗原易被原，是抗原易被APC处理处理与提呈。与提呈。参与免疫细胞的增殖、分化：补体多种成分参与免疫细胞的增殖、分化：补体多种成分与与多种免疫细胞相互作用，调节细胞的增殖分化多种免疫细胞相互作用，调节细胞的增殖分化。参与免疫应答的效应：如细胞毒性、调理作用参与免疫应答的效应：如细胞毒性、调理作用及清除及清除IC。参与免疫记忆参与免疫记忆 第四节第四节 补体与临床疾病补体与临床疾病(一一)补体的遗传缺陷补体的遗传缺陷 1.补体组分缺损或异常 C1、C2、C4缺陷易发SLE 2.补体调节分子的

20、遗传缺陷 C1抑制物缺陷遗传性血管神经性水肿 I因子缺陷严重的反复细菌性感染C1IHN缺陷引起血管神经性水肿缺陷引起血管神经性水肿由于由于C1INH缺陷，缺陷，C1被无限制地激活，造被无限制地激活，造成成C4、C2裂解，因此裂解，因此C1INH缺陷中层患者缺陷中层患者常伴有常伴有C2、C4水平降水平降低。在疾病发作时可低。在疾病发作时可测不到测不到C4和和C2。C1INH缺陷使缓激肽、缺陷使缓激肽、激肽均增加，引起血激肽均增加，引起血管通透性增加，形成管通透性增加，形成组织水肿。组织水肿。补体缺陷的临床表现补体缺陷的临床表现(二二)补体含量改变补体含量改变 补体含量增高传染疾病时可见补体代偿性

21、增高恶性肿瘤时补体总量增高 补体含量降低补体消耗增多：如血清病、SLE补体大量丢失：如外伤、手术、大失血补体合成不足：主要见于肝病患者小结小结 1.补体的概念、组成及生物学功能。补体的概念、组成及生物学功能。2.补体经典途径、补体经典途径、MBL途径及旁路激活途途径及旁路激活途径的激活过程。径的激活过程。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。