1、第二节第二节 补体系统补体系统(Complement system)Complement system)1Discoverer of Complement 1894,Bordet 发现绵羊抗发现绵羊抗霍乱血清能够溶解霍乱弧霍乱血清能够溶解霍乱弧菌，加热菌，加热56C 30 min 阻阻止其活性；加入新鲜非免止其活性；加入新鲜非免疫血清可恢复其活性。疫血清可恢复其活性。Ehrlich 在同时独立发现在同时独立发现了类似现象，将其命名为了类似现象，将其命名为补体（补体（Complement）Jules Bodet(1870-1961)2霍乱弧菌抗霍乱弧菌抗体霍乱弧菌抗霍乱弧菌抗体 细菌凝聚成团，细
2、菌凝聚成团，但细菌不死但细菌不死霍乱弧菌抗霍乱弧菌抗体正常新鲜血清霍乱弧菌抗霍乱弧菌抗体正常新鲜血清 细菌裂解（溶菌反应）细菌裂解（溶菌反应）解释：正常血清中有一种物质，补充了抗体作用的解释：正常血清中有一种物质，补充了抗体作用的不足，称之为补体不足，称之为补体补体有协助，补充，加强抗体的免疫作用补体有协助，补充，加强抗体的免疫作用 3 一、概念与基本特性一、概念与基本特性 补体（补体（complement,Ccomplement,C）概念）概念 存在于人或脊椎动物血清与组织液中的存在于人或脊椎动物血清与组织液中的一组与免疫相关，不耐热并具有酶活性，能一组与免疫相关，不耐热并具有酶活性，能协助
3、抗体发挥溶细胞效应的球蛋白。协助抗体发挥溶细胞效应的球蛋白。补体系统（补体系统（complement systemcomplement system）概念）概念4补体成分的基本特性补体成分的基本特性（1 1）是存在于正常人体或动物血清中具酶活性的球蛋）是存在于正常人体或动物血清中具酶活性的球蛋白，未活化前多以酶原形式存在。白，未活化前多以酶原形式存在。（2 2）正常人体血清中补体含量相对稳定（其中）正常人体血清中补体含量相对稳定（其中C3C3含量含量最高、最高、D D因子含量最低）与抗原刺激无关，不随机体因子含量最低）与抗原刺激无关，不随机体免疫应答增加，但在某些病理条件下可引起改变。免疫应答
4、增加，但在某些病理条件下可引起改变。（3 3）补体性能极不稳定，加热）补体性能极不稳定，加热5656度、度、3030分钟即灭活，分钟即灭活，010010度活性只能维持度活性只能维持3434天，因对许多理化因素敏感天，因对许多理化因素敏感而失活。保存温度在而失活。保存温度在-20-20度以下为宜。度以下为宜。（4 4）补体通常不与单独的抗体结合。）补体通常不与单独的抗体结合。*豚鼠血液中补体含量非常丰富。豚鼠血液中补体含量非常丰富。5二、补体系统的组成与命名二、补体系统的组成与命名 1 1、补体系统的组成（根据功能）、补体系统的组成（根据功能）1 1）固有成分固有成分：C1qC1q、C1rC1r
5、、C1sC1s、C2C2C9C9、B B因子、因子、D D因子、因子、P P因子、因子、MBLMBL和丝氨酸蛋白酶。和丝氨酸蛋白酶。2 2）补体调节蛋白补体调节蛋白：C1C1抑制物、抑制物、I I因子、因子、H H因子、促因子、促衰变因子（衰变因子（decay accelerating factordecay accelerating factor，DAFDAF）等。）等。3 3）补体受体补体受体（CRCR，complement receptorcomplement receptor）：）：CR1CR15 5，C3aRC3aR，C2aRC2aR，C4aRC4aR等。等。6 2 2、补体系统的命
6、名、补体系统的命名经典途径的固有成分经典途径的固有成分 C1qC1q、C1rC1r、C1sC1s、C2C2C9C9替代途径的补体成分替代途径的补体成分 B B因子、因子、P P因子、因子、D D因子因子补体调节蛋白补体调节蛋白 C1C1抑制物抑制物补体受体补体受体 CR1CR15 5，C3aRC3aR，C2aRC2aR，C4aRC4aR补体活化后的裂解片断补体活化后的裂解片断 C3aC3a、C3bC3b具酶活性的补体成分或复合物具酶活性的补体成分或复合物 C1C1、C3bBbC3bBb已失活的补体成分已失活的补体成分 iC3biC3b7三、补体系统的激活途径三、补体系统的激活途径（一）经典途径
7、（一）经典途径（classical pathwayclassical pathway）1 1、参与成分、参与成分 C1qC1q、C1rC1r、C1sC1s、C2C2C9C92 2、激活物质、激活物质 IC IC（免疫复合物）（免疫复合物）Ig类别为类别为IgG1、IgG2、IgG3、IgM83、激活过程：、激活过程：n识别阶段：识别阶段：IC、C1、Ca2+C1酯酶酯酶（C1）n活化阶段活化阶段 C1酯酶、酯酶、C4、C2、C3、Mg2+C5转化酶、转化酶、C3转化酶、转化酶、C4a、C2a、C3an攻膜阶段攻膜阶段 C5转化酶、转化酶、C5、C6、C7、C8、C9MAC、C5b67910 (
8、1)识别阶段识别阶段抗原抗体结合抗原抗体结合,抗体发生构型改变抗体发生构型改变,使使Fc段补体结合部位段补体结合部位暴露暴露,C1与之结合并被激活与之结合并被激活 C1q为六聚体为六聚体,呈球形，每一亚单位头部乃呈球形，每一亚单位头部乃C1q与与Ig结结合部位。合部位。C1r和和C1s与与C1q相连相连 1112 IgG亚类亚类(IgG1、IgG2、IgG3)CH2区区IgM CH3区区 13 两个以上两个以上C1q头部被头部被IC中中IgM或或IgG Fc段结合后段结合后,C1q 6个亚单位的构象即发生改变个亚单位的构象即发生改变,导致导致C1s由酶原转变为由酶原转变为蛋白酶蛋白酶,最终形成
9、最终形成 C1酯酶酯酶（C1）14 (2)活化阶段活化阶段 活化的活化的C1依次酶解依次酶解C4、C2，形成具有酶活性的，形成具有酶活性的C3转转化酶化酶,酶解酶解C3并形成并形成C5转化酶转化酶1516 C5 convertase 17裂裂 解解 C5(3)膜攻击阶段膜攻击阶段完整蛋白成分的结合和聚合。若补体激活发生完整蛋白成分的结合和聚合。若补体激活发生在脂质双层上在脂质双层上,则可形成则可形成C5b-9（MAC）18 19 C5b8复合物复合物,与与1215个个C9分子联结成分子联结成C5b9（MAC),电镜下电镜下C9多聚体为中空的多聚多聚体为中空的多聚C9(poly-C9)插入靶细胞
10、的插入靶细胞的脂质双层膜脂质双层膜,形成内径为形成内径为10nm小孔小孔 免疫溶血、免疫免疫溶血、免疫溶菌等溶菌等20 212223（二）旁路途径（二）旁路途径（alternative pathwayalternative pathway）1 1、参与成分、参与成分 C3C3、BfBf、DfDf、PfPf、（、（HfHf、IfIf）C5 C9C5 C92 2、激活物质、激活物质 细菌细胞壁成分、酵母多糖、细菌细胞壁成分、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的葡聚糖、凝聚的IgAIgA和和IgG4IgG4等。等。3 3、激活过程：、激活过程：(Mg(Mg2+2+存在情况下存在情况下)*C3bC3b正反馈途径（
11、放大机制）正反馈途径（放大机制）242526经典和旁路途径的主要区别经典和旁路途径的主要区别比较项目比较项目经典途径经典途径旁路途径旁路途径激活物激活物补体固有成份补体固有成份所需离子所需离子C3转化酶转化酶C5转化酶转化酶生物学作用生物学作用IgM/IgG13与抗原与抗原形成的免疫复合物形成的免疫复合物细菌脂多糖、肽聚糖、细菌脂多糖、肽聚糖、酵母多糖和凝聚的酵母多糖和凝聚的IgG4/IgA等等C1C9C3、B、D、P因子因子和和C5C9Ca+、Mg+Mg+C4b2bC3bBb(P)C4b2b3bC3bnBb(P)在特异性体液免疫在特异性体液免疫的效应阶段起作用的效应阶段起作用参与非特异性免疫
12、，参与非特异性免疫，在感染早期起作用在感染早期起作用27（三）（三）MBLMBL途径途径2829 三、补体的生物学作用三、补体的生物学作用 一、补体介导的溶菌、溶细胞作用。一、补体介导的溶菌、溶细胞作用。抗体仅能使细胞膜发生改变，而不发生破坏，只抗体仅能使细胞膜发生改变，而不发生破坏，只有加入补体，细菌才被破坏，溶解（如沙门氏有加入补体，细菌才被破坏，溶解（如沙门氏菌）菌）补体依赖的细胞毒作用（补体依赖的细胞毒作用（CDC）机体抗机体抗G-菌的能力常与血清中菌的能力常与血清中C3含量有关。含量有关。C3破坏了，则被大大增高。临床上见到原发性或继破坏了，则被大大增高。临床上见到原发性或继发性发性
13、C3缺乏的个体，易患肺炎，脑膜炎与败血症缺乏的个体，易患肺炎，脑膜炎与败血症30 二、补体活性片段介导的生物学效应：二、补体活性片段介导的生物学效应：1 1、调理作用：、调理作用：C3bC3b、C4bC4b、iC3biC3b等，与相应受体结合。等，与相应受体结合。2 2、介导炎症反应：、介导炎症反应：C3aC3a、C4aC4a、C5aC5a具有过敏毒素和趋具有过敏毒素和趋化因子特性，化因子特性，C2aC2a具有激肽样作用。具有激肽样作用。3 3、清除免疫复合物：抑制中等大小、清除免疫复合物：抑制中等大小ICIC形成，促进形成，促进ICIC溶溶解、免疫粘附作用。解、免疫粘附作用。4 4、免疫调节
14、作用、免疫调节作用5、中和及溶解病毒作用、中和及溶解病毒作用3132Opsonization and phagocytosis33 循环循环IC可激活补体可激活补体,产生产生C3b与与IC共价结合共价结合,C3b与表达与表达CR1的血细的血细胞结合胞结合,通过血流将通过血流将IC运送到肝脏而被吞噬运送到肝脏而被吞噬细胞清除细胞清除.由于表达由于表达CR1的红细胞的红细胞数量巨大数量巨大,因此是清除因此是清除IC的主要参与者的主要参与者34四、补体活化的调节四、补体活化的调节 自身衰变的调节自身衰变的调节 调节因子的作用调节因子的作用 防止或限制补体在液相中自发激活防止或限制补体在液相中自发激活
15、 抑制或增强补体对底物正常作用抑制或增强补体对底物正常作用 保护机体组织细胞免遭补体破坏保护机体组织细胞免遭补体破坏353637五、补体受体五、补体受体 38六、补体系统的异常与疾病六、补体系统的异常与疾病39补体缺陷的临床表现补体缺陷的临床表现临床表现临床表现主要相关的缺陷补体主要相关的缺陷补体成分成分次要相关的缺陷补体次要相关的缺陷补体成分成分遗传性血管神经性水肿遗传性血管神经性水肿C1INHC1INH严重顽固性皮肤损害严重顽固性皮肤损害C1qC1q反复发作性细菌感染反复发作性细菌感染C3C3，I I因子因子C1rC1r，C1qC1q免疫复合物性血管炎免疫复合物性血管炎（包括肾炎）（包括肾
16、炎）C1qC1q，C1rC1r，C4C4，C2C2C3C3，C5C5反复发作性革兰氏阳性反复发作性革兰氏阳性球菌感染球菌感染C5C5，C6C6，C7C7，C8C8系统性红斑狼疮系统性红斑狼疮CR1CR140第三节第三节 细胞因子细胞因子（cytokines,CKscytokines,CKs）41一、概念：一、概念：一类主要由免疫细胞和相关细胞一类主要由免疫细胞和相关细胞活活化后化后产生和分泌的具有高活性、多功能产生和分泌的具有高活性、多功能的小分子蛋白质。的小分子蛋白质。（不包括免疫球蛋白、补体和一般生理性细胞产物。）42 二、细胞因子特点：二、细胞因子特点：1 1、理化特点、理化特点低分子量
17、多肽或糖蛋白，多以单低分子量多肽或糖蛋白，多以单体形式存在，少数为二聚体。体形式存在，少数为二聚体。2 2、产生特点、产生特点产生细胞广泛，细胞活化后产生，产生细胞广泛，细胞活化后产生，为自限性分泌。分泌具有多源性。以自分泌、旁分为自限性分泌。分泌具有多源性。以自分泌、旁分泌形式为主，有时也可内分泌方式作用于远端靶细泌形式为主，有时也可内分泌方式作用于远端靶细胞。胞。3 3、作用特点、作用特点需要与相应受体结合发挥功能，需要与相应受体结合发挥功能，具高效性（具高效性（pmol/Lpmol/L）、多效性、网络性、双重性，）、多效性、网络性、双重性，无特异性和无特异性和MHCMHC限制性。限制性。
18、43细胞因子的来源细胞因子的来源活化的免疫细胞：淋巴细胞尤其是活化的免疫细胞：淋巴细胞尤其是T T细胞、单细胞、单核细胞核细胞/巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞等。巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞等。基质细胞类：血管内皮细胞、成纤维细胞、上基质细胞类：血管内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞、中枢神经系统的小胶质细胞等。皮细胞、中枢神经系统的小胶质细胞等。某些肿瘤细胞。某些肿瘤细胞。44自分泌自分泌 autocrine内分泌内分泌 endocrine血液循环血液循环远距离作用远距离作用旁分泌旁分泌 paracrine作用于毗作用于毗邻细胞邻细胞作用于分泌作用于分泌细胞自身细胞自身细胞因子的产生及分泌特点细胞因子
19、的产生及分泌特点45多相性多相性网络性效应网络性效应46肥大细胞肥大细胞胸腺细胞胸腺细胞BIL-4v 多效性多效性活化、活化、增殖、增殖、分化分化增殖增殖增殖增殖47IL-2、IL-4、IL-5 IL-4 +IL-5B细胞IL-4IFN-g g 拮抗拮抗 重叠重叠协同协同均有刺激均有刺激B细胞细胞增殖的功能增殖的功能更有效地诱导更有效地诱导IgE类别转换类别转换IFN-g g 阻断阻断IL-4诱导诱导类别转化类别转化的作用，的作用，IL-4抑制抑制IFN-g g BBB48 三、主要的细胞因子种类：三、主要的细胞因子种类：白细胞介素（白细胞介素（ILIL）、）、干扰素（干扰素（IFNIFN）、
20、）、集落刺激因子（集落刺激因子（CSFCSF）、）、肿瘤坏死因子（肿瘤坏死因子（TNFTNF）、）、生长因子（生长因子（GFGF）、）、趋化性细胞因子（趋化性细胞因子（chemokinechemokine）495051 四、细胞因子受体（四、细胞因子受体（CKRCKR）：）：膜结合型和可溶型。膜结合型和可溶型。52153 54五、细胞因子的主要生物学作用五、细胞因子的主要生物学作用1 1 抗感染和抗肿瘤抗感染和抗肿瘤2 2 免疫调节作用免疫调节作用3 3 刺激造血细胞增殖分化刺激造血细胞增殖分化4 4 参与和调节炎症反应参与和调节炎症反应5 5 其它其它55 六、细胞因子（及受体）的临床意义六
21、、细胞因子（及受体）的临床意义 1 1 细胞因子的存在与疾病发生细胞因子的存在与疾病发生 2 2 细胞因子临床检测的意义细胞因子临床检测的意义 3 3 细胞因子用于临床治疗细胞因子用于临床治疗56细胞因子的存在与疾病发生细胞因子的存在与疾病发生 细胞因子及其受体的缺陷细胞因子及其受体的缺陷 IL-2受体链缺陷先天性性联重症联合免疫缺陷病人（XSCID），表现为体液免疫和细胞免疫的双重缺陷 细胞因子表达过高细胞因子表达过高 风湿关节炎的滑膜液中 IL-1、IL-6、IL-8水平明显高于正常人，而这些细胞因子均可促进炎症过程，使病情加重。可溶性细胞因受体的水平增加可溶性细胞因受体的水平增加（封闭了
22、细胞因子的功能）。57 58细胞因子引起的病理反应细胞因子引起的病理反应59细胞因子及其受体相关的生物制品细胞因子及其受体相关的生物制品可溶性可溶性TNF:治疗类风湿关节炎治疗类风湿关节炎IL-2:免疫毒素治疗免疫毒素治疗T细胞淋巴瘤细胞淋巴瘤抗抗TNF 抗体抗体:治疗肠道自身免疫炎症治疗肠道自身免疫炎症抗抗IL-4抗体抗体:治疗变态反应性哮喘治疗变态反应性哮喘 6061细胞因子临床应用细胞因子临床应用优点：不易引起免疫应答，活性高，不良反应停优点：不易引起免疫应答，活性高，不良反应停用后即消失。用后即消失。缺点：治疗效果体内外相差往往较大，半衰期较缺点：治疗效果体内外相差往往较大，半衰期较短
23、（以分钟计），大剂量使用有较严重的不良短（以分钟计），大剂量使用有较严重的不良反应。）反应。）62细胞因子疗法可从以下几个方面加以改进细胞因子疗法可从以下几个方面加以改进 细胞因子的局部应用 诱导机体持续产生内源性细胞因子 细胞因子导向疗法 改进细胞因子在体内的应用方案，联合应用优于单独用 细胞因子基因疗法63 细胞因子疗法新方向细胞因子疗法新方向（传统的添加、阻断或拮（传统的添加、阻断或拮抗疗法）抗疗法）细胞因子的基因疗法 细胞因子的导向疗法 细胞因子的衍生物研究64 4 4。重组细胞因子。重组细胞因子 作为佐剂与疫苗共作为佐剂与疫苗共用，预防感染用，预防感染65 网络上的细胞因子站点网络上的细胞因子站点 copewithcytokines.de/cope.cgi cytokine.medic.kumamoto-u.ac.jp/bioinformatics.weizmann.ac.il/cytokine/cytokine.rndsystems/asp/b_index.asp北京大学人类疾病基因研究中心网址：gene.bjmu.edu66
