课件：免疫学——补体.ppt

第四章 补 体 系 统,(Complement System),2,要点内容：,补体的基本概念 补体的激活过程 补体活化的调节 补体受体 补体的生物学作用 补体系统与疾病,3,第一节 概述,a. 细菌+新鲜免疫血清 溶菌现象； b. 细菌+56oC加热新鲜免疫血清 无溶菌现象; c. 细菌 + 56oC加热免疫血清 +未免疫动物新鲜血清 溶菌现象 d. 细菌+未免疫动物新鲜血清 无溶菌现象。,补体的发现 (1895),Bordet,4,结论: 血清中有两种成分参与溶菌,一种耐热, 与所免疫的Ag有关，即Ab； 一种不耐热，与免疫的Ag无关，称为补体。,5,补体和补体系统：,补体-Complement，C，存在于正常人或动物血清中的一组不耐热的具有酶活性的球蛋白。 补体系统包括： 补体固有成分 补体活性抑制因子 补体受体,6,补体系统（complement system）的概念 是由存在于人和脊椎动物血清及组织液中的一组经活化后具有酶样活性的蛋白质，以及其调节蛋白和相关膜蛋白（受体）共同组成的系统。,7,一、补体系统的组成与理化性质：,组成和命名 （一）. 补体的固有成分： C代表补体，共11个： 经典途径：C1（ C1q、C1r、C1s ）、C2、C3C9， 替代途径：B因子， D因子、P因子等。 （二）补体调节蛋白. 补体活性抑制因子：C1抑制物、C4结合蛋白、I因子、H因子、S蛋白等。 （三）.补体受体分子：,8,Complement receptor, CR: 表达于细胞表面，能与某些补体成分或片断结合的糖蛋白分子。 作用： 1. 补体活化后产生的生物效应多通过CR介导。 补体受体对补体的活化起调节作用。,9,CR1：主要分布于红细胞、巨噬细胞。 参与巨噬细胞调理吞噬；介导RBC的免疫粘连，促进Ic的清除。 CR2：主要分布于B细胞， 参与B细胞活化信号的传导。 CR3：分布广泛，参与细胞间粘附。 CR4：分布广泛，参与细胞间粘附。 CR5：分布在中性粒细胞和血小板，参与清除免疫复合物,10,（三）补体的生物合成 A. 主要产生细胞为肝细胞和巨噬细胞； B. 90%血浆补体成分由肝脏合成 C. 组织损伤急性反应期，局部、血清补体 水平升高,11,机制： 急性期炎症细胞因子（如：TNF-、IL-1、IL-6等）可促进肝细胞及局部浸润的单核吞噬细胞等补体基因的转录与表达,12,补体的理化性质,1 . 不耐热。56。C 30分钟灭活 2 . 血清中含量稳定。占血清总球蛋白10%。 3 . C3含量最高。 4 . 以酶原形式存在，活化时具有级联放大效应。,13,（1）.补体的裂解产物： CnCna + Cnb a 即away，小片段，游离片段 b 即big、bind，大片段，非游离片段 （2）.补体活化形式：在补体序数正上方加小横线 “-”表示：如 C1; C4b2b 。,二、补体系统的组成与命名：,6. 补体的灭活形式：在补体前加“i”表示。 如iC3b、iC4b。,14,第二节、补体系统的激活,补体系统的激活： 补体的各个成分在激活物作用下，按一定的顺序以连锁的酶促反应的方式依次从酶原转变为活性酶的过程，也称为：补体级联反应（complement cascade) 有三条途径：经典激活途径、替代激活途径和 MBL途径。,15,一、经典激活途径（classical pathway)：,激活物： Ag-Ab复合物（IgG, IgM）主要激活剂 其他：SPA、C反应蛋白、变性DNA等。 参与成分： C1, C2, -C9。 激活过程：三阶段，5个步骤： 阶段I识别阶段： 步骤1识别单位的活化：C1酯酶的形成 阶段II活化阶段： 步骤2C3转化酶的形成 步骤3C5转化酶的形成 阶段III膜攻击阶段： 步骤4C5b67三分子复合物的形成 步骤5膜攻击复合体的形成和靶细胞溶解,16,（一）阶段I识别阶段：,第1步：C1酯酶的活化。 IgG/IgM 与Ag结合后 暴露补体结合点 C1q与补体结合点结合 使C1r、C1s构象改变而活化 形成活性C1酯酶（C1）,17,C1酯酶的活化,IgG,Ag,18,（二）活化阶段,C3分子及其裂解产物,19,（二）活化阶段,第2步：C3转化酶(C4b2b)的生成。 C4 C4a +C4b C2 C2a +C2b C4b+C2b C4b2b (即C3转化酶）,C1,C1,20,C4,21,C4b,Mg+,C4a,C2,Classical Pathway Generation of C3-convertase,22,第3步：C5转化酶的形成。,C4b2b (即C3转化酶）水解C3 C3a+C3b C4b2b + C3b 结合成C4b2b3b （即C5转化酶）,23,C4b,Mg+,C4a,C2a,C3,Classical Pathway Generation of C5-convertase,24,（三）攻膜阶段：,第4步：C5b67的生成。 C4b2b3b （即C5转化酶）水解C5 形成C5a + C5b C5b + C6 + C7 结合成 C5b67， 并结合在细胞膜上,25,C5,26,C6,27,第5步：攻膜复合体(membrane attack complex, MAC)C5b6789形成。,C5b67 + C8 + nC9 结合形成C5b6789n 在细胞膜打孔，导致细胞膜破坏。,28,C6,C 9,C 9,C 9,C 9,C 9,C 9,C 9,C 9,C 9,29,30,31,32,二、替代激活途径 (alternative pathway)：,不需要C1、C2、C4参与，激活物直接激活C3，然后C5至C9依次活化的途径。 激活物：细菌脂多糖，酵母多糖等。 参与成分：C3、C5-C9，B因子，D因子，P因子。,33,（一）激活过程：,1 . 在无激活物的生理状态： 即机体自发产生低水平C3b, 随后迅速灭活。,34,C3,C3 自发活化,H2O,B,D,C3a,C3b 半衰期很短，若无刺激物保护时容易灭活,35,2. 有激活物的状态下：,激活物提供保护性表面, 防止C3b、C3bB、C3bBb被水解灭活。 反应过程： 活化阶段： C3转化酶（C3bBb）的生成 C5转化酶（C3bnBb）的生成。,36,C3转化酶（C3bBb）的形成,细菌细胞壁可保护C3b不被灭活,B,D,P,C3a,37,细菌细胞壁可保护C3b不被灭活,C3,B,D,P,C3a,C5 转化酶(C3bBbC3b)的形成,38,C5 转化酶(C3bBbC3b)的作用,C3,C5,B,D,P,活化膜攻击 复合物,39,40,41,攻膜阶段：,3. C3b正反馈环： 在替代途径中C3b既是C3转化酶作用生成的底物， 又是C3转化酶的组成成分， 可形成反馈放大环。,C5b67和C5b6789的产生与经典途径相同。,42,B,D,C3,C3b正反馈环,43,C3a,B,D,C3,C3b正反馈环,44,C3b正反馈环,C3a,C3a,C3,B,D,45,C3b正反馈环,C3a,C3a,C3a,46,47,三、MBL途径-（mannose-binding lectin pathway）：,激活物：细菌表面甘露糖基 参与成分： MBL 、 MASP 、C2C9 激活过程：类似经典激活途径 MBL：甘露糖结合凝集素，病原微生物感染早期，由肝细胞应急产生。结构与功能均类似C1q。 MASP： MBL相关丝氨酸蛋白酶，作用类似C1r、C1s,48,三、MBL途径-（mannose-binding lectin pathway）：,激活过程：MBL+甘露糖残基（细菌等） MASP C4、C2 C4b2b(C3转化酶）,49,50,51,第三节、补体活化的调节：,1. 自身衰变的调节。 如：C1、C4b、C3b、C5b。 2. 补体抑制因子的调节。 灭活C1酯酶：即C1抑制因子 灭活C3b：H因子、I因子。,52,（一）体液调节因子 1C1抑制物 C1抑制物（C1-inhibitor，C1-INH ） 可调控Clr/Cls的酯酶活性，如C1-INH与C1复合物 结合，可防止C1自发性的活化；当C1-INH与活 化的Clr及Cls牢固结合，则可抑制Clr/Cls的酯酶 活性或使Cls灭活。此外，C1-INH还可通过抑制 MASP的活性，参与MBL途径的调节。,53,2C4b结合蛋白和CR1 C4b结合蛋白（C4 binding protein，C4bp）和补体受体1（CR1）可同C2b竞争与C4的结合，抑制C3转化酶C的组装，并可加速其分解。C4bp、CR1还可作为辅助因子，促进I因子对C4b的蛋白水解作用。,54,3I因子 具有丝氨酸蛋白酶活性，可将C4b降解为C4c和C4d，而使其灭活；且在H因子、CR1等的辅助下可将C3b裂解为无活性的iC3b。 4H因子 可竞争性抑制B因子或Bb与C3b的结合，抑制旁路途径C3转化酶C的组装。,55,56,57,5P因子 与C结合后发生构象改变，能使C半衰 期延长10倍，加强了C3转化酶裂解C3的效应。 6C3肾炎因子（C3 nephritic factor，C3Nef） 膜增生性肾小球肾炎等患者血清中的C3Nef是C3 转化酶自身抗体，与C特异性结合后，可显著增 强C3转化酶的稳,58,59,（二）膜结合型调节分子 1促衰变因子 促衰变因子（decay accelerating factor, DAF） 即CD55，可竞争性抑制B因子与C3b结合，阻止旁 路途径C3转化酶的形成；同时也可竞争性抑制 C2b与C4b结合，阻止经典途径C3转化酶的形成。,60,2膜辅助因子蛋白 膜辅助因子蛋白（membranc cofactor protein，MCP）,可与结合于细胞表面的C3b/C4b结合，协助I将C3b/C4b降解，抑制后续补体成分的活化。 机体大多数细胞表达高水平的MCP/DAF，防体活化造成自身正常细胞的损害。而微生物一般缺乏这些分子，入侵机体后可遭受补体系统的攻击。,61,3同源限制因子和CD59 若靶细胞与活化补体来 源于同一种属时，补体的溶细胞效应则受到抑制， 即具有同源限制性（homologous restriction）， 参与同源限制性的相应补体调节蛋白即称为同源限 制因子（homologous restriction factor，HRF） 。HRF又称C8结合蛋白，表达于不同类型细胞表面 ，可干扰C9与C8结合，阻止MAC的形成。,62,CD59又称膜反应性溶解抑制物（membrane inhibitor of reactive lysis，MIRL）,分布于多种细胞，可阻碍C7、C8与C5b6结合， 从而抑制MAC形成。HRF和CD59效应均有严 格的种属限制，是保护正常细胞免受自身补体 所介导溶细胞反应的重要因子,63,第四节、补体的生物学作用 参与宿主细胞早期抗感染免疫 （一）、溶解靶细胞、细菌和病毒： 通过攻膜复合体溶解细菌，杀伤肿瘤细胞，被病毒感染的细胞。 无抗体时激活MBL途径、补体旁路途径。 还可抗寄生虫感染。 某些情况下可引起病理免疫。 缺陷时易受病原微生物的感染。 （二）、调理作用: C3b、C4b促进吞噬细胞的吞噬作用是机体抵御全身细菌和真菌感染的重要因素。,64,*（三）引起炎症反应 激肽样作用：C2a, 补体激肽，可引起血管充血 过敏毒素：C3a、C5a、C4a 趋化因子：C3a、C5a、C5b67。,65,二、维护机体内环境稳定 （一）清除免疫复合物,66,中和及溶解病毒。 病毒+抗病毒抗体+补体，中和溶解病 毒，阻止病毒侵入易感细胞。 （二）清除凋亡细胞,67,第五 节 补体系统与疾病,补体的遗传缺陷 血清补体水平的变化与疾病 补体与超敏反应,68,补体的遗传缺陷,在补体系统的组成成分中，几乎每一种可有遗传缺陷。 1.大多数补体遗传缺陷属常染色体隐性遗传。2.少数为常染色体显性遗传。 3而备解素缺陷则属X染色体连锁隐性遗传。,69,补体缺乏常伴发免疫性疾病及反复细菌感染,1.补体系统的第一前端反应成分，如C1、C4和C2缺陷，常伴有免疫复合物性疾病，尤其是SLE；C3、H因子和I因子缺乏增加了患者对化脓性细菌感染的易感性。 2.备解素、C5、C6、C7和C8缺陷的患者则易于发生严重的萘瑟菌感染。,70,血清补体水平的变化与疾病,CH50和CH100 当患者反复发生细菌感染，尤其是化脓性细菌感染或萘瑟菌感染时应考虑到补全缺陷的可能。补体溶血试验CH50和CH100可确定是否有C1、C2、C3、C4、C5、C16、C7及C8功能缺陷。