微生物学与免疫学课件——3补体

补 体 系 统Complement system第三章目的要求1、 掌握 补体的概念；补体激活途径及特点比较；补体的生物学作用。2、 熟悉 补体的组成及命名原则；补体的理化性质。3、 了解 补体激活的调节。第一节 概 述补体补体 (Complement, C) 是存在于人和脊椎动物血清与组织液中的 一组经活化后具有酶活性的 蛋白质 , 包括 30 多种成分 , 故称 补体系统 。一、补体系统的概念血清补体主要是由肝细胞和巨噬细胞产生的，约占血清总蛋白量的 10% 。（ C3含量最高）组织损伤急性期、肿瘤及炎症状态下增高，大面积烧伤 肝硬化等合成不足补体成分降低的。作用 ： 辅助抗体或单独对机体的免疫防御、免疫调节作用。在某些情况下可以介导炎症反应，引起免疫病理损伤。概 述1 补体的固有成分 :指存在于体液中参与补体激活过程的补体成分。包括经典途径的 C1（ C1q、 C1r、 C1s） C2、C4（依赖与 Mg2+结合形成聚合物）替代结合途径的 B因子、 P因子、 D因子、甘露聚糖结合凝集素（ MBL)、激活途径的甘露聚糖结合凝集素和甘露聚糖结合凝集素相关的丝氨酸蛋白酶（ MASP）三条途径共同成分 C3、 C5、 C6、 C7、 C8、 C9补体系统的组成2补体调节蛋白 :指存在于血浆中或细胞膜表面能够调控补体活化强度的补体成分。包括： C1抑制因子（ C1INH）、 C3b灭活因子（ I因子）、 C3b灭活促进因子（ H因子）、 C4结合蛋白（C4bp）、攻膜复合体抑制物（ S蛋白）、存在于细胞膜表面的衰变加速因子（ DAF）、膜辅助蛋白（ MCP）、同源限制因子（ HRF）、膜反应溶解抑制物（ MIRL）。3补体受体（ CR）存在细胞表面，能与补体激活片段或调节蛋白结合，介导多种生物学效应的补体成分。包括 :CR1-CR5、 C3aR-C5aR.补体系统的组成补体系统的命名2.补体系统的命名按发现的先后： C1（ q r s）、 C2C9 未活化成分 : C3 ， 活化成分 : C3调节成分 ： C1抑制物， C4结合蛋白裂解片段 ： C3a 、 C3b 、 C5a 、 C5b等（b为大片段， a为小片段），其中具有酶活性的片段在该成分上加横线（如 C4b2b 等）。 灭活成分 : 在该成分前加 “i”, 如 iC3b等。三、 补体的理化性质1.含量相对稳定 约占血清球蛋白总量的10%, C3 含量最高。2.多为 球蛋白 ，少数为 、 球蛋白 。4.补体极不稳定 多种理化因素可影响其活性， 56 30min即被灭活。在室温下很快失去活性。 0-10 活性可以保持 3-4天，补体保存应在 -20 以下。3.在生理条件下，多以非活性状态存在， 被激活后才能产生效应 。第二节补体系统的激活与调节经典途径： 由抗原抗体复合物结合 C1q启动甘露糖结合凝集素（ MBL） 途径： 由 MBL结 合细菌启动激活旁路途径： 由病原微生物等提供接触面，而从 C3开始激活。补体系统的激活补体 3条活化途径示意图 补体系统的激活 激活物 :抗原 -抗体 (IgG ， IgM)复合 物 激活过程 识别阶段 形成 C1酯酶 活化阶段 形成 C3和 C5转化酶攻膜阶段 形成攻膜复合体(C5b6789)一、经典途径的活化 参与经典途径的补体成分： C1-C9经典激活途径 识别阶段识别阶段激活条件：激活条件：q C1仅与仅与 IgM的的 CH3区或区或 IgG1-3的的 CH2区结区结合才能活化。合才能活化。q每一个每一个 C1分子必须同时与两个以上分子必须同时与两个以上 Ig的的 Fc段结合才能被激活。段结合才能被激活。Fab段Fc段暴露的C1q结合位点IgG 分 子 结 合 抗 原 前 后 的 构 象 变 化C1q 结合位点被屏障结合抗原之前 结合抗原之后CH1CH2IgM CH3区， IgG CH2区T Y识别阶段C1q分子的球形结构是与 Ig上的补体结合位点相结合的部位，它的启动可使 C1q分子构象改变，导致 C1r裂解而活化， 后者可激活 C1s，成为具有酯酶活性的 C1s,在 Mg+存在下可启动补体活化的经典途径。 活化阶段n 活化的 C1s依次 酶 解 C4、 C2： C4被裂解 为 C4a和 C4b， C2与 C4b形成 Mg2+依 赖 性复合物，被C1s裂解后 产 生 C2a和 C2b。 C2b与 C4b结 合成C4b2b复合物（即 C3转 化 酶 ）。n 裂解 C3是 补 体活化 级联 反 应 中的枢 纽 性步 骤。 C4b2b将 C3分子裂解，生成 C3a和 C3b。n 新生的 C3b可与 C4b2b中 C4b结 合，形成C4b2b3b复合物（ 即 C5转 化 酶 ）， 继 而 进 入 补体激活的膜攻 击阶 段。2.活化阶段C3转化酶和 C5转化酶的形成经典激活途径之识别、活化阶段 膜攻 击阶 段（ MAC形成）二、补体活化的旁路途径 补体系统的激活n 旁路激活途径又称替代激活途径（ alternative pathway） 指由 B因子、 D因子和备解素（ P因子）参与，直接由微生物或外源异物激活 C3， 形成 C3与 C5转化酶，激活补体级联酶促反应的活化途径。 n 旁路途径的主要 激活物 ：内毒素、酵母多糖、 凝集的 IgA和 IgG4等 。(三 ) MBL(mannan-binding lectin)途径1.激活剂激活剂 主要为含半乳糖或甘露糖的病原微生物主要为含半乳糖或甘露糖的病原微生物甘露糖结合凝集素 (MBL)具有与C1q相似的分子结构， 可裂解 C4、 C2形成 C3转化酶。MBL + 病原微生物的糖类配体MBL构型改变激活 MBL相关的丝氨酸蛋白酶(MBL-associated serine protease, MASP)MBL途径2 、 C反应蛋白的激活： C反应蛋白和 C1p结合使之活化，然后完成与经典途径基本相同的激活过程。（感染或损伤时一些急剧上升的蛋白质又称急性蛋白）补体三条途径发挥作用不同，旁路途径和MBL途径的活化无需特异性抗体参与。病原微生物感染时补体发挥作用的顺序是：旁路途径、 MBL途径和经典途径。(四 )三条激活途径比较经典途径 旁路途径 MBL途径激活物质 Ag Ab 内毒素， 病原微生物IgM, IgG(1-3) 酵母多糖， 糖类配体凝聚 IgA， IgG4 参与成分 C1-C9 C3， C5-9， C2-C9， MBL，D， B， P MASP C3转化酶 C4b2b C3bBb C4b2bC5转化酶 C4b2b3b C3bnBb C4b2b3b作用 特异性免疫 早期抗感染 早期抗感染补体 补体活化适度：抗感染作用过度：炎症反应组织损伤经典途径旁路途径第三节 补体活化的调控补体活化过程的调节1.补体的自身衰变调节2.补体调节因子的作用(1)体液调节因子C1INH的调节作用C4b