补体系统ppt课件

补体系统 complement C 免疫与病原生物学教研室 本章基本内容 一 概述二 补体的激活三 补体活化的调控四 补体受体五 补体的生物学作用 2 1 补体的发现 JulesBordet 1870 1961 比利时人 受教于布鲁塞尔 1892年获医学博士学位 1894年开始于巴黎巴斯德研究所工作 1901年返回比利时 建立布鲁塞尔巴斯德研究所 Bordet早期研究表明 抗菌血清包括两类活性物质 一类是防御素 现称补体 它存在于特异性免疫应答之前 另一类即为特异性抗体 它可以通过疫苗接种产生 并且 他还发明了一套通过血清诊断微生物感染的方法 1898年 他发现溶血血清 并且阐明了溶血血清对外来血液的溶血机制与抗菌血清作用于细菌的机制类似 他还致力于凝集素与过敏毒素的形成方面的研究 在1906年 Bordet与Gengou培养了百日咳杆菌 证明了百日咳杆菌为百日咳的病原菌 他除了在细菌学的很多领域是世界著名的权威学者以外 在免疫学范畴内 Bordet也被视为伟大的带头人 并且著有若干医学类出版物 1919年 Jules获得生理与医学诺贝尔奖 3 补体的概念 补体是存在于人和脊椎动物血液及组织液或细胞膜表面的一组活化后具有酶样活性的球蛋白 因其是由多种蛋白质组成多分子系统 故又称补体系统 4 2 补体的组成和理化性质 补体系统各成分按其生物学功能分为 补体固有成分 指存在于体液中 参与补体激活级联反应的补体成分 补体调节蛋白 以可溶性或膜结合形式存在 调节补体的激活 补体受体 可与补体活性片段或其调节蛋白结合 发挥其生物学效应 5 3 补体的命名 经典途径的固有成分 C1 q r s C9补体系统的其他成分 B D P H因子补体调节蛋白 多以其功能命名补体活化后裂解片段 C3a C4b具有酶活性的成分或符合物 C1 C3bBb灭活的补体片段 iC3b 6 补体的理化性质 均为糖蛋白 多属 球蛋白 少属 球蛋白 对热不稳定 56 30min灭活主要由肝细胞和巨噬细胞产生属急性期蛋白 7 二 补体的激活 无活性酶前体 活化补体成分 MAC溶细胞 水解片段生物学效应 激活 级联放大 8 补体的激活可以沿3条途径完成 1 经典途径 最晚 2 MBL途径3 旁路途径 最早 以上三条途径有共同的末端通路 最终形成膜攻击复合物 menbraneattackcomplex MAC 发挥溶细胞效应 9 1 补体活化的经典途径 经典途径又称第一途径 是Ab介导的体液免疫应答的主要效应方式 本途径是最早被发现的 但在进化和发挥抗感染作用的过程中 它是最后才起作用的 10 1 激活物与激活条件 激活物 免疫复合物 immunecomplex IC 激活条件 A Ab与Ag结合 Fc段构象改变 B C1仅与IgM的CH3区IgG的CH2区结合 C 每个C1分子必须同时与两个以上Ig分子的Fc段结合 11 1分子的构造 13 具有催化作用的亚单位 Enzymaticsubunits Recognitionsubunits 1与IgG的结合 15 1与IgM的结合 16 ComponentsoftheClassicalPathway C4 C2 C3 C1complex 17 C4 ClassicalPathwayGenerationofC3 convertase 18 C4b Mg C4a C2 C4b2bisC3convertase ClassicalPathwayGenerationofC3 convertase 19 C4b Mg C4a C2a C3 C4b2b3bisC5convertase ClassicalPathwayGenerationofC5 convertase 20 C5 C5 activation 21 C6 assemblyofthelyticcomplex 22 insertionofMAC acylindricaltransmembranechannelintocellmembrane C9 C9 C9 C9 C9 C9 C9 C9 C9 23 TheComplementSystemkillsmicrobesviatheMembraneAttackComplex MAC 24 补体经典途径激活的示意图 C5C5bC5b C9 MAC C6 C7 C8 C9 25 2 补体活化的MBL途径 本途径与补体经典激活途径过程基本相似 区别在于激活起始物不是经典途径的抗原抗体复合物 而是急性期蛋白与病原体的结合物 26 急性期蛋白 病原微生物 感染早期 巨噬细胞中性粒细胞 TNF IL 1IL 6 肝细胞 MBL C反应蛋白 MBL与C1q分子结构类似 反应蛋白与 q结合并使之激活 27 Manose MBL MBL MASP C4 C4a C4b C2 C2a C2b C4b2a C3convertase MASP Manose ComponentsofMBLpathway C4 C2 MASP1 MASP2 29 MBLpathway C4 C2 MASP1 MASP2 C4b2bisC3convertase itwillleadtothegenerationofC5convertase 30 补体活化的旁路途径 旁路途经又称替代途径 alternativepathway 这是一条由 3 B因子 D因子 P因子参与的激活途径 也称第二途径 本途径较原始 效率较低 但由于此激活方式不依赖特异性抗体的形成 在感染早期发挥有效的防御机制 31 激活物与激活条件 激活物 经典途径或自发产生的C3b分子激活条件 细菌内毒素 酵母多糖 葡聚糖 凝聚的IgA和IgG4及其它哺乳动物细胞 为补体激活级联反应提供固相的接触表面 32 Componentsofthealternativepathway C3 B D P 34 SpontaneousC3activation C3 H2O B D C3 GenerationofC3convertase ThisC3bmoleculehasaveryshorthalflife 35 B D Ifspontaneously generatedC3bisnotdegraded C3 activationtheamplificationloop C3 36 C3a B D C3 C3 activationtheamplificationloop 37 C3a C3a C3 B D C3 activationtheamplificationloop 38 C3a C3a C3a C3 activationtheamplificationloop 39 C3a C3a C3a C3 activationtheamplificationloop 40 C3bstabilizationandC5activation C3 C5 B D P Thisleadstomembraneattackpathway 41 补体活化旁路途径示意图 MAC 42 旁路途径的特点 A 旁路途径可以识别自己与非己 C3b 自身细胞被调节蛋白迅速灭活C3b 微生物细胞C3bBB 旁路途径是补体系统重要的放大机制 43 补体激活全示意图 44 三条活化途径的比较 比较项目经典途径MBL途径旁路途径激活物质IC等N 葡萄糖胺细菌脂多糖甘露糖等酵母多糖等参与的补体成分C1 C9MBL MASPC3 B D P因子C2 C9C5 C9所需离子Ca2 Mg2 Ca2 Mg2 C3转化酶C4b2aC4b2aC3bBbC5转化酶C4b2a3bC4b2a3bC3bnBb作用参与特异性体液免疫参与非特异性免疫 可被直接效应阶段 在疾病的活化 旁路途径能自身放大 持续过程中起重要作在感染早期起重要作用用 45 三 补体活化的调控 补体级联反应生物学效应组织损伤1 补体自身的调控2 补体调节因子的作用 正常 过度 46 1 补体自身的调控 1 中间产物不稳定 易衰变 2 只有与特定表面结合的活化片段才有稳定性 经典途径 C4b C3b C5b需结合于固相 旁路途径 C3bBb在特定细胞或颗粒表面才稳定 47 2 补体调节因子的作用 A 血浆中可溶性分子B 组织细胞膜上的分子 48 体液中 细胞膜上 补体受体1 CR1 衰变加速因子 DAF 膜辅助蛋白 MCP 同源限制因子 HRF 膜反应性溶解抑制物 MIRL 补体的调节因子 C1抑制物 C1INH C4结合蛋白 C4bp I因子H因子S蛋白P因子 49 C1INH C1qrsbreakdown 50 C1 inhibitordeficiency angioedema 51 52 53 54 ControlofspontaneousC3activationviaDAF DAFpreventsthebindingoffactorBtoC3b B 55 ControlofspontaneousC3activationviaDAF DAFdislodgesC3b boundfactorBb 56 Autologouscellmembrane H I ControlofspontaneousC3activationviaCR1 I DAF 57 58 59 Activemastcell Classicalpathway Alternativepathway C3 C3b C3a ActiveM opsonization Lysistargetcell C5a C5 C5b 9 MBLpathway MAC 四 补体的生物学作用 溶解细胞 细菌和病毒 MAC A 抵抗病原生物感染 无抗体 通过旁路途径 有抗体通过经典途径 B 导致组织损伤与疾病 病理情况下 溶解自身细胞 C 抗肿瘤 61 1 调理作用 C3b C4b和iC3b与细菌或其他颗粒结合 通过与吞噬细胞表面CR1 CR3 CR4结合而促进其吞噬作用 此为补体的调理作用 这种调理作用可能是机体抵抗全身性细菌和真菌感染的主要机制之一 补体活化片段介导的生物学作用 62 C3b CR1促进吞噬细胞的吞噬调理作用 63 C3b CR1介导的免疫黏附作用 2 清除免疫复合物 3 清除凋亡细胞 64 4 炎症介质作用 C3a C5a C4a被称为过敏毒素 anaphylatoxin 可与肥大细胞 嗜碱性粒细胞表面相应受体结合 触发靶细胞脱颗粒 释放组胺和其他血管活性介质 介导局部炎症反应 C5a对中型粒细胞有很强的趋化活性 可诱导中性粒细胞表达黏附分子 刺激中性粒细胞产生前列腺素等 引起血管扩张 毛细血管通透性增高 平滑肌收缩等