补体系统-免疫学VIP

补体Complement,主讲人：和燕,Contents,JulesBodet(1870-1961),DiscovererofComplement19世纪末，在发现抗体后不久，Bordet通过霍乱弧菌溶菌实验发现，新鲜血清中存在一种不耐热的成分，可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。Ehrlich同时独立发现了类似现象，他认为这种因子是抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件，故将其命名为补体,第一节概述,羊抗血清+霍乱弧菌,细菌裂解,加热的羊抗血清+霍乱弧菌,细菌裂解,不能,无抗体的新鲜血清,+,细菌裂解,不能,霍乱弧菌溶菌实验：,推测结论新鲜血清中存在一种帮助抗体溶解细菌的成份2.这种成份化学性质不稳定，受热易分解,补体（complement)的定义是存在于人或动物血清中的一组不耐热、经活化后具有酶活性的蛋白质，是抗体溶菌作用的必要补充。56，30分灭活,(一)补体系统的组成1补体的固有成分：存在于血浆及体液中，参与补体激活的蛋白质经典途径的C1q、C1r、C1s、C2、C4；旁路途径的B因子、D因子、P因子；MBL途径的MBL、FCN(纤维胶原素)、MASP（MBL相关丝氨酸蛋白酶）;补体活化的共同组成部分C3、C5C9。,2补体调节蛋白：C1抑制物、I因子、H因子、C4结合蛋白（C4BP）等3补体受体：CR1CR5、C3aR、C2aR、C4aR等。,（二）补体成分命名：固有成分：用C后加阿拉伯数字表示，如：C1,C2,C3,C4等；其他成分：用英文大写字母表示。如：B因子、D因子、P因子等；裂解片段：小片段用a表示-如：C3a；大片段用b表示-如：C3b。C2例外酶活性成分：符号上划一横线，如C3bBb。灭活补体片段：符号前加i表示，如iC3b。,（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；角质形成细胞、内皮细胞、肠道上皮细胞、肾小球细胞等也可产生；2.成分均为糖蛋白；3.血清中各成分含量不等，C3含量最多，D因子最少；4.正常生理情况下，以非活性形式存在；5.对热敏感：56，30min可灭活；6.感染时大量升高。,第二节补体系统的激活-三条途径：经典途径（classicalpathway）旁路途径（alternativepathway）凝集素途径（lectinpathway）,经典途径,凝集素途径,旁路途径,C1,C3,C5,C4C2,C3,BDP,MBLMASP-1MASP-2,MAC组装,C6C7C8C9,补体3条活化途径示意图,(一)经典（传统）激活途径：激活剂：Ag-Ab复合物（IgG1-3、IgM）激活能力（IgMIgG3IgG1IgG2）参与成分：C1C9激活过程（三个阶段）：识别阶段活化阶段膜攻击阶段,经典途径激活条件：1.只有Ab与Ag结合暴露Fc补体结合位点后才可活化2.C1q仅与IgM的CH3区或IgG的CH2区结合才能活化3.C1必须与两个以上的IgFc结合才可活化,1.识别阶段Ag+AbIC，Ab的Fc段补体结合部位暴露C1+AbC1激活,IgM（未与Ag结合）,IgM（已与Ag结合）,2.活化阶段活化的C1依次酶解C4、C2C3转化酶（C4b2a）C5转化酶（C4b2a3b）,细菌,C3转化酶,细菌,C5转化酶,经典途径识别活化,(二)旁路（替代）激活途径激活剂：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）参与成分：B、D、P因子、C3、C5C9,C3自发性活化,C3b,H2O,B,D,C3,起始C3转化酶的产生,C3b不稳定，很快会被水解,C3,C5,B,D,P,C5转化酶形成,如果不被降解,两种途径的C5转化酶,C3b,Bb,C3b,旁路途径的C5转化酶,经典途径的C5转化酶,旁路途径识别活化,(三)凝集素激活途径（MBL途径）激活剂：病原微生物表面糖结构参与成分：MBL(甘露糖结合凝集素)、FCN(纤维胶原素)、MASP、C2-C9,病原微生物感染M和中性粒细胞产生IL-1、IL-6、TNF急性期反应肝脏产生MBL等急性期蛋白MBL与细菌甘露糖残基结合激活MASP（MBLassociatedserineprotease)水解C4和C2(类似活化的C1q的功能）形成C3转化酶。,MBL,C1q,CleavageandactivationofC4.,活化的MASP1可直接裂解C3产生C3b，在D因子和P因子参与下，激活补体旁路途径凝集素途径对经典途径和旁路途径的活化具有交叉促进作用,旁路激活途径,MBL途径识别活化,（四）共同的末端通路（膜攻击阶段）-膜攻击复合物（MAC)形成C5转化酶C5C5aC5bC6,C7C5b67C8C5b678C9C5b6789n,C5b+C6+C7+C8+nC9=MAC,末端通路C5活化,C5,C6,末端通路MAC形成,C9,C9,C9,C9,C9,C9,C9,C9,C9,末端通路MAC插入胞膜,MAC的结构,攻膜复合体结构示意图,MACs造成的细胞膜损伤,C5b+C6+C7+C8+nC9=MACs,补体系统激活途径,三种途径的比较,经典途径MBL途径旁路途径,参与的C1C9C2C9C3,C5C9,B因子,补体成分D因子,P因子,C3转化酶C4b2aC3bBb,生物学作用,Ab,参与特异性体液免疫的应答阶段，在感染后期发挥作用,参与非特异性免疫感染早期发挥作用,参与非特异性免疫，在感染早期发挥作用,激活物质Ag-Ab复合物病原微生物表细菌、真菌、面的糖结构病毒感染细胞,C5转化酶C4b2a3bC3bBb3b,起始分子C1qC2、C4C3,第三节补体的生物学功能细胞溶解作用调理吞噬作用炎症介质作用清除免疫复合物调节免疫应答,补体的生物学作用,补体杀伤大肠杆菌的电镜照片,a、活的大肠杆菌b、c、被补体杀伤的大肠杆菌,1、细胞毒作用,实际意义：A.抗感染；B.自身免疫病,2、补体的免疫调理作用,抗感染,实际意义,：,3.炎症介质作用A.过敏毒素作用：过敏毒素（C5a、C3a、C4a）肥大细胞和嗜碱性粒细胞（C5aR、C3aRC4aR)释放活性介质(如；组胺、白三烯及前列腺素等)过敏反应。,B.激肽样作用C2a、C4a血管通透性增加炎性渗出和水肿C.趋化作用：趋化因子：C5a、C3aC5a中性粒细胞向感染部位聚集炎症反应。,4.清除免疫复合物免疫黏附Ag-Ab复合物（可溶性）C3b或C4b与血细胞（如红细胞、血小板）CR结合运送至肝脏和脾脏吞噬清除。C3b与Ig结合降低抗体Fab与Ag间亲和力抑制IC形成C3b插入IC解离已形成的IC,*C3b与红细胞表面CR1结合运送至肝脏清除。,补体的遗传缺陷多为常染色体隐性遗传，少数为显性补体成分缺损或异常：MBL及C3缺乏可导致严重的反复感染。患者吞噬细胞的吞噬、杀菌作用明显减弱。补体调节分子的遗传缺陷：C1抑制物缺陷时，可引起遗传性血管性水肿，属常染色体显性遗传病。,第五节补体与疾病的关系,C1IHN缺陷引起血管神经性水肿,C1INH缺陷使缓激肽、激肽均增加，引起血管通透性增加，形成组织水肿。,补体含量增高传染疾病时可见补体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,SRBC,一、补体总活性测定,绵羊红细胞与相应的抗体结合后形成致敏羊红细胞，在补体存在的情况下，启动经典激活途径，导致致敏羊红细胞的细胞膜穿孔，释放血红蛋白，从而发生溶血,1、溶血实验原理,第五节补体检测技术,CH50曲线,原理：在50%溶血附近，S型曲线最陡，当补体量稍有变动，即可对溶血程度发生很大的影响。故以50%溶血作为终点，较以100%作为溶血终点更敏感。,2、CH50测定方法,1.绵羊红细胞浓度的调整（25）2.溶血素滴定（抗绵羊红细胞抗体，灭活补体）3.稀释缓冲液4.50%溶血标准管5.50%溶血总补体值的计算,CH50(U/ml)=(1/血清用量)*稀释倍数,3、方法评价与临床意义,方法简便、快速，但敏感性低，补体的活性除与反应体积成反比外，还与反应所用的缓冲液、绵羊红细胞的数量以及反应温度有关。检测的是补体经典途径的溶血活性，所得结果反应补体C1C9等9种成分的综合水平。水平下降：严重肝病、营养不良、G细菌感染水平升高：心肌梗塞、妊娠、糖尿病、甲状腺炎,二、单个补体成分的测定,常作为单个补体成分检测的指标：C3、C4、C1q、B因子和C1酯酶抑制物等测定方法免疫溶血法免疫化学法,定义：根据补体参与抗体介导溶细胞作用的级联效应特征建立的单一补体成分检测法指示系统：绵羊红细胞和康绵羊红细胞的抗体参照体系：缺乏某种补体成分的血清为参照结果判断：与参照对比看是否发生溶血其中以C3、C4两成分检测更为常见。快速、简便，敏感性低，且不能定量,1、免疫溶血法,2、免疫化学法,1.单向免疫扩散2.火箭免疫电泳3.透射比浊法4.散射比浊法,前两种方法:手工操作繁琐、耗时长、影响因素多、结果重复性差，已趋于淘汰后两种方法：通过仪器对补体的C3、C4、B因子等单个成分进行自动化测定,三、补体结合试验(complementfixationtest，CFT),1、原理,反应步骤,反应分两阶段进行：第一阶段先加入检测系统及补体，让其有优先结合的机会第二阶段加入致敏绵羊红细胞，检测剩余补体的存在与否,结果,反应不发生溶血，待测物（抗体）存在，试验结果阳性,反应发生溶血，证明待测物（抗体）不存在，试验结果阴性,2、试验方法,补体结合实验是定量实验，其中各成分用量之间必须有适当的比例，才可以避免假阳性或假阴性结果。因此，除绵羊红细胞浓度固定在2%-5%，溶血素用量2单位外，其他成分均需事先滴定其单位，配制成特定的浓度，以保证结果的可靠性,正式试验,实验过程稀释和处理后的标本与已知抗原或抗体、不同含量的补体温育，最后与指示系统共育结果判断首先观察对照管阴性对照管:溶血阳性对照管:不溶血抗体或抗原对照管:完全溶