第四章补体系统PPT课件

.,1,第四章补体系统,.,2,JulesBordet(1870-1961),DiscovererofComplement1894Bordet发现绵羊抗霍乱血清能够溶解霍乱弧菌，加热56度30min阻止其活性；加入新鲜非免疫血清可恢复其活性。Ehrlich在同时独立发现了类似现象，将其命名为补体（Complement）.,.,3,补体（complement，C）是存在于人或脊椎动物血清与组织液中的一组具有酶活性的蛋白质。因其是抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件，故被称为补体。又因其是由近40种可溶性蛋白质和膜结合蛋白组成的多分子系统，故称为补体系统。,第一节概述,.,4,一、补体系统的组成和命名（一）组成1.补体系统的固有成分：C1qC1rC1s、C4、C2、C3、C5C9；B、D2.补体调节蛋白：C1抑制物、P因子、I因子、H因子等可溶性蛋白和膜结合蛋白3.补体的受体分子：CR1CR5、C3aR、C5aR等,.,5,（二）命名1.参与经典激活途径的固有成分（包括膜攻击复合物组分）以“C”表示，如“C1，C2，C9”。2.替代激活途径的固有成分以因子命名，用大写英文字母表示，如B、D、P因子等。3.补体调节蛋白根据其功能命名，如C1q抑制物、C4结合蛋白等。4.补体受体则以其结合对象来命名，如C1qR、C5aR。,.,6,5.补体活化的裂解片段一般在该成分的符号后加小写字母表示，如C3a、C3b。具有酶活性的成分或复合物在其符号上加一横线表示，如C1，C3bBb，已失活的补体成分则在其符号前冠以“i”表示，如iC3b。,inactivation,.,7,二、补体成分的理化特性1.化学组成均为糖蛋白，多数为球蛋白，少数几种为或球蛋白。2.含量约占血清球蛋白总量的10%，各成分中以C3含量最高1300g/ml，D因子含量最低2g/ml。3.补体系统各固有成分均分别由肝细胞、巨噬细胞、小肠上皮细胞及脾细胞等产生。,.,8,4.固有成份间的分子量差异较大，其中C1q最大、D因子最小。(410KD,230KD)5.某些补体成分性质极不稳定，许多理化因素等均可使补体失活。如射线、机械振荡、酒精、胆汁和某些添加剂等.6.对热不稳定，56oC、30min即被灭活，010oC条件下活性只能保持34d。,.,9,三、补体的结构和功能,1、C1分子的结构和功能,C1q为18条肽链组成的胶原蛋白样分子，3条肽链一组形成6个亚单位。C1r，C1s均为单链血清蛋白酶。在钙镁离子参与下，一分子C1q与2C1r和2C1s形成复合物。C1是经典途径活化的始动分子。,.,10,C1q分子的C端球形结构是与Ig上的补体结合位点相结合的部位，它的启动可使C1r构型改变，成为具有活性的C1r并诱导C1s的活化，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。,.,11,C1q,N,C,蛋白酶活性区,SS,C1r,C1r,N,C,SS,C1s,C1r、C1s分子结构,.,12,（二）C4的分子结构、裂解片段和功能C4为3肽链结构，分别为、链。C4是C1（C1S)的作用底物之一C4,C4a,C4b,.,13,结构图,chain,chain,参与C3和C5转化酶的形成,过敏毒素,.,14,结构图,参与C3和C5转化酶的形成,过敏毒素,（三）C3C3为2肽链结构，分别为、链。三条激活途径的汇合点，起枢纽作用C3为血清中含量最高的补体成分,.,15,C3结构以及活化和降解,factor,factor,CR1,proteases,.,16,（四）B因子及其功能,B因子为存在于血清的单链糖蛋白。,D因子,Ba（234aa）,Bb（505aa）,N,C,蛋白酶活性区,C3b,C3bBb,（C3转化酶）,.,17,（五）C5C5为2肽链结构，分别为、链。,SS,C5转换酶,C5a,C5b,过敏毒素,参与攻膜复合体的形成,.,18,（六）C9,穿孔素(Perforin)C9和穿孔素结构类似，均为单链结构,N端以亲水性氨基酸为主，C端均以疏水性氨基酸为主。被活化后形成管状结构的多聚体，由10个以上的单体分子组成，可通过其疏水性的C末端插入细胞膜，导致细胞溶解。,N,C,凝血酶,亲水区,疏水区,.,19,.,20,第二节补体系统的激活,补体系统的激活是在某些激活物质的作用下，各补体成分按一定顺序，以连锁的酶促反应方式依次活化，并表现出各种生物学活性的过程，故亦称为补体级联（complementcascade）反应。,.,21,一、经典激活途径（传统途径、第一途径）1.主要激活物质特异性抗体（IgG或IgM）与抗原结合形成的免疫复合物此外，还能直接结合真菌和反转录病毒2.参与的固有成分C1（C1q、C1r、C1s）C4,.,22,.,23,AgAb复合物,C1q,C1r、C1s,活化,C1,形成,3.激活过程（1）识别阶段,C1识别免疫复合物形成C1酯酶的阶段。,.,24,（2）活化阶段形成具有酶活性的C3转化酶（C4b2b）和C5转化酶（C4b2b3b）。,.,25,Ag+Ab,AgAb复合物,C1qrsC1qrs,C4,C4a,C4b,C2,C4b2,C2a,C4b2b,C3,C3b,C3a,C4b2b3b,补体经典激活途径示意图,C5C5b,C5a,Ca2+,Mg2+,.,26,小结：经典途径的几个特点：1抗原抗体特异结合活化2反应顺序为C1qrs-C4-C2-C3-C5-C6-C7-C8-C93产生3个转化酶：C1酶,C3转化酶，C5转化酶4产生3个过敏毒素，C3a,C4a,C5a,.,27,二、旁路激活途径(替代途径、第二途径）该途径越过了C1、C4、C2，直接激活C3。1.主要激活物质细菌细胞壁成分即脂多糖、肽聚糖、磷壁酸、酵母多糖等，凝聚的IgA和IgG4、眼镜蛇毒素等。2.参与的固有成分C3，B、D、P、H、I等因子,.,28,3.激活过程（1）生理情况下C3b和C3转化酶的形成（2）C5转化酶的形成激活物使替代途径从准备阶段过渡到正式激活阶段，为C3b或C3Bb提供保护性微环境过程,.,29,（3）补体激活的放大形成C3b正反馈环或称C3b正反馈途径。,补体激活的旁路途径示意图,.,30,小结：旁路途径的激活几个特点：1天然活化，LPS等多糖类物质可促进其活化。2含有一个C3活化的正反馈调节环路。3产生C3转化酶和C5转化酶4C1,C4和C2不参与，B因子、D因子、P因子参与5机体早期抗感染免疫中起作用,.,31,三、MBL途径（甘露糖结合凝集素,mannose-bindinglectin，MBL）该激活途径与经典途径的激活过程相似，但不依赖抗体、抗原抗体复合物的形成和C1q的参加。1.主要激活物细菌等微生物2.参与的固有成分C4、C2、C3无C1的参与3.激活过程,.,32,甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白激酶,.,33,四、补体活化的共同终末效应上述三途径均产生C5转化酶，启动补体系统的终末成分（C5、C6、C7、C8、C9）的活化，并形成具有溶细胞效应的膜攻击复合物（membraneattackcomplex，MAC），导致靶细胞的溶解。,C5转化酶,C5,C6,C7,C8,C9,C5b,C5b6,C5b67,C5b6789（MAC）,C5a,.,34,.,35,.,36,第三节补体活化的调节（一）自身衰变的调节C3转化酶和C5转化酶均易衰变失活，游离的C4b、C3b、C5b也易失活。C42复合物中的C2b自行衰变，使其不能持续激活C3，限制了后续补体成分的连锁反应。（二）调节因子的作用1.经典途径的调节C1抑制分子（C1INH）:可与活化的C1r和C1s结合，使其失去酶解正常底物的能力。并能有效地解聚与IC结合的C1大分子。,.,37,抑制经典途径C3转化酶形成C4结合蛋白（C4bp）与补体受体1（CR1）I因子可裂解C3b、C4b膜辅助蛋白（MCP）促进I因子介导的C4b裂解。衰变加速因子（DAF）可同C2b竞争与C4b的结合。C4bp通过其与C2竞争C4b,抑制C3转化酶的形成。促进I因子对C4b的裂解。有C4bp存在时，I因子可将C4b的a链完全裂解.CR1具有外源性及内源性活性,既可灭活组装于非自身细胞膜上的C3/C5转化酶,也可灭活自身细胞膜上形成的C3/C5转化酶.,.,38,2.旁路途径的调节抑制旁路途径C3转化酶的形成（H、I)H、CR1和DAF均竞争性抑制B因子与C3b结合；阻止C3b与B因子或Bb的结合，从而阻止了替代途径C3bBb的组装。I因子可裂解C3b为无活性的iC3b；H因子和MCP可促进I因子对C3b的裂解。促进已形成的C3转化酶解离CR1和DAF可促进Bb从已形成的旁路途径C3转化酶中解离。3）对旁路途径的正性调节（C3b）P因子与C3bBb结合后发生构象改变,可使C3bBb半寿期延长10倍,加强C3转化酶裂解C3的作用。,.,39,3.MAC形成的调节同源限制因子（HRF）也称C8结合蛋白，可干扰C9与C8结合；膜反应性溶解抑制物（MIRL）即CD59，可阻碍C7、C8与C5b6复合物结合，从而抑制MAC形成。这两种调节蛋白可能是抑制MAC形成并保护正常细胞免遭补体溶细胞作用的最重要因子。许多细胞表面CR1,MCP,DAF,CD59S蛋白也称为玻璃连结蛋白,它可与C5b、6、7复合物结合,并防止C5b、6、7插入双脂质层细胞膜。,.,40,.,41,第四节补体系统的生物学作用一、溶菌、溶细胞作用补体系统激活后，通过级联反应可在靶细胞表面形成许多MAC，导致靶细胞溶解。在感染早期，主要通过旁路途径和MBL途径，待特异性抗体产生后，主要靠经典途径来完成。,在机体的免疫系统中担负抗感染和免疫调节作用,并参与免疫病理反应。,.,42,二、调理作用C3b、C4b和iC3b可促进吞噬细胞的吞噬作用靶细胞氨基端-C3b-羧基端吞噬细胞（C3b受体）,巨噬细胞、嗜中性粒细胞,.,43,三、免疫自稳作用1.清除免疫复合物补体的存在，可减少IC的产生，并能使已生成的IC溶解，发挥自身稳定作用。免疫粘附抗原抗体复合物C3b/C4b红细胞、血小板等，形成较大的聚合物，易被吞噬细胞吞噬2.清除凋亡细胞多种补体成分可识别和结合凋亡细胞，促进吞噬。C1q、C3b和iC3b等,.,44,四、引起炎症反应1.趋化作用（C3a、C5a）吸引吞噬细胞向炎症部位移行、聚集的作用。2.过敏毒素作用（C5a、C3a、C4a）以C5a的作用最强。能增加血管通透性，引起炎症性充血。3.具有激肽样作用的主要是C2a。能使小血管扩张,通透性增强,引起炎症性充血和水肿五、免疫调节：补体成分可与多种免疫细胞相互作用，调节细胞增殖、分化。不同的C3活性片段可选择性作用于不同淋巴细胞亚群，在免疫调节中发挥重要作用。C3可参与捕捉、固定抗原；补体成分可与多种免疫细胞相互作用,调节细胞的增殖分化；补体参与调节多种免疫细胞效应功能,如ADCC作用。杀伤细胞结合C3b后可增强对靶细胞的ADCC作用,.,45,第五节补体系统与疾病一、补体的遗传性缺陷1.补体成分的缺陷C3无C3b产生,化脓性细菌感染(C3缺乏的患者吞噬细胞的吞噬、杀菌作用明显减弱)金黄色葡萄球菌C5C9影响MAC的形成,溶菌能力减弱,G-奈瑟菌感染C1、C2、C4系统性红斑狼疮等自身免疫病2.补体调节分子缺陷C1INH-C2a血管神经性水肿常显I因子和H因子C3大量裂解反复细菌感染循环IC的清除发生障碍。患者常可伴有肾小球肾炎。膜结合型调节分子自身细胞被溶解，红细胞特别敏感PNHPX隐性,.,46,C1IHN缺陷引起血