医学免疫学：05.补体系统

1、补体系统补体系统 2021-5-222 1. 掌握：掌握： 补体系统的概念；补体系统的概念； 三条激活途径的激活物质、激活过程及不同点。三条激活途径的激活物质、激活过程及不同点。 补体的生物学功能。补体的生物学功能。 2. 熟悉：熟悉：补体的命名、性质和合成部位。补体的命名、性质和合成部位。 3. 了解：了解：补体激活过程的调节补体激活过程的调节; 病理生理意义及与病理生理意义及与 临床的关系。临床的关系。 学学 习习 要要 求求 2021-5-223 第一节第一节 补体概述补体概述 Jules Bodet (1870-1961) Discoverer of Complement 1894 绵

2、羊抗霍乱血清能够溶解霍乱弧菌绵羊抗霍乱血清能够溶解霍乱弧菌 加热加热56C 30min可阻止其活性可阻止其活性 加入新鲜非免疫血清可恢复其活性加入新鲜非免疫血清可恢复其活性 补体发现 - 引自华中医科大学同济医学院 2021-5-224 存在于新鲜血清与组织液中一组经活化后具有酶存在于新鲜血清与组织液中一组经活化后具有酶 活性的不耐热的蛋白质，活性的不耐热的蛋白质，包括包括30余种可溶性蛋白余种可溶性蛋白 和膜结合蛋白，故称和膜结合蛋白，故称补体系统补体系统。 广泛参与机体抗微生物防御反应及免疫调节，也广泛参与机体抗微生物防御反应及免疫调节，也 可介导免疫病理的损伤性反应，是机体重要的生可介导

3、免疫病理的损伤性反应，是机体重要的生 物学效应系统和效应放大系统。物学效应系统和效应放大系统。 补体（补体（complement, C） 2021-5-225 补体系统的组成补体系统的组成 按生物学功能分三类：按生物学功能分三类： 3、补体受体：、补体受体： 参与参与经典激活途径经典激活途径的成分：的成分：C1、C4、C2、 C3 甘露聚糖结合凝集素激活途径甘露聚糖结合凝集素激活途径：MBL、MASP； 参与参与旁路激活途径旁路激活途径的成分：的成分：C3、B因子、因子、D因子；因子； 共同末端通路：共同末端通路：C5-C9。 2、补体调节蛋白：、补体调节蛋白：C1INH、I因子、因子、H因子

4、、因子、C4bp CR1-5、C3aR、C2aR、C4aR 1、补体固有成分、补体固有成分 2021-5-226 补体的命名补体的命名 1、补体成分的命名：、补体成分的命名： 按发现先后分别命名为C1、C2C9； 旁路途径成分以英文大写字母表示，如B、D因子； 补体调节蛋白以功能命名，如C1INH，C4bp。 2、补体片段的命名：、补体片段的命名： 活化后的裂解片段，如C3a、C3b等； 有酶活性的成分或复合物，符号上划一横线如C1、 C4b2a；灭活片段在符号前加i表示，如iC3b。 2021-5-227 补体的生物合成补体的生物合成 约约90%的血浆补体成分由的血浆补体成分由肝细胞合成；肝

5、细胞合成； 多种促炎的细胞因子（多种促炎的细胞因子（IL-1，IL-6等）；等）； 感染、组织损伤急性期及炎症状态下，血清补感染、组织损伤急性期及炎症状态下，血清补 体升高。体升高。 2021-5-228 糖蛋白，多属于糖蛋白，多属于球蛋白；球蛋白； 多数补体成分多数补体成分对热不稳定，对热不稳定，经经56温育温育30min即即 灭活；室温下也很快失活；灭活；室温下也很快失活；010下活性能保持下活性能保持 34天；天； C3含量最多；含量最多； 正常生理情况下，以正常生理情况下，以非活化形式非活化形式存在。存在。 补体的理化特性补体的理化特性 2021-5-229 第二节第二节 补体的激活补

6、体的激活 生理情况下，多以生理情况下，多以酶前体酶前体形式存在。形式存在。 一系列级联酶促反应一系列级联酶促反应。 依据起始顺序的不同分为依据起始顺序的不同分为三条三条: 1. 经典途径（经典途径（classical pathway） 2. 旁路途径（旁路途径（alternative pathway） 3. MBL途径（途径（mannose-binding lectin pathway） 2021-5-2210 补体激活的三条途径补体激活的三条途径 经典途径经典途径 IC+C1qMBL+病原体配基病原体配基细菌细菌+C3 膜攻击复合物膜攻击复合物 细胞溶解细胞溶解 旁路途径旁路途径MBL途径途

7、径 2021-5-2211 一、经典途径一、经典途径（classical pathway） C1(C1qC1rC1s)C4C2C3C5C6C7C8C9 识别阶段识别阶段 活化阶段活化阶段 膜攻击阶段膜攻击阶段 由由Ag-Ab复合物激活的途径。复合物激活的途径。 激活物与激活物与C1q结合，顺序活化结合，顺序活化C1r、C1s，依次，依次 激活激活C4,C2,C3，形成，形成C3转化酶转化酶与与C5转化酶转化酶的的 级联酶促反应级联酶促反应过程。过程。 2021-5-2212 激活物及激活条件：激活物及激活条件： 1.激活物：激活物： Ag与特异性与特异性Ab（IgG1-3或或IgM）形成的）形

8、成的免免 疫复合物（疫复合物（IC）；）； 2.C1 活化的条件：活化的条件： 仅与仅与IgG1-3的的CH2区或区或IgM的的CH3区结合才能活化区结合才能活化 每个每个C1分子必须同时与分子必须同时与两个以上两个以上Ig的的Fc段段结合结合 游离游离Ab不能通过激活经典途径不能通过激活经典途径 一、经典途径（一、经典途径（classical pathway） 2021-5-2213 Fixation of C1 by IgG and IgM Abs C1分子分子 2021-5-2214 IgG 分分 子子 结结 合合 抗抗 原原 前前 后后 的的 构构 象象 变变 化化 结合抗原之前结合抗

9、原之前结合抗原之后结合抗原之后 2021-5-2215 激活过程：激活过程： 1、识别阶段：、识别阶段： C1识别免识别免IC被活化被活化 形成形成C1酯酶。酯酶。 一、经典途径（一、经典途径（classical pathway） 2021-5-2216 2、活化阶段：、活化阶段： 活化的活化的C1s依次依次 酶解酶解C4和和C2，形成，形成 C3转化酶（转化酶（C4b2a） C5转化酶（转化酶（C4b2a3b） 一、经典途径（一、经典途径（classical pathway） 2021-5-2217 Ca+ C1q C1s C1r C3b C2a C4b Mg+ C4a C4 C4bC2 C

10、2a C2b C4b2a （C3转化酶）转化酶） C3 C3b C3a C4b2a3b （C5转化酶）转化酶） 一、经典途径（一、经典途径（classical pathway） 2021-5-2218 替代途径替代途径，由，由C3，B、D因子参与；因子参与； 激活物质：激活物质： 细菌、内毒素、酵母多糖、葡聚糖细菌、内毒素、酵母多糖、葡聚糖 等，提供补体激活得以进行的等，提供补体激活得以进行的接触面接触面，不依赖不依赖 于抗体的形成于抗体的形成。 最早出现最早出现的补体活化途径，抵御微生物感染的的补体活化途径，抵御微生物感染的 非特异性防线非特异性防线，在，在感染早期发挥作用感染早期发挥作用；

11、 二、旁路途径（二、旁路途径（alternative pathway） 补体活化的旁路途径-引自华中医科大学同济医学院 2021-5-2219 B因子因子 C3 C3a D因子因子 Ba H2O C3a Bb C3b C5 C5b C5a C3 C3b 二、旁路途径（二、旁路途径（alternative pathway） C3转化酶：C3bBbC5转化酶：C3bBb3b P因子因子 2021-5-2220 C3转化酶：转化酶：在经典途径中产生或自发产生的在经典途径中产生或自发产生的C3b与与 B因子结合，在因子结合，在D因子作用下裂解成因子作用下裂解成C3bBb。 C5转化酶：转化酶：C3水解

12、产生的水解产生的C3b与与C3转化酶结合后转化酶结合后 形成形成C3bBb3b，进而裂解，进而裂解C5。 二、旁路途径（二、旁路途径（alternative pathway） 2021-5-2221 旁路途径旁路途径激活与调节的特点激活与调节的特点 可以识别可以识别“自我自我”与与“非我非我” 2021-5-2222 旁路途径旁路途径激活与调节的特点激活与调节的特点 补体系统重要的放大机制补体系统重要的放大机制 2021-5-2223 三、三、MBL途径（途径（MBL pathway） 激活物：激活物：细菌的甘露糖残基和细菌的甘露糖残基和MBL。 MBL：甘露糖结合凝集素（甘露糖结合凝集素（m

13、annose-binding lectin），）， 感染最早期肝细胞合成的急性反应蛋白。感染最早期肝细胞合成的急性反应蛋白。 MASP：MBL相关的丝氨酸蛋白酶。相关的丝氨酸蛋白酶。 2021-5-2224 C2a C4b MASP2 MBL MASP1 C4 C4a C4bC2C2a C2b C4b2a （C3转化酶）转化酶） 2021-5-2225 2021-5-2226 MBL 病原体甘病原体甘 露糖残基露糖残基 MASP1 MASP2 C3C3b旁路途径旁路途径 后续过程与经典途径相同后续过程与经典途径相同 补体活化的补体活化的MBL途径途径 2021-5-2227 四、补体激活的共同

14、终末过程四、补体激活的共同终末过程 攻膜复合物攻膜复合物（membrane attack complex ，MAC） 的组装的组装 三条途径三条途径形成的形成的C5C5转化酶，均可裂解转化酶，均可裂解C5C5，最终形，最终形 成成MACMAC这是补体级联反应中的这是补体级联反应中的最后最后一个酶促反应。一个酶促反应。 MACMAC的效应机制：的效应机制： 破坏局部磷脂双层破坏局部磷脂双层形成形成“渗漏斑渗漏斑”； 形成形成穿膜穿膜的亲水性的亲水性孔道孔道。 2021-5-2228 C5-convertase of the Classical and MBL Pathways C5-conver

15、tase of the Alternative Pathways C5- convertase of the two pathways 2021-5-2229 C5b C6 C7 C8 C 9 C 9 C 9 C 9C 9 C 9C 9 C 9 C 9 Lytic pathway： insertion of lytic complex into cell membrane 2021-5-2230 MACs effect 2021-5-2231 五、三条激活途径的特点及比较五、三条激活途径的特点及比较 C4b2a C4b2a3b 2021-5-2232 第三节第三节 补体系统的调节补体系统的调节

16、 补体系统在适度调节的情况下进行激活，发挥正常生理学补体系统在适度调节的情况下进行激活，发挥正常生理学 作用。若激活失控可致补体无益消耗，机体抗感染能力下作用。若激活失控可致补体无益消耗，机体抗感染能力下 降，而发生剧烈炎症反应或造成自身组织细胞损伤。降，而发生剧烈炎症反应或造成自身组织细胞损伤。 补体活化途径的调节补体活化途径的调节主要包括主要包括 控制控制补体活化的补体活化的启动启动 补体活性片段补体活性片段自发性衰变自发性衰变 补体补体调节因子调节因子的作用的作用 2021-5-2233 补体调节因子的作用补体调节因子的作用 2021-5-2234 抑制抑制C1和和MASP的酯酶活性，使

17、其不能裂解的酯酶活性，使其不能裂解C4和和C2，不能，不能 形成形成C4b2a，从而阻断后续反应。，从而阻断后续反应。 C1C1抑制物（抑制物（C1INHC1INH）：）： 2021-5-2235 多发以面部为中心的皮下血管性水肿。多发以面部为中心的皮下血管性水肿。 常染色体显性遗传性病。可在感染、损伤等刺激下发病，常染色体显性遗传性病。可在感染、损伤等刺激下发病， 表现为皮肤和呼吸道粘膜的水肿，呼吸困难等。表现为皮肤和呼吸道粘膜的水肿，呼吸困难等。 C1IHN缺陷引起血管神经性水肿缺陷引起血管神经性水肿 2021-5-2236 阵发性睡眠性血红蛋白尿阵发性睡眠性血红蛋白尿 患者患者GPI锚定

18、蛋白缺陷，导致红细胞膜上的锚定蛋白缺陷，导致红细胞膜上的DAF和和CD59缺缺 乏，因而对血浆中的补体异常敏感而发生血管内溶血，患乏，因而对血浆中的补体异常敏感而发生血管内溶血，患 者睡眠后第一次尿可呈酱油色或茶色。者睡眠后第一次尿可呈酱油色或茶色。 睡眠时肺换气不及时，血液中二氧化碳增多，血液睡眠时肺换气不及时，血液中二氧化碳增多，血液PH值降值降 低就会出现溶血，溶血量多就在尿中出现血红蛋白。低就会出现溶血，溶血量多就在尿中出现血红蛋白。 2021-5-2237 针对针对MAC的调节作用的调节作用 2021-5-2238 第四节 补体的生物学意义 一、生物学功能一、生物学功能 二、病理生理

19、学意义二、病理生理学意义 在细胞表面激活并形成在细胞表面激活并形成MAC，介导溶细胞效应。，介导溶细胞效应。 水解片段介导各种生物学效应。水解片段介导各种生物学效应。 2021-5-2239 1、溶菌、溶解病毒和细胞的细胞毒作用溶菌、溶解病毒和细胞的细胞毒作用 ： 防御和免疫监视，可抵抗病原微生物感染，消灭病防御和免疫监视，可抵抗病原微生物感染，消灭病 变衰老的细胞。变衰老的细胞。 补体缺陷补体缺陷病原微生物侵袭病原微生物侵袭反复性感染。反复性感染。 一、补体的生物学功能补体的生物学功能 2021-5-2240 2、调理作用、调理作用(Opsonization )：促吞噬作用。促吞噬作用。 一

20、、补体的生物学功能补体的生物学功能 C3b、C4b、i C3b 等调理素与细菌及等调理素与细菌及 其他颗粒性物质结其他颗粒性物质结 合，可促进吞噬细合，可促进吞噬细 胞的吞噬作用。胞的吞噬作用。 2021-5-2241 一、补体的生物学功能补体的生物学功能 3、免疫粘附（、免疫粘附（immune adherence） 清除免疫复合物（清除免疫复合物（IC） 细菌或细菌或IC激活补体、结合激活补体、结合C3b/C4b后，与表面具后，与表面具 有相应补体受体（有相应补体受体（CRI）的）的RBC和血小板结合，和血小板结合， 通过血液循环到达肝脏和脾脏，被巨噬细胞吞噬。通过血液循环到达肝脏和脾脏，被

21、巨噬细胞吞噬。 2021-5-2242 2021-5-2243 4、炎症介质作用（、炎症介质作用（nflammation） C3a,C5a，有，有过敏毒素（过敏毒素（Anaphylatoxin）作用作用 C5a对中性粒细胞具对中性粒细胞具有趋化作用有趋化作用（Chemotaxis ） 一、补体的生物学功能补体的生物学功能 2021-5-2244 C3a、C5a的过敏毒素作用的过敏毒素作用 2021-5-2245 C5a的作用的作用 2021-5-2246 二、补体的病理生理学意义二、补体的病理生理学意义 1、机体抗感染防御的主要机制、机体抗感染防御的主要机制 固有免疫和适应性免疫之间的桥梁固有

22、免疫和适应性免疫之间的桥梁 2021-5-2247 2、参与适应性免疫应答：、参与适应性免疫应答： C3可参与捕捉、固定可参与捕捉、固定Ag，使其易被，使其易被APC处理和提呈；处理和提呈； CR2和和C3d与与B细胞活化密切相关；细胞活化密切相关； 参与免疫细胞的增殖和分化；参与免疫细胞的增殖和分化； 参与免疫应答的效应阶段；参与免疫应答的效应阶段； 参与免疫记忆参与免疫记忆-FDC。 二、补体的病理生理学意义二、补体的病理生理学意义 2021-5-2248 3、补体与血液中其他级联反应系统的相互作用、补体与血液中其他级联反应系统的相互作用 凝血、纤溶、激肽系统凝血、纤溶、激肽系统 IC可活化凝血、纤溶和激肽系统；可活化凝血、纤溶和激肽系统； C1INH可抑制凝血因子可抑制凝血因子、激肽释放酶和纤维蛋白、激肽释放酶和纤维蛋白 溶酶等；溶酶等； C3a、C5a可促进血管内皮细胞释放组织因子，启动可促进血管内皮细胞释放组织因子，启动 并加速凝血过程，也可继发纤溶过程；并加速凝血过程，也可继发纤溶过程； 凝血、纤溶、激肽系统产生的活化产物有致炎作用。凝血、纤溶、激肽系统产生的活化产物有致炎作用。 二、补体的病理生理学意义二、补体的病理生理学意义 2021-5-2249 一、补体的遗传缺陷：一、补体的遗传缺陷： 二、补体与感染性疾病二、补体与感染性疾病 三、补体与炎症性