微生物学与免疫学补体

微生物学与免疫学补体第1页/共37页目的要求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2页/共37页第一节概述

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、补体系统的概念第3页/共37页

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。概述第4页/共37页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补体系统的组成第5页/共37页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.补体系统的组成第6页/共37页补体系统的命名2.补体系统的命名

按发现的先后：C1（qrs）、C2…C9

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）。

第7页/共37页灭活成分: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β球蛋白，少数为α、γ球蛋白。第8页/共37页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9页/共37页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。补体系统的激活第10页/共37页

补体3条活化途径示意图

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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第12页/共37页经典激活途径①识别阶段激活条件：

C1仅与IgM的CH3区或IgG1-3的CH2区结合才能活化。每一个C1分子必须同时与两个以上Ig的Fc段结合才能被激活。第13页/共37页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CH1CH2IgMCH3区，IgGCH2区TY第14页/共37页识别阶段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。

第15页/共37页②活化阶段活化的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）。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。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。第16页/共37页2.活化阶段C3转化酶和C5转化酶的形成第17页/共37页经典激活途径之识别、活化阶段第18页/共37页③膜攻击阶段（MAC形成）第19页/共37页二、补体活化的旁路途径

补体系统的激活旁路激活途径又称替代激活途径（alternativepathway）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。旁路途径的主要激活物：内毒素、酵母多糖、凝集的IgA和IgG4等。第20页/共37页第21页/共37页(三)MBL(mannan-bindinglectin)途径

1.激活剂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-associatedserineprotease,MASP)

MBL途径第22页/共37页第23页/共37页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。第24页/共37页(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-C9C3，C5-9，C2-C9，MBL，

D，B，PMASPC3转化酶C4b2bC3bBb

C4b2bC5转化酶C4b2b3b

C3bnBb

C4b2b3b作用特异性免疫早期抗感染早期抗感染

第25页/共37页第26页/共37页补体补体活化适度：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第27页/共37页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、C3b、C5b、及C3和C5转化酶等极易衰变。聪儿限制发生后续的连锁反应

补体系统的调节第28页/共37页3.调节因子：（1）C1抑制分子(C1inhibitor,C1INH)C1INH与活化的C1r、C1s结合，使C1失去酯酶的活性，不能裂解C4和C2.

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C1IHN缺陷引起血管神经性水肿第30页/共37页

一、溶解靶细胞

C1~C9第四节补体的生物学功能

红细胞+相应抗体C1~C9溶血反应

革兰阴性细菌旁路途径溶菌杀菌1.抗感染作用

细菌+相应抗体经典途径溶菌杀菌2.导致组织损伤与疾病第31页/共37页二、调理作用

C3b、C4b细菌--C3b/C4b

--巨噬细胞→促进吞噬补体的生物学作用

三、免疫粘附与清除免疫复合物（IC）1.免疫粘附作用C3b、C4bAg-Ab复合物C3b/C4bRBC第32页/共37页1、减少IC的形成。C3、C4结合于IC中的Ig,可干扰抗原抗体间的结合。抑制IC形成2、促进IC解离C3b嵌入IC中可使是解离。(易于排除)3、促进IC清除，可溶性复合物与C3b结合，并通过C3b粘附于相应受体的红细胞、血小板和淋巴细胞等血细胞表面形成较大分子聚合物，易被吞噬细胞吞噬清除。补体的生物学作用第33页/共37页四、参与炎症反应

1.趋化因子的作用

C3a、C5a、C5b67吞噬细胞向感染部位聚