补体系统 (2)的教案

补体系统(2)的教案第1页/共43页博尔代是比利时细菌学家。他于1892年获得布鲁塞尔大学的医学博士学位，之后便来到巴黎巴斯德研究所工作。1898年，在巴黎的博尔代发现，如果把血清加热到55摄氏度，虽然血清中的抗体还没有遭到破坏，但却不再具备消灭细菌的能力。因此博尔代推断，血清中必定含有某种或某组极微量的成份，作为抗体的补体使其能够和细菌产生作用。他称其为“防御素”——即埃尔利希命名的“补体”。然后，博尔代又于1906年发现了百日咳杆菌，并研究出一种对这种病发生免疫作用的方法。1907年，他被布鲁塞尔大学聘请为细菌学教授。博尔代在1919年达到了免疫学研究的高峰――荣获诺贝尔医学及生理学奖。细菌学家博尔代教授第2页/共43页补体系统(Complement)JulesBodet(1870-1961),

Discovererofcomplement第3页/共43页

补体系统的组成及一般特点生化级联反应

I

IaIb

II

IIbIIa

III

IIIaIIIb发挥生物学效应补体反应实际上是一系列酶促反应，其最终结果是在靶细胞膜表面形成MACs，同时产生具有生物学活性的补体小片段。第4页/共43页第一节、补体系统的组成及理化性质按其生物学功能可以分为三类:

1.补体的固有成分

指存在于体液中、参与补体激活级联反应的补体成分，包括经典激活途径的C1q、C1r、C1s、C4、C2；旁路激活途径的B因子、D因子；甘露聚糖结合凝集素（mannan-bindinglectin，MBL）激活途径的MBL、丝氨酸蛋白酶（serineprotease）；上述三条途径的共同末端通路的C3、C5、C6、C7、C8和C9。

2.调节与控制补体活化的分子包括备解素、C1抑制物、I因子、C4结合蛋白、H因子、S蛋白、Sp40/40、促衰变因子、膜辅助因子蛋白、同种限制因子、膜反应溶解抑制因子等。

3.补体受体补体受体（CR）包括CR1～CR5C3aR、C2aR、C4aR等。

第5页/共43页*参与补体经典激活途径的固有成分,按其被发现的先后分别命名C1(q、r、s)、C2、……C9*补体系统的其他成分以英文大写字母表示如B因子、D因子*补体调节蛋白多以其功能命名如C1抑制物、C4结合蛋白、促衰变因子等*补体活化后的裂解片段，以该成分的符号后面附加小写英文字母表示如C3a、C3b等*具有酶活性的成分或复合物，在其符号上划一横线表示，如C1、C3bBb*灭活的补体片段，在其符号前加英文字母i表示如iC3b二、补体系统的命名

第6页/共43页三、补体的理化性质1.所有补体成分均为糖蛋白2.补体在血清中含量稳定3.补体大多属于β球蛋白4.补体性质很不稳定(56°C30分钟即可灭活）第7页/共43页第二节补体系统的激活由病原微生物等提供接触表面，而从C3开始激活的途径，称为旁路途径(alternativepathway)

上述三条激活途径具有共同的末端通路(terminalpathway)，即膜攻击复合物(membraneattackcomplex,MAC)的形成及其溶解细胞效应。补体的激活过程依据其起始顺序的不同，可分为三条途径：①由抗原-抗体复合物结合C1q启动激活的途径，最先被人们所认识，故称为经典途径（classicalpathway）②③由MBL结合至细菌启动激活的途径，为MBL途径

（lectinpathway）第8页/共43页启动扩增效应调控ClassicalMBLAlternative（C3转化酶）（C3、C5转化酶）（MACs等）TerminalPathway第9页/共43页

补体活化的经典途径Thebindingofantibodytoitsantigenoftentriggersthecomplementsystemthroughtheso-calledclassicalpathway.Itcanoccurinsolutionorwhentheantibodieshaveboundtoantigensonacellsurface.TheClassicalPathway第10页/共43页一、补体活化的经典途径①C1仅与IgM的CH3区或某些IgG亚类(IgG1~3)的CH2区结合才能活化;(一)激活物与激活条件免疫复合物(immunecomplex，IC)是经典途径的主要激活物触发C1活化的条件为：③游离或可溶性抗体不能激活补体,只有在抗体与抗原或细胞表面结合后,Fc段发生构象改变,C1q才可与抗体Fc段的补体结合点接近,从而触发补体激活过程。②每一个C1分子必须同时与二个以上IgFc段的补体结合点结合。第11页/共43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CH1

CH2

IgMCH3区，IgGCH2区第12页/共43页(二)激活过程参与经典途径的补体成分包括C1----C9。按其在激活过程中的功能，分为三组：

识别单位:包括C1q,C1r,C1s;

活化单位:包括C4,C2,C3膜攻击单位:包括C5至C9各成分据此整个激活过程可分为:识别阶段：形成活化的C1活化阶段：C3转化酶和C5转化酶形成的阶段膜攻击阶段：膜攻击复合体MAC形成，导致细胞溶解的阶段。第13页/共43页第14页/共43页Mg2+第15页/共43页

补体活化的替代途径ThereisaspontaneousconversionofC3toC3b.OrdinarilytheC3bisquicklyinactivated:theC3bbindstoinhibitoryproteinsandsialicacidpresentonthesurfaceofbody'sowncells,andtheprocessisaborted.TheAlternativePathway第16页/共43页二、补体活化的旁路途径*

不经C1、C4、C2途径,而直接活化C3的激活过程，称为旁路途径。*

某些革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性菌的内毒素和真菌是旁路途径的主要激活物质。*

这种激活方式可不依赖于特异性抗体的形成。因此在感染早期即发挥有效防御作用。*C3是启动旁路途径并参与其后级联反应的关键分子。*

旁路途径的激活与调节具有以下两个重要的特点：1.旁路途径可以识别自己与非己2.旁路途径是补体系统重要的放大机制第17页/共43页BD因子C3的自动裂解C3C3aC3b第18页/共43页

C3bBb的产生

C3bBbC3bBD因子C3bBBC3b补体活化表面第19页/共43页第20页/共43页第21页/共43页三、MBL激活途径MBL途径是由细菌的甘露糖残基与机体急性期蛋白MBL结合后启动的激活过程。激活起始于微生物感染早期产生的急性期蛋白与病原体结合之后，其中参与补体激活的有甘露聚糖结合凝集素（MBL）和C反应蛋白。MBL是一种钙依赖性糖结合蛋白，属于凝集素家族，可与甘露糖残基结合。MBL首先与细菌的甘露糖残基结合，然后与丝氨酸蛋白酶结合，形成MBL相关的丝氨酸蛋白酶（MASP）。MASP具有与活化的C1同样的生物学活性。第22页/共43页第23页/共43页补体活化的共同末端效应

*二条补体活化途径形成的C5转化酶，均可裂解C5，

1.MAC的组装2.MAC的效应机制

第24页/共43页第25页/共43页补体杀伤寄生虫

MACs的效应第26页/共43页第27页/共43页补体系统三条激活途径的不同点比较项目经典途径MBL途径旁路途径Ag与Ab(IgM、IgG3、IgG1、gG2)形成的复合物参与成分C1--C9细菌甘露糖残基；MBL某些细菌，真菌等激活物质C2--C9、MBL、C反应蛋白C3、

C5-C9、B、D、P因子所需离子Ca2+、Mg2+Mg2+Mg2+C3转化酶C5转化酶意义再次感染或感染后期参与特异性免疫初次感染或感染早期参与固有免疫效应。C4b2bC4b2bC3bBbC4b2b3bC4b2b3bC3bBb3b起始分子C1qMASPC3第28页/共43页第三节补体活化的调控

自身衰变调节：补体激活过程中许多中间产物不稳定，易自行衰变，如C4b，C2b；C5b2.体液调节因子(1)C1抑制物：抑制C1酶活性，阻断经典途径和MBL途径

(2)C4bp和CR1：阻止C4b与C2b结合(3)H因子：竞争性抑制B因子与C3b的结合。(4)I因子：在H因子等的辅助下能裂解C3b。

第29页/共43页经典和MBP途径的调节第30页/共43页第31页/共43页H因子

H因子与哺乳细胞表面的唾液酸结合之后被活化，抑制替代途径的补体活化。没有丰富的唾液酸的微生物细胞表面不能吸附H因子，容易成为补体系统的攻击对象。

第32页/共43页H和I因子降解C3b第33页/共43页3.膜结合型调节因子膜辅助蛋白（MCP）：能与C3b/C4b结合，协助I因子将C3b/C4b裂解，阻止后续补体成分的活化。促衰变因子（DAF）：竞争性抑制B因子与C3b结合。机体细胞表达高水平的MCP和DAF，能促进结合于细胞表面的C3b灭活，防止补体活化造成的伤害。而微生物表面缺乏这些因子。

同源限制因子（HRF）和保护素：HRF能与C8结合，抑制C9插入细胞膜，阻止MAC的形成。保护素，又称

CD59，功能同HRF，但比后者强。第34页/共43页第35页/共43页第四节补体的生物学作用一.

溶细胞，溶菌及溶解病毒作用二.调理作用和免疫粘附作用1.调理作用是机体抵抗微生物感染的重要防御机制。对革兰氏阴性菌溶解作用较强补体激活过程中产生的C3b、C4b和iC3b均是重要的调理素,它们可结合中性粒细胞或巨噬细胞表面相应受体，因此,在微生物细胞表面发生的补体激活，可促进微生物与吞噬细胞粘附,并被吞噬及杀伤。第36页/共43页第37页/共43页2.免疫粘附:C3b