第五章 补体系统 (complement system) 三峡大学医学院 宋银宏 2016年9月.

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1 第五章 补体系统 (complement system) 三峡大学医学院 宋银宏 2016年9月

2 主要内容： §1 补体概述 §2 补体激活途径 §3 补体激活的调节 §4 补体的生物学意义 §5 补体与疾病的关系

3 补体的发现(1894年) 细菌 相应抗体 凝集 Jules Bordet 细菌溶解 细菌 相应抗体 新鲜豚鼠免疫血清 清亮 细菌 相应抗体
（比利时） 细菌溶解 细菌 相应抗体 新鲜豚鼠免疫血清 清亮 细菌 相应抗体 56℃, 30min处理后的血清 凝集

4 补体的概念 补体是存在于人或动物血清和组织液中一组不耐热、经活化后具有酶活性、可介导免疫和炎症反应的蛋白质。
补体并非单一的某种蛋白质，包括30余种组分，故将其称作是补体系统。

5 补体的组成 补体固有成分(血浆及体液中) 补体调节蛋白（血浆和细胞膜表面） 补体受体（CR）（细胞膜表面）
C1—C9、B、D、P因子、MBL、MASP 等 补体调节蛋白（血浆和细胞膜表面） C1抑制物、I、H因子、C4结合蛋白等 补体受体（CR）（细胞膜表面） CR1—CR5，C1q受体等

6 补体的存在形式与命名 酶原形式 C3、C4、C2、B 活化形式 C4b2a、C4b2a3b 片段形式 C3a、C5a、C4b、C5b
存在形式 表示方法 酶原形式 C3、C4、C2、B 活化形式 C4b2a、C4b2a3b 片段形式 C3a、C5a、C4b、C5b 灭活形式 iC3b、iC2a

7 补体的理化性质 来源：肝细胞、巨噬细胞 化学成分：糖蛋白；多为β球蛋白 补体系统占血清球蛋白总量的5%-6% C3含量最高，其次是C4
极不稳定 对温度敏感：56 ℃ 30min 补体灭活

8 主要内容： §1 补体概述 §2 补体激活途径 §3 补体激活的调节 §4 补体的生物学意义 §5 补体与疾病的关系

9 补体系统的激活途径 经典激活途径 由抗原抗体复合物结合C1q启动激活的途径。 旁路激活途径
MBL激活途径 由MBL（甘露聚糖结合凝集素）结合细菌启动激活的途径。

10 补体的激活 经典途径 旁路途径 MBL途径 C3 C3b MAC致细胞膜损伤 Ag-Ab复合物 激活物 C1q、r、s C4 C2
P D B C3 MASP2 MASP1 C3 扩大环 MBL B,P,D C3a C3b 免疫黏附 调理作用 血管扩张 趋化作用 修复、再生 C5b,C6 ,C7 C5a C5b67 C8, C9 MAC致细胞膜损伤

11 经典激活途径 激活物 Ag-Ab复合物（IgG、IgM） 参与成分 C1～C9 激活过程 识别阶段、活化阶段、攻膜阶段

12 激活过程 识别阶段 活化阶段 攻膜阶段 Ag-Ab复合物 C1（q、r、s） C1酯酶 C3转化酶 C5转化酶 C4 C4b C4b2a
C2a C4b2a3b C3 C3b C5 C5b C6 C7 攻膜阶段 C5b67 C8 C9 C5b6789 C5b6789 膜攻击复合体 MAC

13 T Y IgG 分 子 结 合 抗 原 前 后 的 构 象 变 化 Fab段 Fc段 暴露的C1q结合位点 C1q 结合位点被屏障
结合抗原之前 结合抗原之后 CH1 CH2 T Y

14 C1q 主动识别

15

16 关键酶：C4b2a 和 C4b2a3b

17 a b

18 MAC 膜攻击复合体（MAC）嵌入细胞内形成贯通细胞膜的微孔（11nm左右），破坏细胞膜的屏障作用，导致细胞溶解。

19 经典激活途径 激活物 参与补体成分 C3转化酶 C5转化酶 作用 抗原抗体复合物（IgG、IgM） C1~C9 C4b2a C4b2a3b
在特异性体液免疫的 效应阶段发挥作用

20 旁路激活途径 激活物 细菌细胞壁成分（脂多糖、肽聚糖、磷壁酸等）、酵母多糖、葡聚糖、凝集的IgA和IgG4 参与成分
C3、C5～C9、B、D、P因子 激活过程 识别阶段、活化阶段、攻膜阶段 葡聚糖是指以葡萄糖为单糖组成的同型多糖，葡萄糖单元之间以糖苷键连接。其中根据糖苷键的类型又可分为alpha-葡聚糖和beta-葡聚糖。alpha-葡聚糖中研究及使用较多的为dextran ，又称右旋糖酐。为一种多糖。存在于某些微生物在生长过程中分泌的粘液中。葡聚糖具有较高的分子量，主要由D－葡萄吡喃糖以α，1→6键连接，支链点有1→2、1→3、1→4连接的。随着微生物种类和生长条件的不同，其结构也有差别。

21 C3 H因子 C3b C3自发水解 I因子 C3a C3b iC3b C3b的自发形成 C3b的降解

22 Ba B因子 D因子 C3bBb C3b C3bBb C3bnBb 补体系统的旁路激活

23 C3bBb 旁路途径 C3 C3bBbP C3b C3a C3b C3bnBbP D因子 B因子 C3转化酶 放大机制 Ba C5转化酶
细菌内毒素、 酵母多糖…... C3转化酶 放大机制 C3bnBbP C5转化酶

24 旁路激活途径 激活物 参与补体成分 C3转化酶 C5转化酶 作用 细菌细胞壁成分等 C3、C5~C9、B、D、P因子 C3bBb
C3bBbP C3bnBb C3bnBbP 参与非特异性免疫、感染早期发挥作用

25 MBL激活途径 激活物:病原体表面的糖结构 在病原微生物感染早期，机体炎症反应诱导肝细胞产生的急性期蛋白MBL、C反应蛋白等
MBL+细菌的甘露糖残基+丝氨酸蛋白酶，形成“MBL相关的丝氨酸蛋白酶”（MASP）具有与活化的C1s具有同样的生物学活性 参与成分：除C1以外所有补体固有成分 激活过程 识别阶段、活化阶段、攻膜阶段

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27 C3bBb 补体三条激活途径全过程示意图 C4b2a C4b2a3b C3bnBb 经典途径 C1 C4+C2 C3转化酶 C5转化酶
Ag-Ab复合物 C1 C4+C2 C4b2a C3转化酶 C4b2a3b C5转化酶 MBL途径 MBL + 病原体 甘露糖残基 丝氨酸蛋白酶 MASP2 MASP1 C3 C3b C5 C5b C5~9 MAC C6 C7 C8 C9 C3 C3b C3bnBb C5转化酶 C3bBb C3转化酶 B因子 D因子 旁路途径

28 补体活化的共同末端效应  MAC的组装  MAC的效应机制
C5转化酶将C5裂解为C5a及C5b,C5b与C6 、C7、 C8、 C9形成复合物（MAC）。电镜下见插入靶细胞脂质层的是内径为11nm的小孔。  MAC的效应机制 MAC在胞膜上形成小孔使小分子自由通过，最终导致胞内渗透压，细胞溶解。

29 补体激活比较 经典途径 旁路途径 MBL途径 C1 替代、C3 AgAb复合物 C1……C9 C4b2a C3bBb C4b2a3b
又名 MBL途径 C1 替代、C3 激活物 AgAb复合物 病原体表面糖结构 脂多糖、酵母多糖等 参与成分 C1……C9 C3,C5……C9,B,D,P因子 C3转化酶 C4b2a C3bBb C5转化酶 C4b2a3b C3bnBb 作用 适应性体液免疫应答 固有免疫 固有免疫

30 主要内容： §1 补体概述 §2 补体激活途径 §3 补体激活的调节 §4 补体的生物学意义 §5 补体与疾病的关系

31 补体激活的调节 针对经典途径前端反应的调节机制 针对旁路途径前端反应的调节机制 针对MAC的调节机制
C1抑制因(C1INH)、CR1、 C4结合蛋白（C4bp）、MCP、I因子、DAF等 针对旁路途径前端反应的调节机制 多种调节蛋白起负调作用；P因子起正调作用 针对MAC的调节机制 MIRL、HFR(C8bp)、S蛋白等

32

33 补体受体(了解)

34 主要内容： §1 补体概述 §2 补体激活途径 §3 补体激活的调节 §4 补体的生物学意义 §5 补体与疾病的关系

35 补体的生物学意义 补体的生物功能 细胞毒作用（溶解靶细胞）：细菌、病毒感染细胞等 调理作用:C3b、C4b、iC3b等 炎症介质作用
过敏毒素作用：C5a、C3a、C4a 清除免疫复合物：C3b

36 溶菌 溶细胞 细胞毒作用

37 图5-8 C3b/CR1的调理作用 调理作用

38

39 C3a C5a 过敏介质 肥大细胞 炎症介质（过敏毒素）作用

40 清除免疫复合物

41 补体的生物学意义 补体的病理生理学意义 机体抗感染防御的主要机制 参与适应性免疫应答 补体系统与血液中其他级联反应系统的相互作用
*补体系统与体内凝血系统、纤溶系统和激肽系统存在密切关系 1）四个系统的活化均依赖蛋白酶裂解作用 2）一个系统的活化成分可对另一系统发挥效应，eg. C1INH 血液凝固过程中形成的纤维蛋白，被分解液化的过程，叫纤维蛋白溶解（简称纤溶）。参与纤溶过程的一系列化学物质组成的系统称为纤溶系统。纤溶是体内重要的抗凝血过程。它和血凝过程一样，也是机体的一种保护性生理反应。对体内血液经常保持液体状态与管道畅通起着重要的作用。纤溶系统包括：纤维蛋白溶解酶（简称纤溶酶）、纤溶酶的激活物与抑制物3个组成部分。纤维蛋白溶解（简称纤溶）的基本过程可分为两个阶段：纤溶酶原的激活与纤维蛋白的降解。 激肽释放酶—激肽系统由激肽、前体激肽原及其前体等组成，依靠与其受体结合发挥生物学作用；激肽主要通过血管紧张素转化酶、中性内肽酶、氨基端多肽酶和羧基端多肽酶分解；缓激肽通过扩血管和调节水电解质排泄而起到稳定血压作用，激肽释放酶-激肽系统缺陷或功能减低是高血压的发病的重要因素；血管紧张素转换酶抑制剂、血管紧张素Ⅱ1型受体阻滞剂、氮基端多肽酶P抑制剂、羧基端多肽酶抑制剂和中性内肽酶抑制剂的降压作用与增加缓激肽水平有关，血管紧张素转换酶和中性内肽酶双重抑制能起到更好的降压效果。

42 主要内容： §1 补体概述 §2 补体激活途径 §3 补体激活的调节 §4 补体的生物学意义 §5 补体与疾病的关系

43 补体系统与疾病的关系 ＆补体与炎症性疾病 ＆遗传性补体缺损相关疾病： ＆补体与感染性疾病： *微生物+补体片段+CR1、CR2
*补体成分遗传缺陷或异常 C1、C2、C4缺损：SLE *MAC成分缺陷：化脓性感染 血管炎等 *调节成分缺陷 遗传性血管神经性水肿 反复细菌感染 ＆补体与感染性疾病： *微生物+补体片段+CR1、CR2 进入细胞 *微生物+补体的成份 入侵细胞 ＆补体与炎症性疾病 *C3a、C5a、C5b67、 C5b678、C5b6789等激活 单核细胞、内皮细胞和血小板 *补体系统与其他三个系统间 相互作用

44 先天性缺陷：C1INH缺陷： 遗传性血管神经性水肿 C1酯酶抑制剂的合成障碍或功能缺陷所致的常染色体显性遗传病

45 Heriditary angioedema 血管性水肿

46 复习题 名词解释：补体、MAC、C3转化酶、C5转化酶、补体的灭活 简述补体经典激活途径和旁路激活途径的过程。
补体的生物学功能有哪些？ 补体系统的相关的疾病有哪些？

47 思考题（1） 1、应用已学过的免疫学知识，试述疫苗发挥作用的机制是什么？
2.何为TD-Ag及TI-Ag，为什么TD-Ag有免疫记忆性而TI-Ag无免疫记性？

48 思考题（2） 1、应用已学过的免疫学知识，试述疫苗发挥作用的机制是什么？
2.何为交叉反应？请举例说明。交叉反应和特异性免疫应答是否矛盾，为什么？

49 思考题（3） 1、应用已学过的免疫学知识，试述疫苗发挥作用的机制是什么？ 2.什么叫抗体？试比较IgG和IgM结构和功能的异同？

50 思考题（4） 1、应用已学过的免疫学知识，试述疫苗发挥作用的机制是什么？
2.抗体的基本结构是什么，有什么水解片段，在生物制剂中经常会用什么水解片段，为什么？