补体系统-免疫学

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1、补 体 Complement,主讲人：和燕,Contents,Jules Bodet (1870-1961), Discoverer of Complement 19世纪末，在发现抗体后不久，Bordet 通过霍乱弧菌溶菌实验发现，新鲜血清中存在一种不耐热的成分，可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。 Ehrlich 同时独立发现了类似现象，他认为这种因子是抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件，故将其命名为补体,第一节 概述,羊抗血清 +霍乱弧菌,细菌裂解,加热的羊抗血清+霍乱弧菌,细菌裂解,不能,无抗体的新鲜血清,+,细菌裂解,不能,霍乱弧菌溶菌实验：,推测结论 新鲜血清中存在一种帮助抗体溶解细菌的成

2、份 2. 这种成份化学性质不稳定，受热易分解,补体（complement)的定义 是存在于人或动物血清中的一组不耐热、经活化后具有酶活性的蛋白质，是抗体溶菌作用的必要补充。 56，30分灭活,(一) 补体系统的组成 1补体的固有成分： 存在于血浆及体液中，参与补体激活的 蛋白质 经典途径的C1q、C1r、C1s、C2、C4； 旁路途径的B因子、D因子、 P因子； MBL途径的MBL、FCN(纤维胶原素)、MASP（MBL相关丝氨酸蛋白酶）; 补体活化的共同组成部分C3、C5C9。,2补体调节蛋白： C1抑制物、I因子、H因子、C4结合蛋白（C4BP）等 3补体受体： CR1CR5、C3aR、C

3、2aR、C4aR等。,（二） 补体成分命名： 固有成分：用C后加阿拉伯数字表示， 如：C1,C2,C3,C4等； 其他成分：用英文大写字母表示。如： B因子、D因子、P因子等； 裂解片段：小片段用a表示 - 如：C3a； 大片段用b表示 - 如：C3b。 C2例外 酶活性成分：符号上划一横线，如C3bBb。 灭活补体片段：符号前加 i 表示，如iC3b。,（三）补体的生物合成及理化性质 1. 主要产生细胞为肝细胞和巨噬细胞；角质形成细胞、内皮细胞、肠道上皮细胞、肾小球细胞等也可产生； 2. 成分均为糖蛋白； 3. 血清中各成分含量不等，C3含量最多，D因子最少； 4. 正常生理情况下，以非活性

4、形式存在； 5. 对热敏感：56， 30min 可灭活； 6. 感染时大量升高。,第二节 补体系统的激活 - 三条途径： 经典途径（classical pathway） 旁路途径（alternative pathway） 凝集素途径（lectin pathway）,经典途径,凝集素途径,旁路途径,C1,C3,C5,C4 C2,C3,B D P,MBL MASP-1 MASP-2,MAC组装,C6 C7 C8 C9,补体3条活化途径示意图,(一) 经典（传统）激活途径： 激活剂：Ag-Ab复合物（IgG1-3、IgM） 激活能力（IgMIgG3IgG1IgG2） 参与成分：C1C9 激活过程（三

5、个阶段）： 识别阶段 活化阶段 膜攻击阶段,经典途径激活条件： 1.只有Ab与Ag结合暴露Fc补体结合位点后才可活化 2. C1q仅与IgM的CH3区或IgG的CH2区结合才能活化 3.C1必须与两个以上的Ig Fc结合才可活化,1. 识别阶段 Ag+Ab IC ，Ab的Fc段补体结合部位暴露 C1+Ab C1激活,IgM（未与Ag结合）,IgM（已与Ag结合）,2. 活化阶段 活化的C1依次酶解C4、C2 C3转化酶（C4b2a） C5转化酶（C4b2a3b）,细菌,C3转化酶,细菌,C5转化酶,经典途径识别活化,(二) 旁路（替代）激活途径 激活剂：细菌的多糖成分等颗粒表面。 为补体激活提

6、供接触面（保护面） 参与成分：B、D、P因子、C3、C5C9,C3 自发性活化,C3b,H2O,B,D,C3,起始C3 转化酶的产生,C3b 不稳定，很快会被水解,C3,C5,B,D,P,C5转化酶形成,如果不被降解,两种途径的C5转化酶,C3b,Bb,C3b,旁路途径的C5转化酶,经典途径的C5转化酶,旁路途径识别活化,(三) 凝集素激活途径（MBL途径） 激活剂：病原微生物表面糖结构 参与成分： MBL(甘露糖结合凝集素)、FCN(纤维胶原素)、MASP、C2-C9,病原微生物感染 M和中性粒细胞产生IL-1、IL-6、TNF 急性期反应 肝脏产生MBL等急性期蛋白 MBL与细菌甘露糖残基

7、结合 激活MASP（MBL associated serine protease) 水解C4和C2(类似活化的C1q的功能） 形成C3转化酶。,MBL,C1q,Cleavage and activation of C4.,活化的MASP1可直接裂解C3产生C3b，在D因子和P因子参与下，激活补体旁路途径 凝集素途径对经典途径和旁路途径的活化具有交叉促进作用,旁路激活途径,MBL途径识别活化,（四）共同的末端通路（膜攻击阶段） - 膜攻击复合物（MAC)形成 C5转化酶 C5 C5a C5b C6 ,C7 C5b67 C8 C5b678 C9 C5b6789n,C5b+C6+C7+C8+nC9

8、= MAC,末端通路C5 活化,C5,C6,末端通路MAC形成,C 9,C 9,C 9,C 9,C 9,C 9,C 9,C 9,C 9,末端通路MAC插入胞膜,MAC的 结构,攻膜复合体结构示意图,MACs 造成的细胞膜损伤,C5b+C6+C7+C8+nC9 = MACs,补体系统激活途径,三种途径的比较,经典途径 MBL途径 旁路途径,参与的 C1C9 C2C9 C3,C5C9,B因子, 补体成分 D因子, P因子,C3转化酶 C4b2a C3bBb,生物学作用,Ab,参与特异性体液免疫的应答阶段 ，在感染后期发挥作用,参与非特异性免疫感染早期发挥作用,参与非特异性免疫，在感染早期发挥作用,

9、激活物质 Ag-Ab复合物 病原微生物表 细菌、真菌、 面的糖结构 病毒感染细胞,C5转化酶 C4b2a3b C3bBb3b,起始分子 C1q C2、C4 C3,第三节 补体的生物学功能 细胞溶解作用 调理吞噬作用 炎症介质作用 清除免疫复合物 调节免疫应答,补体的生物学作用,补体杀伤大肠杆菌的电镜照片,a、活的大肠杆菌 b、c、被补体杀伤的大肠杆菌,1、细胞毒作用,实际意义：A. 抗感染； B. 自身免疫病,2、补体的免疫调理作用,抗感染,实际意义,：,3. 炎症介质作用 A. 过敏毒素作用： 过敏毒素（ C5a、C3a、C4a ） 肥大细胞和嗜碱性粒细胞（C5aR、C3aR C4aR )

10、释放活性介质(如；组胺、白三烯及前列腺素等) 过敏反应。,B. 激肽样作用 C2a、C4a 血管通透性增加炎性渗出和水肿 C. 趋化作用： 趋化因子： C5a、C3a C5a 中性粒细胞向感染部位聚集 炎症反应。,4. 清除免疫复合物 免疫黏附 Ag-Ab复合物（可溶性） C3b或C4b 与血细胞（如红细胞、血小板）CR结合 运送至肝脏和脾脏 吞噬清除。 C3b与Ig结合降低抗体Fab与Ag间亲和力抑制IC形成 C3b插入IC解离已形成的IC,* C3b与红细胞表面CR1结合 运送至肝脏清除。,补体的遗传缺陷 多为常染色体隐性遗传，少数为显性 补体成分缺损或异常： MBL及C3缺乏可导致严重的

11、反复感染。 患者吞噬细胞的吞噬、杀菌作用明显减弱。 补体调节分子的遗传缺陷： C1抑制物缺陷时，可引起遗传性血管性水肿，属常染色体显性遗传病。,第五节 补体与疾病的关系,C1IHN缺陷引起血管神经性水肿,C1INH缺陷使缓激肽、激肽均增加，引起血管通透性增加，形成组织水肿。,补体含量增高 传染疾病时可见补体增高 恶性肿瘤时补体总量增高 补体含量降低 补体消耗增多：如血清病、SLE 补体大量丢失：如外伤、手术、大失血 补体合成不足：主要见于肝病患者,SRBC,一、 补体总活性测定,绵羊红细胞与相应的抗体结合后形成致敏羊红细胞，在补体存在的情况下，启动经典激活途径，导致致敏羊红细胞的细胞膜穿孔，释

12、放血红蛋白，从而发生溶血,1、溶血实验原理,第五节 补体检测技术,CH50曲线,原理：在50%溶血附近，S型曲线最陡，当补体量稍有变动，即可对溶血程度发生很大的影响。故以50%溶血作为终点，较以100%作为溶血终点更敏感。,2、CH50测定方法,1.绵羊红细胞浓度的调整（25） 2. 溶血素滴定（抗绵羊红细胞抗体，灭活补体） 3. 稀释缓冲液 4. 50%溶血标准管 5. 50%溶血总补体值的计算,CH50(U/ml)=(1/血清用量)*稀释倍数,3、方法评价与临床意义,方法简便、快速，但敏感性低，补体的活性除 与反应体积成反比外，还与反应所用的缓冲液、绵 羊红细胞的数量以及反应温度有关。检测

13、的是补体 经典途径的溶血活性，所得结果反应补体C1C9等 9种成分的综合水平。 水平下降：严重肝病、营养不良、G 细菌感染 水平升高：心肌梗塞、妊娠、糖尿病、甲状腺炎,二、 单个补体成分的测定,常作为单个补体成分检测的指标： C3、C4、C1q、B因子和C1酯酶抑制物等 测定方法 免疫溶血法 免疫化学法,定义：根据补体参与抗体介导溶细胞作用的 级联效应特征建立的单一补体成分检测法 指示系统：绵羊红细胞和康绵羊红细胞的抗体 参照体系：缺乏某种补体成分的血清为参照 结果判断：与参照对比看是否发生溶血 其中以C3、C4两成分检测更为常见。快速、简便，敏感性低，且不能定量,1、免疫溶血法,2、免疫化学

14、法,1.单向免疫扩散 2.火箭免疫电泳 3.透射比浊法 4.散射比浊法,前两种方法:手工操作繁琐、耗时长、影响因素多、结果重复性差，已趋于淘汰 后两种方法：通过仪器对补体的C3、C4、B因子等单个成分进行自动化测定,三、 补体结合试验 (complement fixation test，CFT ),1、原理,反应步骤,反应分两阶段进行： 第一阶段 先加入检测系统及补体，让其有优先结合的机会 第二阶段 加入致敏绵羊红细胞，检测剩余补体的存在与否,结果,反应不发生溶血，待测 物（抗体）存在，试验结果阳性,反应发生溶血，证明待测 物（抗体）不存在，试验结果阴性,2、试验方法,补体结合实验是定量实验，

15、其中各成分用量之间必须有适当的比例，才可以避免假阳性或假阴性结果。因此，除绵羊红细胞浓度固定在2%-5%，溶血素用量2单位外，其他成分均需事先滴定其单位，配制成特定的浓度，以保证结果的可靠性,正式试验,实验过程 稀释和处理后的标本与已知抗原或抗体、不同含量的补体温育，最后与指示系统共育 结果判断 首先观察对照管 阴性对照管:溶血 阳性对照管:不溶血 抗体或抗原对照管:完全溶血 待检血清对照管（不加入血清）:完全溶血 绵羊红细胞对照管:不出现自发性溶血,3、方法评价,优点： 1、既可以检测抗原，又可以检测抗体 2、敏感性、特异性高 3、结果判断明显且客观，无需特殊仪器 缺点： 1、参与反应的物质多，影响因素也多 2、操作繁琐且要求严格，易发生失误,小结 1. 补体系统的概念 2. 补体系统激活的3条途径 3. 补体的生物学功能,Thank you,作业： 1. 比较补体三条激活途径的异同。 （图、表） 2. 补体系统具有哪些生物学功能？,