《补体系统免疫学教学课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《补体系统免疫学教学课件（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、湖北理工学院精品课程湖北理工学院精品课程医学免疫学医学免疫学1第五章第五章第五章第五章 补体系统补体系统补体系统补体系统第一第一节节 补体概述补体概述第二节第二节 补补体激活体激活第三节第三节 补体系统的调节补体系统的调节第四节第四节 补体的生物学意义补体的生物学意义第五节第五节 补体与疾病补体与疾病的关系的关系2定义定义: :存在于人和动物血清、存在于人和动物血清、组织液和某些细组织液和某些细胞膜表面的一组胞膜表面的一组经活化后具有酶活性的蛋白经活化后具有酶活性的蛋白质质。补体并非单一成分，是由补体并非单一成分，是由3030多种可溶性多种可溶性蛋白质与膜结合蛋白组成的，有蛋白质与膜结合蛋白组
2、成的，有C1(qC1(q、r r、s)s)，C2-C9C2-C9等等, ,故称为故称为补体系统。补体系统。什么是补体？什么是补体？第一节第一节 补体概述补体概述31.1.补体固有成份：补体固有成份：指存在指存在于血浆和于血浆和体液中，体液中，构构成成补体补体基本组成的蛋白质基本组成的蛋白质；C1C1- -C9,BC9,B、D D因子因子 2.2.补体受体补体受体(CR)(CR)：指存在于某些细胞指存在于某些细胞膜膜表面，表面，能能与与补体补体激活过程所形成的激活过程所形成的活性片段相结合活性片段相结合，介导多种生物学效应的受体分子。介导多种生物学效应的受体分子。CR1CR1、CR2CR2、CR
3、3CR3、CR4CR4、C3aRC3aR3.3.补体调节蛋白：补体调节蛋白：指存在于指存在于血浆血浆中和细胞膜表中和细胞膜表面面，通过，通过调节补体调节补体激活途径中激活途径中关键酶关键酶而控制而控制补体补体活性强度和范围活性强度和范围的蛋白分子。的蛋白分子。H H因子、因子、I I因子、因子、S S蛋白和血清羧肽酶等蛋白和血清羧肽酶等 （一）补体系统的组成（一）补体系统的组成4（二）补体的命名（二）补体的命名1.1.参与补体参与补体经典激活途径的固有成分经典激活途径的固有成分，按发现的，按发现的先后命名：先后命名：C1C1（q r sq r s）、）、C2C2C9C92.2.补体系统的补体系
4、统的其他成分以英文大写字母其他成分以英文大写字母表示表示：如如B B因子因子、D D因子、因子、H H因子等因子等3.3.调节蛋白以功能调节蛋白以功能命名命名：C1C1抑制物抑制物, ,C4C4结合蛋白结合蛋白4.4.活化裂解片段活化裂解片段加小写字母：如加小写字母：如C3aC3a、C3bC3b等等5.5.具有具有酶活性酶活性的成分的成分加横线加横线；如；如C3bBbC3bBb6.6.灭活灭活的补体片段，在其符号前加的补体片段，在其符号前加i i：如：如iC3biC3b5（三）补体的理化性质与生物合成（三）补体的理化性质与生物合成1.1.补体的理化性质补体的理化性质uA A、补体、补体含量相对
5、稳定含量相对稳定，占血清总蛋白的，占血清总蛋白的1010uB B、补体、补体性质很不稳定性质很不稳定，5630min5630min即可灭活即可灭活uC C、补体有、补体有非特异性和两面性非特异性和两面性 uD D、补体的、补体的连锁反应性连锁反应性 uF F、补体补体是是糖蛋白糖蛋白，多数为，多数为球蛋白球蛋白uG G、在生理情况下在生理情况下，补体多补体多以酶原形式存在以酶原形式存在。62.2.补体的生物合成补体的生物合成 多种组织细胞多种组织细胞均均能合成补体蛋白能合成补体蛋白，如肝细，如肝细胞、巨噬细胞、肾小球细胞、肠道上皮细胞、胞、巨噬细胞、肾小球细胞、肠道上皮细胞、骨髓细胞等。但骨髓
6、细胞等。但肝细胞和巨噬细胞肝细胞和巨噬细胞是补体的主是补体的主要产生细胞。要产生细胞。约约90%90%血浆补体成分由肝脏合成，血浆补体成分由肝脏合成，在血浆中的补体主要来自肝细胞，炎性病灶中在血浆中的补体主要来自肝细胞，炎性病灶中的补体主要由巨噬细胞合成。的补体主要由巨噬细胞合成。 7第二节第二节 补体的激活补体的激活 补体系统有三条不同的激活途径，补体系统有三条不同的激活途径，根据其发根据其发现的现的先后顺序先后顺序 由由抗原抗原- -抗体复合物抗体复合物结合结合C1qC1q启动激活的途径，启动激活的途径，称为称为经典途径经典途径； 由由MBLMBL结合至细菌结合至细菌启动激活的途径，称为启
7、动激活的途径，称为MBLMBL途途径径； 病原病原微生物等微生物等提供接触表面，而从提供接触表面，而从C3C3开始激开始激活的途径活的途径，称为称为旁路途径旁路途径。8( (一一) )补体活化的经典途径补体活化的经典途径1.1.激活物：激活物：抗原抗原- -抗体复合物抗体复合物（ICIC）2.2.参与成分：参与成分：C1-C9C1-C93.3.激活条件：激活条件：* * IgGIgG1 1、G G2 2、G G3 3、IgMIgM才能活化才能活化C1 C1 ；* * IgGIgG分子需两个或两个以上分子需两个或两个以上,IgM,IgM单单个个分子分子；* * 游离的或可溶性抗体游离的或可溶性抗
8、体不能激活补体不能激活补体；* 激活顺序激活顺序: :C1,4,2,3,5,6,7,8,9C1,4,2,3,5,6,7,8,9。94.4.活化过程：活化过程： 1)1)识别阶段：识别阶段：C1C1（ C1q C1q ）( (图图) )与抗原抗体复合物与抗原抗体复合物中的中的补体结合补体结合位点相结合至位点相结合至C1C1酯酶形成。酯酶形成。 2)2)活化阶段：活化阶段： C1C1酯酶作用于后续成分酯酶作用于后续成分, ,至形成至形成C3C3转化酶（转化酶（C4b2bC4b2b）和和C5C5转化酶（转化酶（C4b2b3bC4b2b3b） 。 3)3)攻膜阶段攻膜阶段：附着于胞膜的附着于胞膜的C5
9、b678C5b678复合物与复合物与12-1512-15个个C9C9分子联结成分子联结成C5b-9C5b-9，即形成攻膜复合体，即形成攻膜复合体（MACMAC）。）。( (一一) )补体活化的经典途径补体活化的经典途径MACMAC的效应机制：的效应机制：MACMAC在胞膜上打孔（内径在胞膜上打孔（内径11nm11nm）胞内渗透压下降胞内渗透压下降细胞溶解细胞溶解1011补补 体体 活活 化化 的的 经经 典典 途途 径径Ig M / Ig G -Ag复合物复合物C1q : r : sC4C4b + C2bC4aC2aC4b2bC3C3bC3a（C3C3转化酶）转化酶）C4b2b3b（C5C5转
10、化酶）转化酶）识别识别活化活化C5C5b-C6,7,8,9C5a细胞溶解细胞溶解攻击攻击12旁路激活途径旁路激活途径：C3C3首先被激活，然后完成首先被激活，然后完成C5-C5-C9C9活化的级联反应，该途径补体系统不经活化的级联反应，该途径补体系统不经C1C1、C4C4、C2C2而直接活化而直接活化C3C3，称为旁路途径或，称为旁路途径或C3C3途径途径。1 1、激活物：、激活物：LPSLPS、酵母多糖、凝聚的、酵母多糖、凝聚的IgAIgA和和IgG4IgG4。( (二二) )旁路激活旁路激活途径途径2 2、参与成分：、参与成分：C1,C4C1,C4和和C2C2不参与，不参与，B B因子、因
11、子、D D因因子、子、P P因子参与因子参与3 3、最早出现的补体活化途径，、最早出现的补体活化途径，在感染早期为机在感染早期为机体提供有效的防御机制。体提供有效的防御机制。4 4、激活过程激活过程：13Mg2+正常状态下，正常状态下，C3不会大量裂解不会大量裂解14Mg2+C3转化酶转化酶C5转化酶转化酶细菌、内毒素、酵母多糖等激活物主细菌、内毒素、酵母多糖等激活物主要为要为C3bC3b和和C3bBbC3bBb提供不易被提供不易被H H因子和因子和I I因子灭活的微环境和接触表面因子灭活的微环境和接触表面D D因子因子正反馈放正反馈放大效应大效应15进入液相进入液相稳定结构稳定结构附于颗附于
12、颗粒性表面粒性表面补体激活的补体激活的旁路途径旁路途径161.1.病原微生物感染早期，病原微生物感染早期，TNF-TNF-，IL-1IL-1，IL-6IL-6，导致机体发生急性期反应，所分泌的急性期，导致机体发生急性期反应，所分泌的急性期蛋白蛋白甘露聚糖结合凝集素（甘露聚糖结合凝集素（MBLMBL）。2.MBL2.MBL先与细菌的先与细菌的甘露糖残基结合甘露糖残基结合，后与丝氨酸后与丝氨酸蛋白酶结合蛋白酶结合，形成，形成MBLMBL相关的相关的丝氨酸蛋白酶丝氨酸蛋白酶（MASP-1MASP-1、MASP-2MASP-2）。）。MASPMASP具有与活化的具有与活化的C1qC1q同同样的生物学活
13、性，即裂解样的生物学活性，即裂解C4C4和和C2C2，形成，形成C3C3转化酶转化酶，后继反应与经典途径相同，后继反应与经典途径相同。( (三三)MBL)MBL激活激活途径途径：无：无C1C1的参与的参与1718( (四四) )三条途径的特点与比较三条途径的特点与比较 激活物激活物 参与成分参与成分 C3C3、C5C5转化酶转化酶 所需离子所需离子 生物学作用生物学作用19比较三条补体激活途径比较三条补体激活途径区区别别要点要点 经经典激活途径典激活途径 旁路激活途径旁路激活途径 MBLMBL途径途径激活物激活物质质 抗原抗体复合物抗原抗体复合物 脂多糖、酵母多糖等脂多糖、酵母多糖等 MBLM
14、BL与病原体与病原体结结合合参与成分参与成分 C1-C9 C3,C5C1-C9 C3,C5C9,BC9,B，P P，D D因子等因子等 C2C2C9C9所需离子所需离子 钙钙离子、离子、镁镁离子离子 镁镁离子离子 钙离子钙离子C3C3转转化化酶酶 C4b2b C3bBbC4b2b C3bBb或或C3bBbp C4b2bC3bBbp C4b2bC5C5转转化化酶酶 C4b2b3b C3bnBbC4b2b3b C3bnBb或或C3bnBbp C4b2b3bC3bnBbp C4b2b3b作作 用用 参与特异性参与特异性 参与非特异性免疫，参与非特异性免疫， 参与非特异性免疫，参与非特异性免疫， 免疫
15、，在感染的中免疫，在感染的中 在感染初期发挥作用在感染初期发挥作用 在感染的早期发挥作用在感染的早期发挥作用 晚期晚期发挥发挥作用作用20 第三节第三节 补体系统的调节补体系统的调节 补体系统的激活必需在适度调节的情况下进行，补体系统的激活必需在适度调节的情况下进行，才能发挥正常的生理学作用。补体激活失控，则大量才能发挥正常的生理学作用。补体激活失控，则大量补体消耗，导致补体消耗，导致机体防御能力机体防御能力下降，而且会使下降，而且会使机体发机体发生剧烈炎症反应或造成自身组织细胞的损伤生剧烈炎症反应或造成自身组织细胞的损伤。补体活化途径的调节主要包括补体活化途径的调节主要包括：（一）控制补体活
16、化的启动；（一）控制补体活化的启动； （二）补体活性片段发生自发性衰变；（二）补体活性片段发生自发性衰变；（三）血浆和细胞膜表面存在多种补体调节蛋白，通（三）血浆和细胞膜表面存在多种补体调节蛋白，通过控制级联酶促反应中过控制级联酶促反应中酶活性和酶活性和MACMAC组装组装等关键步骤等关键步骤发挥调节作用。发挥调节作用。21 第三节第三节 补体系统的调节补体系统的调节（一）调控经典途径（一）调控经典途径C3C3转化酶和转化酶和C5C5转化酶转化酶1.C11.C1抑制物（抑制物（C1 inhibitor, C1INH)C1 inhibitor, C1INH)2.2.补体受体补体受体1 1（CR1
17、CR1）-(CD35)-(CD35)3.C43.C4结合蛋白结合蛋白（C4bpC4bp）4.4.衰变加速因子衰变加速因子（DAFDAF） -(CD55)-(CD55)5.5.膜辅助蛋白膜辅助蛋白（MCPMCP） -(CD46)-(CD46)6.I6.I因子因子（二）调控旁路途径（二）调控旁路途径C3C3转化酶和转化酶和C5C5转化酶转化酶（三）针对（三）针对MACMAC的调节的调节1.1.CD59CD592.C82.C8结合蛋白（结合蛋白（C8bpC8bp）3.S3.S蛋白（蛋白（SPSP）4.4.群集素群集素22 第四节第四节 补体的生物学作用补体的生物学作用（一）补体的生物功能（一）补体的
18、生物功能1.1.溶菌、溶解病毒和细胞的溶菌、溶解病毒和细胞的细胞毒作用细胞毒作用 补体被激活以后，通过在靶细胞表面形成补体被激活以后，通过在靶细胞表面形成MACMAC，导致靶细胞溶解。补体的这一功能在机体，导致靶细胞溶解。补体的这一功能在机体的免疫系统中起重要的的免疫系统中起重要的防御和免疫监视作用防御和免疫监视作用，可以抵抗病原微生物的感染，消灭病变衰老的可以抵抗病原微生物的感染，消灭病变衰老的细胞。细胞。232.2.调理作用调理作用 C3bC3b、C4bC4b与颗粒性抗原结合，可与颗粒性抗原结合，可促进吞噬细促进吞噬细胞的吞噬作用。胞的吞噬作用。最终使机体的抗感染能力增强。最终使机体的抗感
19、染能力增强。243.3.免疫黏附免疫黏附 免疫粘附作用是指免疫粘附作用是指c3bc3b或或c4bc4b一端与抗原抗体复合物一端与抗原抗体复合物结合，另一端与结合，另一端与血细胞、血小板等结合，血细胞、血小板等结合，形成较大聚合形成较大聚合物，物，有利于吞噬细胞的吞噬清除有利于吞噬细胞的吞噬清除。254.4.炎症介质作用炎症介质作用 a a、C3aC3a和和C5aC5a，有过敏毒素作用，有过敏毒素作用，可使表面具可使表面具有相应受体的肥大细胞和嗜碱性粒细胞等释放有相应受体的肥大细胞和嗜碱性粒细胞等释放组胺等血管活性物质组胺等血管活性物质，引起血管扩张、通透性，引起血管扩张、通透性增强、平滑肌收缩
20、和支器官痉挛等的作用；增强、平滑肌收缩和支器官痉挛等的作用；b b、C3aC3a和和C5aC5a对中性粒细胞具有趋化作用，对中性粒细胞具有趋化作用，吸引吸引具有相应受体的吞噬细胞向补体激活的炎症区具有相应受体的吞噬细胞向补体激活的炎症区域游走和聚集，增强炎症反应。域游走和聚集，增强炎症反应。26C5aC5a的炎症介质作用的炎症介质作用27 （二）补体的病理生理学意义（二）补体的病理生理学意义1.1.机体抗感染防御的主要机制机体抗感染防御的主要机制 病原病原微生物侵入机体后，在微生物侵入机体后，在特异性抗体前特异性抗体前数天内，数天内，机体有赖于固有免疫机制发挥抗感染效应。机体有赖于固有免疫机制
21、发挥抗感染效应。补体旁路补体旁路途径和途径和MBLMBL途径通过识别微生物表面或其糖链组分而触途径通过识别微生物表面或其糖链组分而触发级联反应发级联反应，所产生的裂解片段和复合物，所产生的裂解片段和复合物通过调理吞通过调理吞噬、炎症反应和溶解细菌而发挥抗感染作用。噬、炎症反应和溶解细菌而发挥抗感染作用。在在特异特异性抗体产生之后性抗体产生之后，可通过，可通过经典途径触发经典途径触发C3C3活化，活化，与旁与旁路途径中路途径中C3C3正反馈环路协同作用，形成更为有效的抗正反馈环路协同作用，形成更为有效的抗感染防御机制。感染防御机制。282.2.参与适应性免疫应答参与适应性免疫应答（见十四章（见十
22、四章) )3.3.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血液中其他级联反应系统的相互作用29 第五节第五节 补体与疾病的关系补体与疾病的关系（一）遗传性补体缺损相关的疾病（一）遗传性补体缺损相关的疾病 在临床上偶尔可以见到一些在临床上偶尔可以见到一些补体先天性缺陷补体先天性缺陷的病人的病人，除了，除了C2C2缺陷缺陷和和C1INHC1INH缺陷缺陷相对较常见外，相对较常见外，其它补体成分的缺陷均非常罕见。补体先天性其它补体成分的缺陷均非常罕见。补体先天性缺陷患者的两大临床表现是缺陷患者的两大临床表现是反复感染和自身免反复感染和自身免疫病，疫病，这也从反面证实了补体在抗感染免疫和这
23、也从反面证实了补体在抗感染免疫和免疫调节方面的重要意义。免疫调节方面的重要意义。 下表列举了一些补体缺陷的临床表现。下表列举了一些补体缺陷的临床表现。 30补体缺陷的临床表现补体缺陷的临床表现临床表现临床表现主要相关的缺陷补主要相关的缺陷补体成分体成分次要相关的缺陷补次要相关的缺陷补体成分体成分遗传性血管神经性水遗传性血管神经性水肿肿C1INHC1INH严重顽固性皮肤损害严重顽固性皮肤损害C1qC1q反复发作性细菌感染反复发作性细菌感染C3C3，I I因子因子C1rC1r，C1qC1q免疫复合物性血管炎免疫复合物性血管炎（包括肾炎）（包括肾炎）C1qC1q，C1rC1r，C4C4，C2C2 C
24、3C3，C5C5反复发作性革兰氏阳反复发作性革兰氏阳性球菌感染性球菌感染C5C5，C6C6，C7C7，C8C8系统性红斑狼疮系统性红斑狼疮CR1CR131 第五节第五节 补体与疾病的关系补体与疾病的关系（二）补体与感染性疾病（二）补体与感染性疾病某些情况下，病原生物可借助补体受体入侵细胞，机制有：某些情况下，病原生物可借助补体受体入侵细胞，机制有：（1 1）微生物表面与微生物表面与C3bC3b、iC3biC3b、C4bC4b等补体片段结合，等补体片段结合，通过通过CR1CR1、CR2CR2进入细胞，进入细胞，使感染播散使感染播散；（2 2）某些微生物可以补体受体或补体调节蛋白作为某些微生物可以
25、补体受体或补体调节蛋白作为其受体而入侵细胞其受体而入侵细胞。在临床上，可考虑在临床上，可考虑应用补体受体应用补体受体的阻断剂治疗某系某些病毒感染的阻断剂治疗某系某些病毒感染。（3 3）微生物感染细胞后，可产生类似微生物感染细胞后，可产生类似MCPMCP、CD59CD59、DAFDAF样的调节蛋白，样的调节蛋白，有效抑制补体的活化及溶解效应有效抑制补体的活化及溶解效应。32 第五节第五节 补体与疾病的关系补体与疾病的关系（三）补体与炎症性疾病三）补体与炎症性疾病 补体在活化过程中产生的补体在活化过程中产生的片段具有一些新的生物片段具有一些新的生物学活性学活性，其中，其中C5aC5a，C3aC3a
26、，C4aC4a具有过敏毒素效应具有过敏毒素效应，C5aC5a具有趋化活性具有趋化活性，这些片段在促进炎症反应中起重要作，这些片段在促进炎症反应中起重要作用，因而在一些用，因而在一些炎症相关的疾病中，补体起重要的病炎症相关的疾病中，补体起重要的病理作用理作用，包括自身免疫病、心血管疾病、感染过程中，包括自身免疫病、心血管疾病、感染过程中的炎症性组织损伤、超急性移植排斥等。在这些情况的炎症性组织损伤、超急性移植排斥等。在这些情况下，下，通过抑制补体有可能受到治疗疾病的效果通过抑制补体有可能受到治疗疾病的效果。33 第五节第五节 补体与疾病的关系补体与疾病的关系（四）补体与异种器官移植（四）补体与异
27、种器官移植 目前研究结果表明，目前研究结果表明，超急性移植排斥的主要原因是补体系统的全身超急性移植排斥的主要原因是补体系统的全身性激活性激活，导致对机体自身的广泛性组织损伤，产生致命的后果。，导致对机体自身的广泛性组织损伤，产生致命的后果。 目前在临床前研究的解决方案是：目前在临床前研究的解决方案是：（1 1）利用补体抑制剂如可溶性）利用补体抑制剂如可溶性CR1CR1进行药物治进行药物治疗；疗；（2 2）考虑应用转基因技术解决这一问题。）考虑应用转基因技术解决这一问题。 34 目前已开展了目前已开展了CR1CR1、DAFDAF、CD59CD59、MCPMCP等等膜表面补体调节蛋白转基因猪膜表面
28、补体调节蛋白转基因猪的实验研究，的实验研究，将这些人类基因在胚胎期转入猪胚胎细胞将这些人类基因在胚胎期转入猪胚胎细胞后，使其发育成含有人类基因的转基因猪，后，使其发育成含有人类基因的转基因猪，将其器官移植至灵长类动物后，由于补体将其器官移植至灵长类动物后，由于补体调节蛋白对补体的抑制作用，可有效阻止调节蛋白对补体的抑制作用，可有效阻止超急性移植排斥的发生，使移植的器官存超急性移植排斥的发生，使移植的器官存活时间明显延长。活时间明显延长。35 本章小结本章小结、掌握补体系统、掌握补体系统、C3C3和和C5C5转化酶的概念；转化酶的概念；、熟悉补体系统的组成、命名；、熟悉补体系统的组成、命名；、掌握补体经典激活途径的全过程；、掌握补体经典激活途径的全过程；、掌握比较补体激活的三条途径的异同点；、掌握比较补体激活的三条途径的异同点；、掌握补体的生物学活性。、掌握补体的生物学活性。3637 C1qC1rC1sC1C1分子结构示意图分子结构示意图38
