补体系统免疫学

1、 补补 体体 complement主讲人：和燕主讲人：和燕contents概述概述1补体系统的激活、调控补体系统的激活、调控2补体的生物学功能补体的生物学功能3补体与疾病的关系补体与疾病的关系4补体检测与临床应用补体检测与临床应用5jules bodet (1870-1961),discoverer of complement19世纪末，在发现抗体后不久，世纪末，在发现抗体后不久，bordet 通过霍乱弧菌溶菌实验发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成分，可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。菌作用。 ehrlich eh

2、rlich 同时独立发现了类似同时独立发现了类似现象，他现象，他认为这种因子是认为这种因子是抗体发挥抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件溶细胞作用的必要补充条件，故，故将将其命名为其命名为补体补体第一节第一节 概述概述羊抗血清羊抗血清 +霍乱弧菌霍乱弧菌细菌细菌裂解裂解加热的羊抗血清加热的羊抗血清+ +霍乱弧菌霍乱弧菌细菌裂解细菌裂解不能不能无抗体的新鲜血清无抗体的新鲜血清+细菌裂解细菌裂解不能不能霍乱弧菌溶菌实验：推测推测结论结论1.1.新鲜血清中存在一种帮助抗体新鲜血清中存在一种帮助抗体溶解细菌的成份溶解细菌的成份2.2. 这种成份化学性质不稳定，受这种成份化学性质不稳定，受热易分解热易分解补

3、体（补体（complement)的的定义定义 是存在于人或动物血清中的一组不耐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，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。是抗体溶菌作用的必要补充。 56，30分灭活分灭活( (一一) ) 补体系统的组成补体系统的组成1补体的固有成分：补体的固有成分： 存在于血浆及体液中，参与补体激活的存在于血浆及体液中，参与补体激活的 蛋白质蛋白质v经典途径经典途径的的c1q、c1r、c1s、c2、c4；v旁路途径旁路途径的的b因子、因子、d因子、因子、 p因子；因子；vmblmbl途径途径的的mblmbl、fcn(fcn(纤维胶

4、原素纤维胶原素) )、maspmasp（mblmbl相关丝氨酸蛋白酶）相关丝氨酸蛋白酶）; ;v补体活化的共同组成部分补体活化的共同组成部分c3、c5c9。2补体调节蛋白：补体调节蛋白： c1抑制物、抑制物、i因子、因子、h因子、因子、c4结结合蛋白（合蛋白（c4bp）等）等3补体受体：补体受体： cr1cr5、c3ar、c2ar、c4ar等。等。 （二）（二） 补体成分命名：补体成分命名： 固有成分：用固有成分：用c后加阿拉伯数字表示，后加阿拉伯数字表示， 如：如：c1,c2,c3,c4等；等； 其他成分：用英文大写字母表示。如：其他成分：用英文大写字母表示。如： b因子、因子、d因子、因子

5、、p因子等；因子等； 裂解片段：小片段用裂解片段：小片段用a表示表示 - 如：如：c3a； 大片段用大片段用b表示表示 - 如：如：c3b。 c2例外例外 酶活性成分：符号上划一横线，如酶活性成分：符号上划一横线，如c3bbb。 灭活补体片段：符号前加灭活补体片段：符号前加 i 表示，如表示，如ic3b。 （三）补体的生物合成及理化性质（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、肾小成细胞、内皮细胞、肠道上皮细胞、肾小球细胞等也可产生；球细胞等也可产生； 2. 成分均为糖蛋白；成分均为糖蛋白；

6、 3. 血清中各成分含量不等，血清中各成分含量不等，c3含量最多，含量最多，d因因子最少；子最少； 4. 正常生理情况下，以非活性形式存在；正常生理情况下，以非活性形式存在； 5. 对热敏感：对热敏感：56， 30min 可灭活；可灭活； 6. 感染时大量升高。感染时大量升高。 第二节第二节 补体系统的激活补体系统的激活 - - 三条途径：三条途径： 经典途径经典途径（classical pathway） 旁路途径旁路途径（alternative pathway） 凝集素凝集素途径途径（lectin pathway） 经典途径经典途径凝集素途径凝集素途径旁路途径旁路途径c1c3c5c4c2c3

7、 b d pmbl masp-1 masp-2mac组装组装c6c7c8c9补体补体3 3条活化途径示意图条活化途径示意图(一一) 经典（传统）激活途径：经典（传统）激活途径： 激活剂：激活剂：ag-ab复合物（复合物（igg1-3、igm） 激活能力（激活能力（igmigg3igg1igg2） 参与成分：参与成分：c1c9 激活过程（三个阶段）：激活过程（三个阶段）： 识别阶段识别阶段 活化阶段活化阶段 膜攻击阶段膜攻击阶段 经典途径激活条件：经典途径激活条件： 1.只有只有ab与与ag结合暴露结合暴露fc补体结合位点后才可活化补体结合位点后才可活化 2. c1q仅与仅与igm的的ch3区或

8、区或igg的的ch2区结合才能活化区结合才能活化 3.c1必须与两个以上的必须与两个以上的ig fc结合才可活化结合才可活化 1. 识别阶段识别阶段 ag+ab ic ，ab的的fc段补体结合部位暴露段补体结合部位暴露 c1+ab c1激活激活igm（未与（未与ag结合）结合）igm（已与（已与ag结合）结合）c1qsrsr细菌细菌2. 活化阶段活化阶段活化的活化的c1依次酶解依次酶解c4、c2 c3转转化酶（化酶（c4b2a） c5转化酶转化酶（c4b2a3b）c4c4ac4bc2c4bc2ac4bc2bc2c4b细菌细菌c1qrrssc4ac2bc3转化酶转化酶c3b细菌细菌c3c3ac3

9、ac5转化酶转化酶c2ac4b经典途径识别活化经典途径识别活化(二二) 旁路（替代）激活途径旁路（替代）激活途径 激活剂：细菌的多糖成分等颗粒表面。激活剂：细菌的多糖成分等颗粒表面。 为补体激活提供接触面（保护面）为补体激活提供接触面（保护面） 参与成分：参与成分：b、d、p因子、因子、c3、c5c9 c3 c3 自发性活化自发性活化c3bh2obdc3c3ab起始起始c3 c3 转化酶的产生转化酶的产生 c3b 不稳定，很快会被水解不稳定，很快会被水解bc3bc3b c3b 沉积在细菌表面沉积在细菌表面c3c3abc5bc5abdbpc5转化酶形成转化酶形成如果不被降解如果不被降解两种途径的

10、两种途径的c5转化酶转化酶c3bbbc3b旁路途径的c5转化酶c4bc2ac3b 经典途径的c5转化酶旁路途径识别活化旁路途径识别活化(三三) 凝集素激活途径（凝集素激活途径（mbl途径）途径） 激活剂：病原微生物表面糖结构激活剂：病原微生物表面糖结构 参与成分：参与成分： mbl(mbl(甘露糖结合凝甘露糖结合凝集素集素) )、fcn(fcn(纤维胶原素纤维胶原素) )、maspmasp、c2-c9c2-c9v病原微生物感染病原微生物感染 m m 和中性粒细胞产生和中性粒细胞产生il-1il-1、il-6il-6、tnftnf 急性期反应急性期反应 肝脏产生肝脏产生mblmbl等急性期蛋白等

11、急性期蛋白vmblmbl与细菌甘露糖残基结合与细菌甘露糖残基结合 激活激活maspmasp（mbl associated serine protease) 水解水解c4c4和和c2(c2(类似活化的类似活化的c1qc1q的功能）的功能） 形成形成c3c3转化酶。转化酶。mblc1qcleavage and activation of c4.活化的活化的masp1可直接裂解可直接裂解c3产生产生c3b，在，在d因子因子和和p因子参与下，激活补体旁路途径因子参与下，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促进作用旁路激活途径旁

12、路激活途径c3c3b病原体甘病原体甘露糖残基露糖残基+mblmasp1masp2经典激活途径经典激活途径旁路激活途径mbl途径识别活化途径识别活化 （四）共同的末端通路（四）共同的末端通路（膜攻击阶段膜攻击阶段） - 膜攻击复合物（膜攻击复合物（mac)形成形成 c5转化酶转化酶 c5 c5a c5b c6 ,c7 c5b67 c8 c5b678 c9 c5b6789nc5b+c6+c7+c8+nc9 = mac末端通路末端通路c5 c5 活化活化c3b c2ac4bc5bc5a c5b c6c7末端通路末端通路macmac形成形成c5b c6c7c8 c9c9c9c9c9c9c9c9c9末端

13、通路末端通路macmac插入胞膜插入胞膜macmac的的结构结构攻膜复合体结构示意图攻膜复合体结构示意图macs 造成的细胞膜损伤造成的细胞膜损伤c5b+c6+c7+c8+nc9 = macs补体系统激活途径补体系统激活途径三种途径的比较三种途径的比较 经典途径经典途径 mbl途径途径 旁路途径旁路途径参与的参与的 c1c9 c2c9 c3,c5c9,b因子因子,补体成分补体成分 d因子因子, p因子因子 c3转化酶转化酶 c4b2a c3bbb生物学作用生物学作用 ab,参与特异性参与特异性体液免疫的应答体液免疫的应答阶段阶段 ，在感染在感染后期发挥作用后期发挥作用参与非特异性参与非特异性免

14、疫感染早期免疫感染早期发挥作用发挥作用参与非特异性参与非特异性免疫，在感染免疫，在感染早期发挥作用早期发挥作用激活物质激活物质 ag-ab复合物复合物 病原微生物表病原微生物表 细菌、真菌、细菌、真菌、 面的糖结构面的糖结构 病毒感染细胞病毒感染细胞c5转化酶转化酶 c4b2a3b c3bbb3b起始分子起始分子 c1q c2、c4 c3第三节第三节 补体的生物学功能补体的生物学功能 细胞溶解作用细胞溶解作用 调理吞噬作用调理吞噬作用 炎症介质作用炎症介质作用 清除免疫复合物清除免疫复合物 调节免疫应答调节免疫应答补体的生物学作用补体的生物学作用补体杀伤大肠杆菌的电镜照片补体杀伤大肠杆菌的电镜

15、照片a a、活的大肠杆菌活的大肠杆菌 b b、c c、被补体杀伤的大肠杆菌被补体杀伤的大肠杆菌1、细胞毒作用、细胞毒作用实际意义：实际意义：a. 抗感染；抗感染； b. 自身免疫病自身免疫病2、补体的免疫调理作用、补体的免疫调理作用抗抗感感染染实实际际意意义义： 3. 炎症介质作用炎症介质作用 a. 过敏毒素作用：过敏毒素作用： 过敏毒素（过敏毒素（ c5a、c3a、c4a ） 肥大细胞和嗜碱肥大细胞和嗜碱性粒细胞（性粒细胞（c5ar、c3ar c4ar ) 释放活性介质释放活性介质(如；如；组胺、白三烯及前列腺素等组胺、白三烯及前列腺素等) 过敏反应。过敏反应。 b. 激肽样作用激肽样作用

16、c2a、c4a 血管通透性增加血管通透性增加炎性渗出和水肿炎性渗出和水肿 c. 趋化作用：趋化作用： 趋化因子：趋化因子： c5a、c3a c5a 中性粒细胞向感染部位聚集中性粒细胞向感染部位聚集 炎症反应。炎症反应。 4. 清除免疫复合物清除免疫复合物 免疫黏附免疫黏附 ag-ab复合物（可溶性）复合物（可溶性） c3b或或c4b 与血细胞（如红细胞、血小板）与血细胞（如红细胞、血小板）cr结合结合 运送至肝脏和脾脏运送至肝脏和脾脏 吞噬清除。吞噬清除。 c3b与与ig结合结合降低抗体降低抗体fab与与ag间亲和力间亲和力抑制抑制ic形成形成 c3b插入插入ic解离已形成的解离已形成的ic

17、* * c3b c3b与红细胞表面与红细胞表面cr1cr1结合结合 运送至肝脏清除。运送至肝脏清除。补体的遗传缺陷补体的遗传缺陷多为常染色体隐性遗传，少数为显性多为常染色体隐性遗传，少数为显性补体成分缺损或异常：补体成分缺损或异常：mbl及及c3缺乏可导致严重的反复感染。缺乏可导致严重的反复感染。患者吞噬细胞的吞噬、杀菌作用明显减弱。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：补体调节分子的遗传缺陷：c1抑制物缺陷抑制物缺陷时，可引起遗传性血管性水肿，属常时，可引起遗传性血管性水肿，属常染色体显性遗传病。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

18、肿缺陷引起血管神经性水肿c1inh缺陷使缺陷使缓激肽、激肽缓激肽、激肽均增加，引起均增加，引起血管通透性增血管通透性增加，形成组织加，形成组织水肿。水肿。补体含量增高补体含量增高传染疾病时可见补体增高传染疾病时可见补体增高恶性肿瘤时补体总量增高恶性肿瘤时补体总量增高补体含量降低补体含量降低补体消耗增多：如血清病补体消耗增多：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：主要见于肝病患者补体合成不足：主要见于肝病患者srbcsrbcsrbcsrbcsrbc一、一、 补体总活性测定补体总活性测定 绵羊红细胞与相应的抗体结合后形成致敏羊红细胞，在补

19、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，释放血红蛋白，从而发生溶血1、溶血实验原理第五节第五节 补体检测技术补体检测技术ch50ch50曲线曲线原理：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1.1.绵羊红细胞浓度的调整（绵羊红细胞浓度的调整（2 25 5）2. 溶血素滴定（抗绵羊红细胞抗体，灭活补体）溶血素滴定（抗绵羊红细胞抗体，灭活补体）3. 稀释缓冲液稀释缓冲液 4. 50%溶血标准管溶血标准管5. 50%溶血总补体值的计算溶血总补体值的计算ch50(

20、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、二、 单个补体成分的测单个补体成分的测定定 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、免疫溶血法2、免疫化学法、免疫化学法 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、三、 补体结合试验补体结合试验(complement fixation test，cft )1、原理 反应分两阶段进行：反应分两