医学免疫学教学课件：CHAPTER 5 补体系统

CHAPTER5补体系统

DiscovererofComplementJulesBodet(1870-1961),1919NobelPrize补体的发现溶菌56℃，30分钟正常豚鼠血清溶菌溶菌凝集凝集感染霍乱豚鼠血清感染霍乱豚鼠血清霍乱弧菌菌液第一节概述补体系统是由存在于血清、组织液中的一组不耐热的，经活化后具有酶活性、可介导免疫应答和炎症反应的蛋白质。补体的分类：

补体固有成份补体调节蛋白补体受体C1~C9,B、D、P因子C1INH、C4BP、H、I、S蛋白和血清羧肽酶等,MCP,DAF,HRPC1qR、C3b/C4bR(CRI)、3dR(CRII)、H因子受体、C3a和C5a受体等一、补体的命名补体系统的命名：固有成分：C1-C9,C1qrs其他成分：B、D、P、H调节成分：功能命名C1INH,C4BP,DAP.活化成分具有酶活性：C1qrs裂解片断：大C4b小C4a灭活片断：iC3b（三）一般性质：

A.由多种组织细胞产生，主要产生细胞为肝细胞和巨噬细胞；

B.多数组分为糖蛋白；

C.血清中各成分含量不等，C3含量最多，

D因子最少；

D.正常生理情况下，以非活化形式存在；

E.性质不稳定：加热56℃，30min失活。合成特点补体基因表达有组织差异表达受多种因素调节补体的代谢极快。50%/day第二节补体的激活补体的活化途径经典途径MBL途径旁路途径抗体依赖非抗体依赖C3转化酶、C5转化酶裂解C5MAC形成、细胞溶解（一）补体的经典激活途径参与成分：C1qrs-C4-C2-C3-C5-C6-C7-C8-C9激活物：免疫复合物（抗原抗体特异结合）激活条件：a.抗原抗体结合，Ig的Fc段空间构型改变，易与补体C1q结合b.抗体类型：C1与IgM的CH3区或IgG（IgG1/IgG2/IgG3）的CH2区结合c.1个C1分子同时与两个或以上Fc段结合某些物质可以激活经典途径

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CH1CH2TYIgG亚类（IgG1、IgG2、IgG3）CH2区IgMCH3区C1q分子的C端球形结构是与Ig上的补体结合位点相结合的部位，启动C1r构型改变，成为具有活性的C1r并诱导C1s的活化，成为具有酯酶活性的C1s,在Mg++存在下可启动补体活化的经典途径。补体活化的经典途径IgM/IgG-Ag复合物C1q:r:sC4C4b+C2C4aC2bC4b2aC3C3bC3aMg++Mg++C3转化酶C4b2a3bC5转化酶识别活化C5C5b-C6,7,8,9C5a细胞溶解攻击（二）旁路途径

1.不经过C1,C4和C2，有B因子、D因子、P因子参与

2.激活物（反应平台）：某些细菌、细菌肽聚糖、LPS、酵母多糖成分和凝聚的IgG4/IgA等C3C3b+B因子C3bBb(P)

C3bnBb(P)DC3aBaC5b-C6,7,8,9

C5C5a正反馈调节环路LPS，多糖，凝聚Ig等活化旁路活化途径P因子细胞溶解（C3转化酶）（C5转化酶）识别自己与非己；补体效应的重要放大机制；加速了C3的活化，也提高了溶细胞的效应。

参与早期非特异抗感染。旁路途径的特点MBL——mannan-bindinglectin甘露聚糖结合凝集素，

1.激活物：炎症急性期蛋白（MBL,CRP）与病原体的结合2.特点：（1）细菌N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、岩藻糖经MBL激活MASP（MBLassociatedserineprotease）MASP2裂解C4和C2——C4b2aMASP1裂解C3——C3b（2）之后的步骤与“经典途径”同（3）无C1的参与（4）对经典途径和旁路途径的活化有交叉促进作用。(二)MBL途径MBLcarbohydraterecognitiondomain，CRDMASP1——水解C3——C3bBbMASP2——裂解C4和C2——C4b2abaC4b2aC4b2a3b

补体膜攻击单位结构

MACs造成的细胞膜损伤C7C6C8C5bC9多聚体C5b+C6+C7+C8+C9=MACs终末途径membraneattackcomplexMAC的效应机制MAC形成的小孔使得小的可溶性分子、离子以及水分子自由透过胞膜，细胞渗透压降低，细胞溶解致死性Ca2＋进入细胞使细胞死亡C4b2aC4b2a3b经典和旁路途径的主要区别比较项目经典途径旁路途径激活物补体固有成份所需离子C3转化酶C5转化酶生物学作用IgM/IgG1~3与抗原形成的免疫复合物细菌脂多糖、肽聚糖、酵母多糖和凝聚的IgG4/IgA等C1~C9C3、B、D、P因子和C5~C9Ca++、Mg++Mg++C4b2aC3bBb(P)C4b2a3bC3bnBb(P)在特异性体液免疫的效应阶段起作用参与非特异性免疫，在感染早期起作用起始成分C1qC3ComponentsoftheClassicalPathwayCa++C1rC1sC1qC1complexC2C3C4Ca++C1rC1sC1q

C4C4abClassicalPathway

GenerationofC3-convertase31ClassicalPathway

GenerationofC3-convertaseC4bMg++C4aCa++C1rC1sC1q

C2C2baC2aC4b2aisC3convertaseClassicalPathway

GenerationofC5-convertaseC4bMg++C4aCa++C1rC1sC1q

C2bC2aC3

C3abC4b2a3bisC5convertase;itleadsintotheMembraneAttackPathwayComponentsofmannose-bindinglectinpathwayC4MBLMASP2C2MASP2.MBL途经Mannose-bindinglectinpathwayC4MBLC4bC4aC4bC2C2bC2bC2aC4b2aisC3convertase;itwillleadtothegenerationofC5convertaseMASP2Componentsofthe

alternativepathwayC3BDPSpontaneousC3activationC3H2OiBDC3C3abGenerationofC3convertaseThisC3bmoleculehasaveryshorthalflifebBDbC3bIfspontaneously-generatedC3bisnotdegradedC3-activation

theamplificationloopC3C3abC3aBDBbC3bC3bC3-activation

theamplificationloopC3bC3abC3aC3aBbC3bC3bC3BbBDbbC3aC3-activation

theamplificationloopC3bC3aC3aBbC3bBbBbC3bC3aC3-activation

theamplificationloopC3bC3bC3aC3aBbC3bBbBbC3aC3-activation

theamplificationloopC3bC3bDegradationofspontaneouslyproducedC3bC3bC3biC3biC3bIIC3dgC3dgC3cC3cC3bstabilizationand

C5activationC3bC3bfindsanactivator(protector)membraneC3C3abC5bC5aBDbPThisleadstomembraneattackpathwayC5-convertaseofthetwopathwaysC3bBbC3bC5-convertaseoftheAlternativePathwayC4bC2aC3b

C5-convertaseoftheClassicalandlectinPathwaysGenerationofC5convertaseleadstotheactivationofthe

LyticpathwayLyticpathwayComponentsofthelyticpathwayC6C9C8C7C5Lyticpathway

C5-activationC3b

C2aC4bC5bC5a

Lyticpathway

assemblyofthelyticcomplexC5b

C6C7Lyticpathway:

insertionoflyticcomplexintocellmembraneC5b

C6C7C8

C9C9C9C9C9C9C9C9C9TargetcellComplementfunctionslysisofbacteriaandinfectedcellsopsonizationtoenhancephagocytosisphagocyteattractionandactivationInflammation,ICclearancehomeostasisbridgeofinnateandadaptiveimmunelysisofbacteriaandinfectedcellscomplementdependentcytotoxicity，CDC渗透压失衡磷脂双分子层崩解溶膜效应的生物学意义抗菌、有包膜病毒、寄生虫抗肿瘤自身细胞溶解调理作用炎症反应

C3a，C5a，具有过敏毒素作用，可使表面具有相应受体的肥大细胞和嗜碱性粒细胞等脱颗粒，释放组胺等血管活性物质，引起血管扩张、通透性增强、平滑肌收缩和支器官痉挛等的作用；C5a对中性粒细胞具有趋化作用，吸引具有相应受体的中性粒细胞和单核吞噬细胞向补体激活的炎症区域游走和聚集（黏附分子），增强炎症反应。

CR1的免疫黏附作用抑制IC形成或促其溶解homeostasis清除凋亡细胞bridgeofinnateandadaptiveimmune与血浆酶系统相互作用激活凝血因子VII——凝血、纤溶、激肽系统——血管通透性增加，血管扩张，吞噬细胞趋化活化、平滑肌痉挛（病理生理反应）活化肥大细胞经典途径旁路途径

C3C3bC3a活化巨噬细胞调理作用直接杀伤靶细胞C5aC5C5b-9

补体系统的效应MBP途径MAC补体激活过程的调节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，则大量补体无益消耗，导致机体感染能力下降，而且会使机体发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（一）补体自身衰变的调节（二）可溶性补体调节因子、膜补体调节蛋白的作用C1InhC1qrsbreakdownC1rC1sC1q

C1rC1s

抑制C1r/s和MASP解离C1r/sC1INH缺陷引起血管神经性水肿2C4bp的抑制作用（C4BindingProtein)

结合C4b，抑制C4b与C2的结合，防止C3转化酶的组装。

促进I因子对C4b的蛋白水解DAF作用机理4I因子的抑制作用（FactorI）

裂解C3b为iC3b和C3f,继而裂解iC3b为C3c和C3dg

裂解C4b为C4c和C4dC3dC3gproteasesAutologouscellmembraneC3bC3bBbHIiC3bControlofspontaneous

C3activationviaCR1BbIiC3bDAFCR1DAFCR1Controlofspontaneous

C3activationviaDAFC3bDAFpreventsthebindingoffactorBtoC3bBAutologouscellmembraneDAFCR1Controlofspontaneous

C3activationviaDAFDAFdislodgesC3b-boundfactorBbBbbC3bAutologouscellmembraneDAFCR1BbC3bregulationonselfandac