医学免疫学 第三章 天然免疫分子-补体系统

主讲王文君《医学免疫学》第三章天然免疫系统的分子免疫系统：是指机体内担负着免疫功能的物质机构，由免疫器官、免疫细胞和免疫分子及有关的基因等组成，可以保护机体，抗御病原体、有害的异物及癌细胞等致病因子的侵害。可分为天然免疫系统（非特异性免疫系统）和获得性免疫系统（特异性免疫系统）。免疫系统的组织结构免疫系统免疫器官免疫细胞免疫分子（相关免疫基因）中枢免疫器官：周围免疫器官：造血干细胞淋巴细胞系单核巨噬细胞以及其它免疫细胞膜型分子：分泌型分子：TCR等膜分子免疫球蛋白、补体、细胞因子等概述天然免疫（非特异性免疫系统）在机体接触抗原后首先并迅速起非特异性防御作用。主要的天然免疫系统的分子包括有补体成分，急性期蛋白和细胞因子等。第一节补体一、补体（complement，C）：补体并非单一分子，而是存在于人和动物血清与组织液中的一组不耐热，经活化后具有酶活性的，起非特异性免疫作用的蛋白质，包括多种因子（30多种可溶性蛋白和膜结合蛋白）共同组成的一个反应系统，故称为补体系统（complementsystem）。其中包括参与补体激活的各种成分，也包括调控补体系统的各种灭活因子和抑制因子。约占血清球蛋白总量的10%。它除了有溶菌和溶细胞作用外，参与机体的抗感染及免疫调节，介导病理性反应。是体内重要的免疫效应系统和效应放大系统。补体的生物学意义不仅是抗体分子的辅助或增强因子，也具有独立的生物学作用，对机体的防御功能、免疫系统功能的调节以及免疫病理过程都发挥重要作用。补体系统之所以具有这些生物学功能，主要是它能通过经典和旁路（替代）途径被激活，并在激活过程中产生许多生物学活性物质，从而导致一系列重要的生物效应。其结果或使机体的防御能力增强，或引起机体的免疫损伤。二、补体的组分和命名1.第一组分：C1(C1q、C1r、C1s)、C2、C3、C4；C5、C6、C7、C8、C9。经典途径固有成分。2.第二组分：B因子，D因子。旁路途径。3.第三组分：C1抑制物（C1INH，C1酯酶抑制因子)，I因子（C3灭活因子，C3bINA），H因子(β1H，C3bINA促进因子)，P因子（备解素，properdin），C4结合蛋白（C4bp），S蛋白，过敏毒素灭活因子等补体调节蛋白。4.第四组分：介导补体活性的相关受体。包括补体受体（CR1、CR2等）。5.命名：①参与补体激活经典途径的固有成分按其被发现的先后分别命名为C1(q、r、s)、C2、C3…C9。②补体系统的其他成分以英文大写字母表示，如B因子、D因子、P因子、H因子等。③补体调节蛋白多以其功能命名，如C1抑制物、C4结合蛋白等。④补体活化后的裂解片段以该成分的符号后面附加小写英文字母表示，如C3a、C3b等。⑤具有酶活性的成分或复合物在其数字符号上划一横线表示，如C1、C4b2b(C42)等。⑥灭活的补体片段在其符号前加英文字母i表示，如iC3b等。补体成分分子量电泳区带血清含量(ug/ml)裂解片段C1q390γ270C1r（C1s）95（85）β（α）35（35）C2117β130C2a,C2bC3190β1

1300C3a,C3bC4(5-9)180β2430C4a,C4bB因子95β240D因子25α2P因子220γ225C1抑制物105α180C4结合蛋白1100250I因子93β50H因子150β400表1补体系统各成分的理化性状表2补体系统各成分产生部位补体成分产生部位C1小肠上皮细胞,脾,巨噬细胞C2巨噬细胞C3,C4巨噬细胞,肝细胞C5巨噬细胞C6～C9肝细胞B因子巨噬细胞,肝D因子巨噬细胞,血小板P因子巨噬细胞I因子巨噬细胞H因子巨噬细胞,血小板一、补体活化的经典途径二、补体活化的旁路途径三、MBL途径四、补体活化的共同末端效应补体系统的激活一、补体活化的经典途径(一）.激活物：抗原抗体复合物（immunecomplex,IC）是经典途径的主要激活物。(二）.经典途径的过程：1.识别阶段（阶段Ⅰ）：即C1酯酶的形成阶段。C1q为六聚体，是补体的主要识别单位，能与抗体上的补体结合位点结合。随之裂解C1r继而裂解C1s形成活化的C1s（即C1酯酶）。2.活化阶段（阶段Ⅱ）：C1酯酶依次酶解C4、C2形成具有酶活性的C3转化酶（C4b2b），激活裂解C3，形成C5转化酶（C4b2b3b）。3.膜攻击阶段（阶段Ⅲ）：

C5转化酶裂解C5，C5b可吸附于细胞表面，最终形成C5-9攻膜复合物。C1sC1s细胞C1qIgG抗体图2C1q示意图C1rC1r图1补体激活的经典途径示意图

阶段Ⅰ阶段Ⅱ阶段ⅢqrsqrsC12bC4C2C1酯酶4a2a4bC3转化酶（C4b2b）C32bC5转化酶（C4b2b3b）6599999983a5a869999997攻膜复合物（C5b678n9）细胞膜受损

细胞裂解细胞膜液相5b73b4b二、补体活化的旁路途径（替代途径）(一）.激活物：某些细菌的脂多糖、肽聚糖、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的抗体等。(二）.旁路途径的过程：1.阶段Ⅰ：由C3、B因子、D因子参与的激活过程。2.活化阶段（阶段Ⅱ）：C3转化酶（C3bBb）进一步裂解C3形成C5转化酶（C3bBb3b）。3.膜攻击阶段（阶段Ⅲ）：(三）.旁路途径的激活和放大机制：C3C3自然裂解C3bC3bBC3bBb3aB因子，Mg2+D因子旁路途径C3转化酶P因子图3C3b的正反馈途径和激活示意图I因子灭活H因子灭活三、补体活化的MBL途径（凝集素途径）(一）.激活物：感染早期由肝细胞合成和分泌的急性期蛋白（甘露聚糖结合凝集素MBL）是补体活化的MBL途径的主要激活物。(二）.MBL途径的过程：1.阶段Ⅰ：形成MBL-丝氨酸蛋白酶（MASP)具C1酯酶活性。2.活化阶段（阶段Ⅱ）：C1酯酶依次酶解C4、C2形成具有酶活性的C3转化酶（C4b2b），激活C3形成C5转化酶（C4b2b3b）。3.膜攻击阶段（阶段Ⅲ）：四、补体活化的共同末端效应MAC的组装和效应机制：1、形成C5b678，附着于细胞表面。2、联结C9形成膜攻击复合物（MAC），插入靶细胞的双层膜，形成11nm的小孔，导致细胞溶解。图1补体激活全过程示意图抗原抗体复合物C1激活的C1C4+C2（C3转化酶）C4b2b（C5转化酶）C4b2b3bC3C3bC5C5b攻膜复合物C5b～9经典途径旁路途径C6～789C3C3bB因子D因子C3bBb（C3转化酶）C3bBb3b（C5转化酶）MBL途径MBL+病原体甘露糖MASPLP