补体系统安学习.pptx

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1、1补体系统补体系统 学习要求：学习要求：掌握：补体系统的概念及组成；三条补体掌握：补体系统的概念及组成；三条补体 活化途径的异同；补体的生物学效应。活化途径的异同；补体的生物学效应。熟悉：三条补体活化途径激活过程。熟悉：三条补体活化途径激活过程。了解：补体系统的命名；补体活化的调控。了解：补体系统的命名；补体活化的调控。补体受体及其作用。补体受体及其作用。第1页/共42页2霍乱弧菌+新鲜免疫血清细菌凝集溶解新鲜免疫血清（5630）细菌凝集新鲜正常血清溶解结论：血清中有两种物质与溶菌有关对热稳定，使菌凝集特异性Ab：免疫血清中对热不稳定，使凝集的细菌溶解补体：免疫血清、正常血清中第2页/共42页

2、3第一节第一节 概述概述补体系统补体系统 complement system 是存在于人或脊椎动物血清、组织液和细胞膜表面的一组蛋白质，包括是存在于人或脊椎动物血清、组织液和细胞膜表面的一组蛋白质，包括30余种余种可溶性蛋白和膜结合蛋白。可溶性蛋白和膜结合蛋白。补体系统广泛参与机体抗微生物防御反应以及免疫调节，也介导免疫损伤，是补体系统广泛参与机体抗微生物防御反应以及免疫调节，也介导免疫损伤，是体内具有重要生物学作用的体内具有重要生物学作用的效应系统效应系统和和效应放大系统效应放大系统。第3页/共42页4一、补体的命名一、补体的命名1、补体固有成分、补体固有成分 参参与与经经典典途途径径按按发

3、发现现的的先先后后顺顺序序用用C命命名名 如如 C1（q、r、s）、）、C2、C3、C9。其余成分其余成分用英文大写字母命名用英文大写字母命名 如如 B因子、因子、D因子。因子。2、调节蛋白、调节蛋白 用英文大写字母命名：如用英文大写字母命名：如I因子、因子、H因子等。因子等。以功能命名：如以功能命名：如C1抑制物、抑制物、C4结合蛋白等。结合蛋白等。第4页/共42页53、补体裂解产物、补体裂解产物 英文小写字母命名：小片段为英文小写字母命名：小片段为a，大片段为，大片段为b。激活及具有酶活性的用横线表示：如激活及具有酶活性的用横线表示：如C4b2b。灭活的补体片段在名称前加灭活的补体片段在名

4、称前加i表示：如表示：如iC3b。4、补体受体、补体受体 用相应补体成分加用相应补体成分加R表示，如表示，如 C1q-R、C3R（CR1、CR2、CR3、CR4、CR5）等等 第5页/共42页61、补体固有成分、补体固有成分 经典途径经典途径C1（q、r、s）、）、C4、C2 MBL途径途径MBL、MASP-1、2 旁路途径旁路途径B因子、因子、D因子、因子、P因子因子 共同末端通路共同末端通路C3、C5、C6、C7、C8、C9 分布：可溶性，存在于体液中。分布：可溶性，存在于体液中。功能：参与补体激活的级联反应。功能：参与补体激活的级联反应。二、补体系统的组成二、补体系统的组成第6页/共42

5、页72、补体调节蛋白补体调节蛋白 C1抑制物（抑制物（C1TNH）、）、I因子、因子、H因子、因子、C4结合蛋白（结合蛋白（C4bp）、促衰变因子（）、促衰变因子（DAP）、）、膜辅助因子蛋白（膜辅助因子蛋白（MCP）、）、S蛋白等蛋白等 分布：可溶性或膜结合性存在。分布：可溶性或膜结合性存在。功能：调节与控制补体系统活化。功能：调节与控制补体系统活化。第7页/共42页83、补体受体补体受体 C1q-R C3RCR1、CR2、CR3、CR4、CR5 C3a-R、C5a-R FH-R（H因子受体）因子受体）分布：膜结合形式分布：膜结合形式 功能：介导补体活化片段或调节蛋白生物学效应。功能：介导补

6、体活化片段或调节蛋白生物学效应。第8页/共42页9三、补体的生物合成和理化性质三、补体的生物合成和理化性质1、生物合成、生物合成 尚未完全清楚，许多组织细胞能合成补体成分。尚未完全清楚，许多组织细胞能合成补体成分。同同一一成成分分可可由由不不同同部部位位产产生生；同同一一部部位位可可产生不同成分。产生不同成分。来源：来源：血浆中大部分补体成分：主要来自血浆中大部分补体成分：主要来自肝细胞肝细胞 不同组织，尤其炎症病灶中：主要来自不同组织，尤其炎症病灶中：主要来自巨噬细胞巨噬细胞。分解代谢：分解代谢：补体代谢率快，血浆中补体每天有一半被更新。补体代谢率快，血浆中补体每天有一半被更新。第9页/共4

7、2页102、理化性质、理化性质化学特性化学特性 化学性质：均为化学性质：均为蛋白质蛋白质（或糖蛋白或糖蛋白），多是），多是球蛋白。球蛋白。分子量：悬殊。分子量：悬殊。血清含量血清含量 总含量总含量：占血清球蛋白总量的：占血清球蛋白总量的10%。相对稳定相对稳定。各补体含量：悬殊各补体含量：悬殊补体活性补体活性的稳定性的稳定性 很不稳定很不稳定，很多理化因素均可使之灭活。，很多理化因素均可使之灭活。保保存存条条件件：冷冷冻冻干干燥燥后后长长期期保保存存；或或保保存存在在-20以以下。下。存在形式存在形式 C1q 无酶活性，识别抗体上补体结合点；无酶活性，识别抗体上补体结合点；其余均其余均以无活性

8、以无活性（酶原）（酶原）形式存在形式存在。第10页/共42页11第二节第二节 补体的激活补体的激活补体的激活的三条途径补体的激活的三条途径经典途径经典途径MBL途径途径旁路途径旁路途径第11页/共42页12一、经典途径（一、经典途径（classical pathway）（一）激活物与激活条件（一）激活物与激活条件 1、免疫复合物（、免疫复合物（IC）触发触发C1活化的条件：活化的条件：C1仅与仅与IgM或或IgG1、2、3结合才能活化结合才能活化 每个每个C1分子须同时与分子须同时与2个以上个以上Ig的的Fc段结合。段结合。Ag：多价：多价Ag；Ab：IgM：理论上，单个分子即可激活补体。：理

9、论上，单个分子即可激活补体。IgG1、2、3：至少两个：至少两个IgG分子以上。分子以上。游离或可溶性游离或可溶性Ab不能激活补体。不能激活补体。2、非免疫物质、非免疫物质 某些多聚分子也能激活补体。某些多聚分子也能激活补体。Ag-AbAg-Ab结合结合结合结合C1qC1q启动启动启动启动 C1r C1s C4 C2 C3 C1r C1s C4 C2 C3 C5 C6 C7 C8 C9C5 C6 C7 C8 C9第12页/共42页13C1分子结构模式图分子结构模式图C1q：有有6个个亚亚单单位位N端端束束状状平平行行排排列列，C端端卷卷曲曲成成球球形形头头部部，放放射射状排列酷似一束花蕾。状排

10、列酷似一束花蕾。C1r、C1s：分分子子构构型型呈呈哑哑 铃铃 状状，以以 C1s-C1r-C1r-C1s顺顺 序序 缠缠 绕绕 在在C1q头部中间。头部中间。第13页/共42页14（二）固有成分及激活顺序 1、参与经典途径的补体固有成分 识别单位：C1（C1q、C1r、C1s）、（C1复合体 C1qr2s2，借Ca2+连接而成）活化单位：C4、C2、C3 膜攻击单位：C5C9 2、激活顺序 C1q C1r C1s C4 C2 C3 C5 C6 C7 C8 C9第14页/共42页15激活过程 三个阶段、五个步骤。1、识别启动活化阶段、识别启动活化阶段 从从C1q识别到识别到C1酯酶形成。酯酶形

11、成。步骤一：步骤一：C1酯酶形成酯酶形成 2、酶促级联反应阶段、酶促级联反应阶段 从激活从激活C4到到C5转化酶形成。转化酶形成。步骤二：步骤二：C3转化酶形成转化酶形成 步骤三：步骤三：C5转化酶形成转化酶形成 3、膜攻击复合物形成阶段、膜攻击复合物形成阶段 从从C5裂解到靶细胞溶解。裂解到靶细胞溶解。（共同末端效应）（共同末端效应）步骤四：步骤四：C5b67形成形成 步骤五：膜攻击复合物形成步骤五：膜攻击复合物形成 第15页/共42页16经经典典途途径径识别阶段第16页/共42页17二二、MBL途途径径 1、有有关关概概念念 概概念念：MBL甘甘露露聚聚糖糖结结合合凝凝集集素素 来来源源：

12、属属于于急急性性期期蛋蛋白白 特特性性：正正常常血血清清中中含含量量极极低低；与与C1q结结构构类类似似。2、参参与与MBL途途径径的的补补体体固固有有成成分分 C4、C2、C3、C5C9 由由由由MBLMBL结合至细菌表面启动结合至细菌表面启动结合至细菌表面启动结合至细菌表面启动 C4 C2 C3 C4 C2 C3 C5 C6 C7 C8 C9C5 C6 C7 C8 C9第17页/共42页18二二、MBL途途径径3、激激活活过过程程 *MBL细细菌菌甘甘露露糖糖残残基基 MBL相相关关的的丝丝氨氨酸酸蛋蛋白白酶酶1、2 MASP-1、MASP-2（MBL-associated serine

13、protease，MASP）*MASP具具有有C1酯酯酶酶同同样样的的活活性性，可可以以裂裂解解C4、C2，其其后后 反反应应同同经经典典途途径径。第18页/共42页19三、旁路途径三、旁路途径alternative pathway 激活物质激活物质 为非抗原抗体复合物：提供补体成分结合的表面。为非抗原抗体复合物：提供补体成分结合的表面。1、某些多糖、某些多糖如如G-菌、脂多糖；酵母多糖；菌、脂多糖；酵母多糖；植物多糖、葡聚糖。植物多糖、葡聚糖。2、凝聚的、凝聚的IgA、IgG4由病原体提供接触表面，从由病原体提供接触表面，从由病原体提供接触表面，从由病原体提供接触表面，从C3C3开始启动开始

14、启动开始启动开始启动 C3 C5 C6 C7 C8 C9C3 C5 C6 C7 C8 C9第19页/共42页20参参与与的的补补体体成成分分 C3：生生理理情情况况下下，可可以以被被血血清清中中蛋蛋白白酶酶裂裂解解，产产生生C3b。B因因子子（C3激激活活剂剂前前体体）：结结构构和和功功能能均均与与C2同同源源。D因因子子（C3激激活活剂剂前前体体转转化化酶酶）：体体液液中中同同时时存存在在活活性性、无无活活性性形形式式。P因因子子（备备解解素素）：特特性性同同D因因子子。稳稳定定转转化化酶酶，30 时时半半衰衰期期从从430。第20页/共42页21（三三）激激活活过过程程 1、液液相相C3转

15、转化化酶酶的的自自发发形形成成及及其其作作用用（1）自自发发产产生生C3b，与与血血清清中中B因因子子结结合合C3bB。（2）结结合合的的B因因子子被被D因因子子裂裂解解，形形成成C3bBb。（3）P因因子子稳稳定定C3bBb。生生理理条条件件下下，液液相相中中的的C C3 3b b迅迅速速水水解解失失活活，旁旁路路途途径径不不能能激激活活。2、激激活活物物引引发发的的酶酶促促级级联联反反应应 当当激激活活物物质质出出现现时时，旁旁路路途途径径即即被被激激活活。中中间间产产物物结结合合在在激激活活物物质质表表面面，不不被被灭灭活活，级级联联得得以以进进行行下下去去。C C3 3b bB Bb

16、b大大量量裂裂解解C C3 3，产产生生大大量量C C3 3b b，形形成成C C3 3b bB Bb b3 3b b（C C5 5转转化化酶酶）第21页/共42页22旁路途径的激活过程旁路途径的激活过程生理情况生理情况旁路激活旁路激活C3C3bC3bBB,Mg2+C3bBbI因子因子I,H因子因子灭活灭活灭活灭活C3C3bC3bBB,Mg2+D激活物激活物C3bBbI,H因子因子I因子因子DDC3bBb3b第22页/共42页23 3、旁路途径的重要特点、旁路途径的重要特点 （1）识别自己与非己）识别自己与非己 *自己细胞表面结合有调节蛋白，自发产生的自己细胞表面结合有调节蛋白，自发产生的C3

17、b随机结合上后可被迅速灭活，并终止级联反应；随机结合上后可被迅速灭活，并终止级联反应；*激活物质表面缺乏调节蛋白，因而能激活旁路途激活物质表面缺乏调节蛋白，因而能激活旁路途径。径。（2）补体激活的放大机制）补体激活的放大机制*不论自发、经典途径或（替代途径）产生的不论自发、经典途径或（替代途径）产生的C3b，均可与，均可与B因子结合启动替代途径扩大补体效应。因子结合启动替代途径扩大补体效应。第23页/共42页244、旁路途径医学意义旁路途径医学意义 （1）在感染早期发挥重要抗感染作用。）在感染早期发挥重要抗感染作用。（2）为无免疫力（无）为无免疫力（无Ab）的个体提供一个）的个体提供一个 高效

18、能抗感染能力。高效能抗感染能力。第24页/共42页25（四四）共共同同末末端端效效应应 又又称称膜膜攻攻击击阶阶段段，从从C5裂裂解解到到靶靶细细胞胞溶溶解解。步步骤骤四四：C5b67形形成成 步步骤骤五五：膜膜攻攻击击复复合合物物形形成成 三三条条途途径径形形成成的的C C5 5转转化化酶酶，均均可可裂裂解解C C5 5，形形成成两两类类末末端端产产物物：脂脂质质双双层层上上补补体体激激活活C C5 5b b9 9（M MA AC C）血血清清中中补补体体激激活活结结合合S S蛋蛋白白形形成成S SC C5 5b b7 7、S SC C5 5b b8 8、S SC C5 5b b9 91、参

19、参与与的的补补体体成成分分：C5C92、末末端端通通路路激激活活：。*MAC形形成成10nm穿穿膜膜孔孔道道，导导致致胞胞内内渗渗透透压压降降低低，细细胞胞溶溶解解。第25页/共42页26攻攻膜膜复复合合体体第26页/共42页27第27页/共42页28第28页/共42页29四、三条激活途径的比较（一）共同点 1、均需要激活物质激活，激活物质不同，作用不同。2、均为级联反应，每一步都产生扩大效应 “滚雪球”。3、激活过程产生活性裂解片段，介导重要 的生物学功能。4、有共同的末端效应靶细胞溶解；某 些共同的调节机制。第29页/共42页30不同因素不同因素 经典途径经典途径 MBLMBL途径途径 替

20、代途径替代途径 激活物激活物 IgM.IgG1.2.3 MBLIgM.IgG1.2.3 MBL与微生物与微生物 LPSLPS，凝聚的，凝聚的IgAIgA等等 与抗原形成的与抗原形成的 表面甘露糖结合表面甘露糖结合 复合物复合物参与成分 C1C9 C2C4、C5C9 C3、C5C9 B.D.P 所需离子所需离子 CaCa2+2+、MgMg2+2+Mg Mg2+2+Mg Mg2+2+C3C3转化酶转化酶 C4b2b C4b2b C3bBbC4b2b C4b2b C3bBbC5C5转化酶转化酶 C4b2b3b C4b2b3b C3bBb3bC4b2b3b C4b2b3b C3bBb3b 抗感染作用抗

21、感染作用 特免效应阶段特免效应阶段 非特异性免疫非特异性免疫 非特异性免疫非特异性免疫 感染中晚期感染中晚期 发挥作用居中发挥作用居中 感染早期感染早期（二）补体三条激活途径的不同点比较（二）补体三条激活途径的不同点比较 第30页/共42页31第三节第三节 补体活化的调控补体活化的调控一、补体自身调控一、补体自身调控1、自身衰变调控、自身衰变调控 2、补体必须结合在固相表面，才能激活补体、补体必须结合在固相表面，才能激活补体二、补体调节因子的作用二、补体调节因子的作用主要围绕酶及主要围绕酶及MAC进行调节。进行调节。主要有调节级联反应、调节补体活性片段功能。主要有调节级联反应、调节补体活性片段

22、功能。按其作用特点分为三类：按其作用特点分为三类：*防止或限制补体在液相中自发激活的抑制剂；防止或限制补体在液相中自发激活的抑制剂；*抑制或增强补体对底物正常作用的调节剂；抑制或增强补体对底物正常作用的调节剂；*保护组织细胞免遭补体破坏作用的抑制剂。保护组织细胞免遭补体破坏作用的抑制剂。第31页/共42页32第四节第四节 补体的主要生物学作用补体的主要生物学作用 生物学功能包括：生物学功能包括：攻膜复合体介导的细胞毒作用攻膜复合体介导的细胞毒作用 溶菌和细胞溶解作用溶菌和细胞溶解作用补体活性片段介导的各种生物学功能补体活性片段介导的各种生物学功能 调理作用调理作用:C3b,C4b,iC3b 免

23、疫复合物清除作用免疫复合物清除作用:炎症介质作用炎症介质作用:C3ba,C4a,C5a 参与特异性免疫应答参与特异性免疫应答:第32页/共42页33一一、溶溶菌菌和和细细胞胞溶溶解解作作用用杀杀菌菌及及细细胞胞毒毒作作用用补补体体系系统统激激活活最最终终在在靶靶细细胞胞上上形形成成MAC靶靶细细胞胞溶溶解解。参参与与的的补补体体成成分分：C1C9、B、D、MBL免免疫疫效效应应：主主要要的的靶靶细细胞胞：革革兰兰阴阴性性菌菌；寄寄生生虫虫；病病毒毒感感染染细细胞胞；肿肿瘤瘤细细胞胞等等。免免疫疫病病理理：C1C9缺缺陷陷：对对奈奈瑟瑟菌菌属属易易感感性性 溶溶解解宿宿主主细细胞胞：某某些些自自

24、身身免免疫疫性性疾疾病病 C C3 3：抗G G-菌能力第33页/共42页34二二、调调理理作作用用 补补体体最最重重要要的的功功能能（机机体体抗抗全全身身性性细细菌菌/真真菌菌感感染染的的主主要要天天然然防防御御机机制制）具具有有调调理理作作用用的的调调理理素素：C3b及及其其降降解解产产物物、C4b C3b 共共价价结结合合 C3b 补补体体激激活活 产产生生 大大量量结结合合在在靶靶细细胞胞吞吞噬噬细细胞胞 大大量量C3b 或或微微生生物物表表面面 C3bR C4b 具类似调理作用，但量极少，重要性不大。第34页/共42页35三、免疫复合物清除作用（三、免疫复合物清除作用（C3、C4、C

25、3b/C4b）体内IC持续少生成是正常现象；但中分子IC可以致病；1、抑制致病性IC形成 共价结合 抗原：抗体Fc段C3、C4改变Ig空间构象：抑制其结合新的抗原表位，继而抑制新的IC形成；补体借此插入IC的网络结构，在空间上干扰Fc段相互作用，从而溶解已沉积的IC。第35页/共42页362、清除循环IC（免疫粘附）抗原：抗体活化的C3b、C4b-红细胞 共价结合 CR1 肝、脾 巨噬细胞除去IC并降解之 红细胞是清除循环IC的主要细胞，可以不受损伤；中性粒细胞、单核细胞也具有清除IC的功能。第36页/共42页37四、炎症介质作用四、炎症介质作用 具有加速吞噬细胞对病原体破坏的协同作用。具有加

26、速吞噬细胞对病原体破坏的协同作用。小肽片段小肽片段炎症介质，主要有三种炎症介质，主要有三种：1、过敏毒素、过敏毒素C3a/C4a、C5a：C3a/C4a、肥大细胞肥大细胞 活化、脱颗粒、活化、脱颗粒、C5a嗜碱性粒细胞上嗜碱性粒细胞上R 释放血管活性胺释放血管活性胺 小血管扩张；毛细血管通透性增加；平滑肌收缩。小血管扩张；毛细血管通透性增加；平滑肌收缩。作用强度：作用强度：C5a C3a C4a第37页/共42页382、趋化和激活因子、趋化和激活因子C5a 能能吸吸引引炎炎症症细细胞胞（巨巨噬噬细细胞胞、中中性性粒粒细细胞胞）游走到补体的激活部位；游走到补体的激活部位；C5a增增强强吞吞噬噬细

27、细胞胞对对血血管管壁壁的的粘粘附附与与渗渗出出；吞噬功能吞噬功能；表面；表面CR1、2 表达表达。第38页/共42页393、激肽样作用、激肽样作用C2a：C2a具有激肽样作用；具有激肽样作用；引起小血管扩张、通透性引起小血管扩张、通透性，炎症性充血，甚，炎症性充血，甚至广泛性水肿，气管肿胀可致窒息。至广泛性水肿，气管肿胀可致窒息。第39页/共42页40五、参与特异性免疫应答五、参与特异性免疫应答补体还参与特异性免疫应答的启动、效应和维持。补体还参与特异性免疫应答的启动、效应和维持。（1 1）参与免疫应答的启动）参与免疫应答的启动C3b/C4bC3b/C4b：参与对抗原的网罗、固定，使抗原易于被

28、提呈；：参与对抗原的网罗、固定，使抗原易于被提呈；（2 2）促进）促进B B细胞的活化细胞的活化Ag-C3dAg-C3d：使：使BCRBCR与辅助受体与辅助受体CD21/CD19/CD81/CD225CD21/CD19/CD81/CD225交联，交联，促进促进B B活化；活化；（3 3）补体参与免疫记忆）补体参与免疫记忆 记忆细胞的形成与存活需要抗原的持续刺激记忆细胞的形成与存活需要抗原的持续刺激 Ag-Ab-C3b:CR1Ag-Ab-C3b:CR1、CR2CR2FDCFDC表面，滞留在生发中心，表面，滞留在生发中心，诱导记忆诱导记忆B B细胞形成细胞形成第40页/共42页41小小结结：补补体体的的概概念念、组组成成、理理化化特特性性；补补体体的的激激活活：三三条条激激活活途途径径，共共同同末末端端通通路路，激激活活途途 径径的的比比较较，补补体体激激活活的的调调控控机机制制；补补体体的的生生物物学学作作用用。目目前前研研究究侧侧重重：补补体体受受体体及及其其他他膜膜结结合合调调节节蛋蛋白白的的研研究究；补补体体在在免免疫疫调调节节中中的的作作用用；补补体体的的基基因因工工程程及及其其应应用用的的研研究究。第41页/共42页42感谢您的观看！第42页/共42页