免疫學(xué)課件6補(bǔ)體系統(tǒng)

1第六章補(bǔ)體

(Complmentsystem，C)

高立芬E-mail：glfflg@Tel：88382038山東大學(xué)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)系2014.3.112內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)補(bǔ)體的激活途徑第三節(jié)補(bǔ)體激活的調(diào)節(jié)第四節(jié)補(bǔ)體受體第五節(jié)補(bǔ)體的生物學(xué)作用第六節(jié)補(bǔ)體系統(tǒng)的異常與疾病319世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)血清中存在輔助抗體溶菌、溶細(xì)胞而且對(duì)熱不穩(wěn)定的成分1919年，因發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體、建立補(bǔ)體結(jié)合試驗(yàn)，獲諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)

JulesBordet(1870-1961)，比利時(shí)

第一節(jié)概述一、補(bǔ)體的發(fā)現(xiàn)4不同溫度下，將含抗體的新鮮血清加入細(xì)菌中，出現(xiàn)不同結(jié)果：37℃，56℃

56℃滅活血清仍然可以出現(xiàn)凝集反應(yīng)Bordet認(rèn)為：血清中必然存在一種不耐熱的成分可以輔助抗體發(fā)生溶菌作用，因其是抗體溶菌溶細(xì)胞作用必要的補(bǔ)充成分，命名為補(bǔ)體（complement）5補(bǔ)體系統(tǒng)：由近40種可溶性蛋白和膜結(jié)合蛋白組成（固有成分和調(diào)節(jié)成分），可被激活物激活、產(chǎn)生生物活性片段，具有抗感染、免疫調(diào)節(jié)、免疫病理作用的生物分子體系。補(bǔ)體：存在于人和脊椎動(dòng)物血清和組織液中一組不耐熱、具有酶原活性的球蛋白6二、補(bǔ)體系統(tǒng)的組成1.補(bǔ)體固有成分2.補(bǔ)體調(diào)節(jié)成分3.補(bǔ)體受體二、補(bǔ)體系統(tǒng)的組成7經(jīng)典途徑MBL途徑替代途徑共同末端通路8補(bǔ)體系統(tǒng)固有成分：直接參與三條激活途徑的必要成分經(jīng)典激活途徑：C1（C1q、C1r、C1s）、C2、C4、C3甘露糖結(jié)合凝集素激活途徑：MBL（甘露糖結(jié)合凝集素）、MASP（MBL相關(guān)的絲氨酸蛋白酶）替代途徑：B因子、D因子共同末端通路：C5、C6、C7、C8和C992.補(bǔ)體調(diào)節(jié)成分：起調(diào)節(jié)作用的補(bǔ)體成分以可溶性或膜性蛋白質(zhì)形式存在，參與補(bǔ)體活化和效應(yīng)的一類蛋白質(zhì)

包括備解素(P因子）、H因子、C1抑制物（C1INH）、I因子、C4結(jié)合蛋白（C4BP）、膜輔助因子蛋白（MCF)、衰變加速因子（DAF)、同源限制因子（HRF）、膜反應(yīng)性溶解抑制物（MIRL）等103.補(bǔ)體受體表達(dá)在細(xì)胞表面，通過與補(bǔ)體片段結(jié)合而介導(dǎo)生物學(xué)效應(yīng)。CR1-CR5，C3aR、C5aR、C4aR等11三、補(bǔ)體成分命名經(jīng)典激活途徑固有成分按發(fā)現(xiàn)先后命名：C1（q、r、s）、C2-C9替代激活途徑固有成分以英文大寫字母表示B因子、D因子、H因子等裂解片段另加小寫字母表示，通常a為小片段，b為大片段：C3a、C3b（C2除外）具活性的補(bǔ)體成分，在其符號(hào)上劃一橫線表示：C3bBb被滅活的成分符號(hào)前加“i”：iC3b補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白多按功能命名：C1抑制物等補(bǔ)體受體：CR

12四、理化特征糖蛋白，以酶前體的形式存在來源：肝細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、小腸上皮細(xì)胞含量：血清蛋白的5-6%，血清中C3含量最高，D因子含量最低分子量：差別很大性質(zhì)：不穩(wěn)定，56℃30分鐘滅活；0～10℃，活性維持3～5天豚鼠血清中補(bǔ)體含量最高1314第二節(jié)補(bǔ)體的激活主要激活途徑經(jīng)典激活途徑旁路激活途徑甘露聚糖結(jié)合凝集素途徑15(C4b,2a)(C4b,2a,3b)16抗體依賴的C3活化和C3、C5轉(zhuǎn)化酶形成C5活化攻膜復(fù)合體的形成甘露糖結(jié)合凝集素途徑經(jīng)典途徑替代途徑C3活化和C3、C5轉(zhuǎn)化酶形成17一、經(jīng)典途徑（classicalpathway）

傳統(tǒng)途徑、第一途徑、C1途徑激活依賴于特異性抗體的存在在感染的中晚期發(fā)揮作用18（一）激活物及激活條件

參與成分：C1-C9

激活物：免疫復(fù)合物（IC）

Ag：各種病原體

Ab：IgG1、IgG2、IgG3、IgM

激活順序：

C1q,C1r,C1s,C4,C2,C3,C5-9

激活條件：（1）Ab只有和抗原結(jié)合后才能與補(bǔ)體結(jié)合（2）C1與IgG1、IgG2、IgG3的CH2區(qū)或與IgM的CH3區(qū)結(jié)合（3）C1分子必須同時(shí)與兩個(gè)以上的Fc結(jié)合19（二）激活過程啟動(dòng)階段：活化的C1

活化階段：C3轉(zhuǎn)化酶、C5轉(zhuǎn)化酶效應(yīng)階段（共同末端通路）：MAC201．啟動(dòng)階段

C1分子結(jié)構(gòu)：C1q、C1r、C1s

免疫復(fù)合物形成，暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)C1q與補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合、變構(gòu)依次激活C1r、C1s，在Ca2+作用下，形成C1（具有絲氨酸蛋白酶活性）21C1sC1由一個(gè)C1q、兩個(gè)C1r和兩個(gè)C1s分子的共同組成C1q(C1r-C1s)2C1分子的結(jié)構(gòu)C1q分子由6個(gè)花蕾狀亞單位組成。C端球狀結(jié)構(gòu)是與Ig結(jié)合部位.C1r起連接C1q和C1s的作用C1s分子是酶原，可被C1r激活成具有酯酶活性的C1s.活化的C1(C1s)作用于C4和C2，引起酶促連鎖反應(yīng)。C1分子的結(jié)構(gòu)和功能C1qC1rN端C端C1s22232425單體

五聚體26C1q=62C1r+2C1s+6C1q=C1627經(jīng)典途徑的激活從C1開始2C1s2C1rC1q2829IgG：一分子C1q至少同時(shí)結(jié)合兩個(gè)IgG分子.IgM

一分子C1q至少結(jié)合IgM多聚體中的2個(gè)CH3.IgM是激活補(bǔ)體能力最強(qiáng)的Ig3031細(xì)菌表面的蛋白質(zhì)抗原：3233抗體與抗原結(jié)合后，暴露補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)34IgM激活補(bǔ)體的能力最強(qiáng)

353637C1至少結(jié)合兩個(gè)IgG才能被活化38兩個(gè)或更多C1q與補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合使C1r活化，隨后導(dǎo)致C1s激活392.活化階段：C3和C5轉(zhuǎn)化酶的形成C1qrs免疫復(fù)合物C1sC4C4bC4aC4b2C2C4b2aC3C3aC2bC3bC4b2a3b40ComponentsoftheClassicalPathwayC4C2C3C1complex

Ca++C1rC1sC1q41Ca++C1rC1sC1q

C4C4abClassicalPathway

GenerationofC3-convertase42ClassicalPathway

GenerationofC3-convertase

C4bMg++C4aCa++C1rC1sC1q

C2C2baC2aC4b2aisC3convertase43ClassicalPathway

GenerationofC5-convertaseC4bMg++C4aCa++C1rC1sC1q

C2bC2aC3

C3abC4b2a3bisC5convertase;itleadsintotheMembraneAttackPathway443.效應(yīng)階段（膜攻擊階段、共同末端通路）：攻膜復(fù)合體（membraneattackcomplex,MAC)C4b2a3bC5C5bC5aC6C7C8C9C5b6~945攻膜復(fù)合體的組成C6C9C8C7C546C5的活化C3b

C2aC4bC5bC5a

47攻膜復(fù)合體的形成C5b

C6C748Lyticpathway:

insertionoflyticcomplexintocellmembraneC5b

C6C7C8

C9C9C9C9C9C9C9C9C94950515253攻膜復(fù)合體（membraneattackcomplex,MAC)

在補(bǔ)體活化過程中形成的、具有溶細(xì)胞效應(yīng)的復(fù)合物---由C5b、C6、C7、C8、C9組成，即C5b6789。

54補(bǔ)體激活發(fā)生的位置不同，形成不同的產(chǎn)物發(fā)生在固相：MAC（C5b-9）發(fā)生在液相：親水、無溶細(xì)胞活性的SC5b-7、SC5b-8、SC5b-955二、替代途徑（alternativepathway）

酵母多糖在新鮮血清中消耗C3、C5-9，而C1、C2、C4無變化旁路途徑、第二途徑、C3途徑激活不依賴于特異性抗體的存在在感染的早期最先發(fā)揮作用主要對(duì)抗革蘭氏陰性細(xì)菌感染56（一）激活物質(zhì)（穩(wěn)定物）某些G-細(xì)菌LPS、葡聚糖和真菌酵母多糖聚合的IgA和IgG4（二）參與成分無C1、C2、C4參與

C3、C5-C9、B因子、D因子、P因子（備解素）

571.啟動(dòng)階段—C3轉(zhuǎn)化酶的形成C3H2ObBDGenerationofC3convertaseC3b分子半衰期非常短b（三）旁路激活途徑的激活過程P58C3C3bC3aC3bBB因子Mg2+C3bBbPD因子備解素（P）

C3bC3bnBb（n>1）C5C5bC5aMAC2.激活階段--C5轉(zhuǎn)化酶的形成激活物質(zhì)啟動(dòng)和活化階段失活C3a3.效應(yīng)階段--MAC的形成iC3bBa5960616263（四）替代途徑的激活特點(diǎn)體內(nèi)C3自發(fā)水解為C3b，替代途徑處于準(zhǔn)激活狀態(tài)經(jīng)典途徑或自發(fā)產(chǎn)生的C3b均可引發(fā)替代途徑，是補(bǔ)體激活的重要放大機(jī)制替代途徑可識(shí)別自己和非己：自身細(xì)胞補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白可滅活C3b64C3bC3bBC3positivefeedbackloopofC3DfactorC3bBbBfactor65與經(jīng)典途徑基本類似，但啟動(dòng)起始于病原體感染早期急性期蛋白的產(chǎn)生。單核巨噬細(xì)胞中性粒細(xì)胞感染早期分泌TNF-αIL-1IL-6

肝細(xì)胞甘露糖+MBLCRP磷酰膽堿+MASP-1/2C4C4bC4b2C4b2aC2C2b三、MBL途徑（MBLpathway）66Mannose-bindinglectin（MBL）MBL結(jié)構(gòu)類似于C1q67MASP-1MASP-1MASP-2MASP-2MASP=mannoseassociatedserineprotease68Componentsofmannose-bindinglectinpathwayC4MBLC2MASP1MASP269Mannose-bindinglectinpathwayC4MBLC4bC4aC4bC2bC2bC2C2aC4b2a（C3轉(zhuǎn)化酶）MASP1MASP2Surfaceofcell70mannoseMBLmannose

MASPC4C4a+C4bC2C2a

+C2bC4b2a(C3convertase)+MASP7172三條補(bǔ)體激活途徑的比較經(jīng)典途徑C1qrsC1qrsC4+C2C4b2bC4b2b3bMBL途徑MBLMASP-1病原體MASP-2甘露醇?xì)埢鵐BL：MASP-1：MASP-2C3C3b

旁路途徑C3C3bC3bBbC3bBb3bC5C5bC5b-9C6C7C8C9B因子D因子C4b2aC4b2a3b73抗體依賴的C3活化和C3、C5轉(zhuǎn)化酶形成C5活化攻膜復(fù)合體的形成甘露糖結(jié)合凝集素途徑經(jīng)典途徑替代途徑C3活化和C3、C5轉(zhuǎn)化酶形成74四、補(bǔ)體三條激活途徑的比較（一）激活物質(zhì)比較（二）補(bǔ)體三條激活途徑的比較

起始分子、參與成分、C3轉(zhuǎn)化酶、C5轉(zhuǎn)化酶、意義/作用75三種途徑的比較

經(jīng)典途徑MBL途徑旁路途徑參與的C1~C9C2~C9C3,C5~C9,B因子,補(bǔ)體部分D因子,P因子所需離子Ca2+,Mg2+Ca2+,Mg2+Mg2+C3轉(zhuǎn)化酶C4b2aC4b2aC3bBb作用參與特異性體液免疫的應(yīng)答階段參與非特異性免疫感染早期發(fā)揮作用參與非特異性免疫感染早期發(fā)揮作用激活物質(zhì)Ag-Ab復(fù)合物MBL,CRPLPS,葡聚糖,抗體C5轉(zhuǎn)化酶C4b2a3bC4b2a3bC3bBb3b激活蛋白酶C1sMASPD因子76第三節(jié)補(bǔ)體活化的調(diào)節(jié)77一、補(bǔ)體固有成分在激活時(shí)的自身調(diào)節(jié)激活過程中產(chǎn)生的一系列具有酯酶活性的片段極不穩(wěn)定，半壽期很短，限制了對(duì)下一成分的激活，構(gòu)成自身激活的負(fù)反饋。C3轉(zhuǎn)化酶、C5轉(zhuǎn)化酶補(bǔ)體裂解片段

78二、補(bǔ)體調(diào)節(jié)成分的作用調(diào)節(jié)成分根據(jù)作用特點(diǎn)分類：防止或限制補(bǔ)體在液相中自發(fā)激活抑制或增強(qiáng)補(bǔ)體對(duì)底物的正常作用保護(hù)機(jī)體正常組織免受補(bǔ)體破壞791.對(duì)C1的調(diào)節(jié)：C1抑制物（C1inhibitor，C1INH）802.滅活C3轉(zhuǎn)化酶正反饋調(diào)節(jié)：P因子穩(wěn)定C3bBb負(fù)反饋調(diào)節(jié)：C4BP、CR1、H因子、I因子、DAF

818283843.阻止MAC的組裝同源限制因子（HRF）：干擾C9與C8的結(jié)合膜反應(yīng)性溶解抑制物（MIRL）：阻礙C7、C8與C5b6結(jié)合858687第四節(jié)補(bǔ)體受體補(bǔ)體受體：是與補(bǔ)體片段結(jié)合的膜蛋白，介導(dǎo)補(bǔ)體活性片段和調(diào)節(jié)蛋白的生物活性。881.CR1（CD35或C3b/C4bR）廣泛分布于血細(xì)胞：紅細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、B細(xì)胞與C3b和C4b高親和力結(jié)合；與iC3b和C3c低親和力結(jié)合發(fā)揮調(diào)理作用、清除免疫復(fù)合物和刺激B細(xì)胞增殖892.CR2（CD21）主要分布于B細(xì)胞：與C3dg和C3d和iC3b結(jié)合，促進(jìn)B細(xì)胞活化EB病毒受體：鼻咽部上皮細(xì)胞、吞噬細(xì)胞90913.CR3iC3b的受體主要分布于中性粒細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞和Tc細(xì)胞主要起調(diào)理作用4.CR4（CD11c/CD18）和CR5CR4：iC3b和C3dg的受體，分布和作用與CR3類似CR5：C3dg和C3d的受體，分布于中性粒細(xì)胞和血小板表面，清除免疫復(fù)合物92第五節(jié)補(bǔ)體的生物功能93一、裂解細(xì)菌和細(xì)胞

通過三條途徑激活補(bǔ)體，形成MAC

自身抗體存在，引發(fā)II型超敏反應(yīng)94二、免疫調(diào)理作用補(bǔ)體的調(diào)理作用：

C3b、C4b、iC3b與中性粒細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞表面的CR1、CR3結(jié)合，使細(xì)菌、病毒、靶細(xì)胞或免疫復(fù)合物等易于被吞噬9596三、免疫粘附與清除免疫復(fù)合物C3b與免疫復(fù)合物中的抗原結(jié)合，降低了抗體與抗原的親和力，使兩者發(fā)生解離。免疫復(fù)合物激活補(bǔ)體所形成的C3b、C4b和iC3b與