1、第四章 補(bǔ)體系統(tǒng)complement systemJules Bodet (1870-1961),Discoverer of complementComplement refers, historically, to fresh serum capable of lysing Ab-coated cells. This activity is destroyed (inactivated) by heating serum at 560C for 30 minutes.o補(bǔ)體：是存在于人和脊椎動(dòng)物血清及組織液中一組經(jīng)活化后具有酶活性的蛋白質(zhì)。o 參與清除與抗體結(jié)合的抗原或破壞與抗體結(jié)合的細(xì)胞。

2、o參與的蛋白有30多種。o補(bǔ)體分子被抗原抗體復(fù)合物激活。o通過溶胞、調(diào)理、吞噬以及炎癥反應(yīng)，清除免疫復(fù)合物。第一節(jié) 補(bǔ)體的組成及理化特性一、補(bǔ)體系統(tǒng)的命名o共九種成分，按照先后順序C1-C9，但反應(yīng)順序不一定是按照這樣的先后順序。o分解的小片段成為a、b、c、d等。oC1成分包括三種C1q、C1r、C1s。o片段組合用C4b2b，酶原用“*”表示，有活性后上劃線。二 、補(bǔ)體的組成及理化特性補(bǔ)體系統(tǒng)由三部分組成：補(bǔ)體的固有成分：參與經(jīng)典激活途徑的成分C1、C4、C2）；甘露聚糖結(jié)合凝集素激活途徑的MBL絲氨酸蛋白酶）；參與旁路激活途徑的成分P、D、B因子）；共同：C3、C5C9。參與調(diào)節(jié)的成分C

3、1抑制物、I因子、H因子、C4結(jié)合蛋白等）補(bǔ)體受體：CR15、C3aR、C2aR、C4aR理化性質(zhì)o補(bǔ)體蛋白對(duì)熱不穩(wěn)定，容易失活56，10min）第二節(jié) 補(bǔ)體活化o在生理情況下，大多數(shù)血清補(bǔ)體成分以酶前體的形式存在。o補(bǔ)體的激活過程是一系列擴(kuò)大的連鎖反應(yīng)。o根據(jù)激活前期階段差異分為三個(gè)途徑：o 經(jīng)典途徑o MBL途徑o 旁路途徑活化的前期階段活化的后期階段經(jīng)典途徑Classical pathway凝集素MBL途徑Lectin pathway交換旁路途徑Alternative pathway補(bǔ)體的溶膜途徑形成溶膜復(fù)合體補(bǔ)體活化途徑過程一、補(bǔ)體活化的經(jīng)典途徑o激活物及激活條件 o 免疫復(fù)合物抗原-

4、抗體是經(jīng)典激活途徑的主要激活物質(zhì)。o C1僅與IgM的CH3區(qū)或IgG1-3的CH2區(qū)結(jié)合才能活化； 每一個(gè)C1分子必須同時(shí)與兩個(gè)以上Ig的Fc段固定相結(jié)合才能被激活；o游離或可溶性抗體不能激活補(bǔ)體IgGIgG分子結(jié)合抗原前后的構(gòu)象變化分子結(jié)合抗原前后的構(gòu)象變化Fab段段Fc段段C1q 結(jié)合結(jié)合位點(diǎn)被屏位點(diǎn)被屏障障結(jié)合抗原之前結(jié)合抗原之前 CH1 CH2暴露的暴露的C1q結(jié)結(jié)合位點(diǎn)合位點(diǎn)結(jié)合抗原之后結(jié)合抗原之后IgM CH3區(qū)，區(qū)，IgG CH2區(qū)區(qū)C1q和和C1rC1s結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C1的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)C1MAgAbC1qMAgAbC1r*C1rSerine esteraseC1s*C1sSerine

5、 proteaseCa2+C4C4bMg2+C4aC2C4b2b C3 convertaseMg2+C2aC3C3aC4b2b3b C5 convertaseC5C5aC5bC6C7C8C9C5b6789Membrane attack complexesComplement activate classical pathway補(bǔ)體攻膜單位補(bǔ)體攻膜單位 細(xì)胞膜表面的細(xì)胞膜表面的C3b5bC3b5b與與C6C6、C7C7、C8C8依次結(jié)合依次結(jié)合形成形成C5b678C5b678復(fù)和物。該復(fù)和物。該復(fù)和物誘發(fā)復(fù)和物誘發(fā)C9C9在細(xì)胞膜在細(xì)胞膜表面共聚，形成膜表面表面共聚，形成膜表面的通道結(jié)構(gòu)的通道結(jié)

6、構(gòu)MACsMACs，造成，造成胞膜的穿孔損傷。胞膜的穿孔損傷。補(bǔ)體膜攻擊單位結(jié)構(gòu) MACs 造成的細(xì)胞膜損傷 C7C6C8 C5bC9多聚體C5b+C6+C7+C8+C9 = MACs2. Activated phase C3 convertase and C5 convertase Formation二、補(bǔ)體活化的MBL途徑MBL病原體甘露糖(殘基)結(jié)合蛋白（相當(dāng)于C1q）絲氨酸蛋白酶（相當(dāng)于C1s）C4C2MASPC4a + C4bC2a + C2b+C4b2b（C3轉(zhuǎn)化酶）MBL : mannose-binding lectin (protein)甘露糖(殘基) 甘露糖苷甘露糖苷MBPC

7、4C4a + C4bC2C2a + C2bC4b2bC3 convertase+ MASPMASPMBP 甘露糖苷甘露糖苷MBP PathwayMASP：MBP-associated serine proteaseMBL PathwayC4MBLC4bC4aC4bC4b2a is C3 convertase;it will lead to the generation of C5 convertaseMASPMASP2三、旁路途徑o激活物質(zhì) 細(xì)菌內(nèi)毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝集的IgA和IgG4等o旁路途徑可以識(shí)別自己與非己o旁路途徑是補(bǔ)體系統(tǒng)重要的放大機(jī)制PC3aC3aC3bC3bC3aC3-

8、activationthe amplification loopC3bC3bFactor BLPSC3bFactor DC3bBbBaC3 Convertase FormationC3 CleavageLPSC3bBbC3aC3 convertaseC3C3b(Alternative pathway)LPSC3bBbC3 convertaseC3bC5C5bC5aC3C5 Convertase Formation BD 因子因子 C3 spontaneous cleavage C3 C3a C3bD 因子因子 C3bBb FormationSurface B C3b D因子因子 C3b B C

9、3b Bb B C3bCOMPLEMENT PATHWAYSCLASSICAL MBP/Lectin ALTERNATIVEC3a C3 C3bC5a C5 C5b + C6-C9TERMINAL三種途徑的比較三種途徑的比較 經(jīng)典途徑經(jīng)典途徑 MBP途徑途徑 旁路途徑旁路途徑參與的參與的 C1C9 C2C9 C3,C5C9,B因子因子,補(bǔ)體部分補(bǔ)體部分 D因子因子, P因子因子 所需離子所需離子 Ca2+, Mg2+ Ca2+ , Mg2+ Mg2+C3轉(zhuǎn)化酶轉(zhuǎn)化酶 C4b2a C4b2a PC3bBb作用作用 參與特異性體參與特異性體液免疫的應(yīng)答液免疫的應(yīng)答階段階段 參與非特異性參與非特異性

10、免疫感染早期免疫感染早期發(fā)揮作用發(fā)揮作用參與非特異性參與非特異性免疫在感染早免疫在感染早期發(fā)揮作用期發(fā)揮作用激活物質(zhì)激活物質(zhì) Ag-Ab復(fù)合物復(fù)合物 MBP,CRP 多糖類物質(zhì)及多糖類物質(zhì)及IgG4,IgA,IgEC5轉(zhuǎn)化酶轉(zhuǎn)化酶 C4b2a3b C4b2a3b C3bBb3b激活蛋白酶激活蛋白酶 C1s MASP D因子因子練習(xí)名詞解釋補(bǔ)體；補(bǔ)體活化途徑；溶膜復(fù)合體；調(diào)理作用；趨化作用思考題：1 補(bǔ)體系統(tǒng)有幾部分組成？各部分主要包括哪些成分？2 補(bǔ)體有哪幾條活化途徑？用圖表示個(gè)途徑。3 比較補(bǔ)體途徑的不同并說明意義？4補(bǔ)體系統(tǒng)的生物學(xué)效應(yīng)主要有哪些？練習(xí)題o什么叫補(bǔ)體？o補(bǔ)體激活系統(tǒng)有哪幾條

11、？有什么不同？o補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑是怎樣激活？補(bǔ)體活化的后期階段o溶攻膜復(fù)合體的形成common pathway) o 起始：C4a2b3b/C3bBb3b,C5b形成。o 裝配：C5b678形成穿膜孔道，C9聚合12-16分子，形成溶膜復(fù)合體。o 溶胞：一擊假說。補(bǔ)體活化3條途徑的比較o相似性o C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶；最后形成溶胞復(fù)合體。o差異性o p83第三節(jié) 補(bǔ)體活化的調(diào)控及補(bǔ)體的生物學(xué)效應(yīng)一、補(bǔ)體活化的調(diào)節(jié)蛋白o(hù)（1C1抑制物C1 inhibitor，C1INH）o 可與C1不可逆地結(jié)合，使后者失去酯酶活性，不再裂解C4和C2，不再形成C42C3轉(zhuǎn)化酶），從而阻斷或削減后續(xù)補(bǔ)體的反應(yīng)。

12、o（2C4結(jié)合蛋白C4 binding protein，C4bp）o 能競爭性地抑制C4b與C2b結(jié)合，因此能抑制C42的形成。o（3I因子又稱C3b滅活因子，C3b inactivator，C3bINA）o 能裂解C3b，使其成為無活性的C3bi，因而使C42及C3bBb均失去與C3b結(jié)合成C5轉(zhuǎn)化酶的機(jī)會(huì)。o（4H因子factor H）oH因子不僅能促進(jìn)I因子滅活C3b的速度，更能競爭性地抑制B因子與C3b的結(jié)合，還能使C3b從C3bBb中置換出來，加速其滅活。o（5S蛋白S protein）o S蛋白能干擾C5b67與細(xì)胞膜結(jié)合。o 二、細(xì)胞膜上的調(diào)節(jié)蛋白1 促衰變因子Decary-ac

13、celerating factor,DAF) c端插入細(xì)胞膜的糖蛋白，通過CR1和H因子一起阻止C2b和Bb形成C4b2b和C3bBb即經(jīng)典和替代途徑中的C3轉(zhuǎn)化酶）。2 膜輔助蛋白membrane cofactor protein,MCP) 膜蛋白，抑制C3b和C4b的活性。3 同源限制因子homologous restriction factor, HRF) 在膜上干擾C5b，6，7與C8的結(jié)合。4 溶膜抑制劑MIRL） 當(dāng)溶膜復(fù)合體形成過程中，與C8或C9結(jié)合阻止C9多聚體形成攻膜復(fù)合體。三、補(bǔ)體的受體和功能o補(bǔ)體成分激活后產(chǎn)生的裂解片段，能與免疫細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)構(gòu)，稱為補(bǔ)體受體C

14、omplement receptor，CR），分為CR1，CR2，CR3和CR4，C5aR。 CR1CR1CD35CD35） C4b C4b；C3bC3bCR2CR2CD21CD21） C3d C3d；iC3biC3bCR3CR3Mac-1Mac-1） iC3b iC3bCR4CR4CD11c/CD18CD11c/CD18）iC3biC3bC5aRC5aRCD88CD88） C5a C5a1 補(bǔ)體受體1型（CR1或CD35，C3b受體）多數(shù)分布在紅細(xì)胞膜上，30個(gè)SCR，分成4組，每組第二個(gè)SCR區(qū)與配體結(jié)合。主要功能：與C3b、C4b結(jié)合，抑制C3轉(zhuǎn)化酶活性，而抑制補(bǔ)體活化。 NH2 CR1

15、 和 CR2COOHCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCOOHCCCCCCCCCCCCCCCCABCDA BCD C3b C4b C3bC3dEBV NH2CR1CR2促使抗原-抗體-補(bǔ)體復(fù)合物結(jié)合在紅細(xì)胞上并被運(yùn)到肝臟內(nèi)或脾臟，擴(kuò)大巨噬細(xì)胞吞噬作用調(diào)理素的調(diào)理作用p86。循環(huán)系統(tǒng)的免疫清除劑。（同上途徑）2 補(bǔ)體受體2型CR2，CD21C3d受體） 結(jié)合C3d，主要分布在B細(xì)胞、樹突細(xì)胞和部分上皮細(xì)胞膜上。有助于記憶細(xì)胞的活化。3 補(bǔ)體受體3型CR3，Mac-1,CD11b和CD18） iC3b的受體。有利于iC3b和C3b沉淀的微生物被吞噬。4 補(bǔ)體受體4型CR4

16、，CD11c和）能與和結(jié)合，相似。補(bǔ)體受體型和過敏毒素的受體，與過敏有關(guān)，還與血管透性、趨化和炎癥有關(guān)。名稱名稱別名別名CD分類分類配體特異性配體特異性細(xì)胞分布細(xì)胞分布CR1IA受體受體C3b受體受體C4b/C3b受受體體CD35C3b、iC3bC4b、iC4bC3c紅細(xì)胞，中性粒紅細(xì)胞，中性粒細(xì)胞細(xì)胞單核細(xì)胞，巨噬單核細(xì)胞，巨噬細(xì)胞細(xì)胞B細(xì)胞，樹突狀細(xì)細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞胞腎小球上皮細(xì)胞腎小球上皮細(xì)胞CR2C3b受體受體EB病毒受病毒受體體CD21iC3b、C3dgC3d、EB病毒病毒IFN-B細(xì)胞細(xì)胞樹突狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞鼻咽部上皮細(xì)胞鼻咽部上皮細(xì)胞CR3iC3受體受體Mac-1抗原抗原CD11

17、b/CD18iC3b，植物凝集素植物凝集素細(xì)菌多糖細(xì)菌多糖中性粒細(xì)胞中性粒細(xì)胞單核細(xì)胞單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞巨噬細(xì)胞樹突狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞NK細(xì)胞細(xì)胞CR4Gp150/95CD11C/CD18iC3b，C3b，C3dg中性顆粒細(xì)胞中性顆粒細(xì)胞單核細(xì)胞單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞，血小巨噬細(xì)胞，血小板板四、補(bǔ)體的生物學(xué)功能活化肥大細(xì)胞經(jīng)典途徑旁路途徑 C3 C3b C3a活化巨噬細(xì)胞調(diào)理作用直接殺傷靶細(xì)胞C5a C5C5b-9 補(bǔ) 體 系 統(tǒng) 的 效 應(yīng)MBP途徑MAC補(bǔ)體的溶胞功能o 通過抗體作用，激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑，形成溶膜復(fù)合體。o無抗體時(shí)經(jīng)過替換途徑和凝集素途徑激活補(bǔ)體，形成溶膜復(fù)合體。o如自身抗原形成抗原抗

18、體復(fù)合物，也會(huì)形成自身損傷。2 補(bǔ)體活化與炎癥應(yīng)答o補(bǔ)體激活發(fā)生溶胞同時(shí)也參與炎癥反應(yīng)。P87表o 過敏毒素與炎癥應(yīng)答o C3a、C4a、C5a都是過敏毒素，引起平滑肌產(chǎn)生致痙攣性。C5a活性最強(qiáng)。o 趨化性o C5a、C3a、C5b67都有趨化作用，招募巨噬細(xì)胞引起炎癥和自身損傷。趨化因子濃度呈一定的梯度。 免疫黏附與調(diào)理Adhesion and opsonization) 抗原抗體-補(bǔ)體復(fù)合物在各種補(bǔ)體受體的作用下，增強(qiáng)了相關(guān)細(xì)胞對(duì)抗原抗體復(fù)合物的吞噬作用，這種現(xiàn)象稱為補(bǔ)體的調(diào)理作用。 其他炎癥作用 正常補(bǔ)體的溶菌作用主要針對(duì)G-菌。異常時(shí)也會(huì)發(fā)生自身的炎癥反應(yīng)，一是自身抗原引起，一是大量抗原抗體復(fù)合物沉淀的結(jié)果，引起組織發(fā)炎和損傷。第四節(jié) 補(bǔ)體的生物合成與補(bǔ)體缺陷一、補(bǔ)體基因的特點(diǎn) 分布在不同的染色體上。C2、C4第六號(hào)上III類處。其他染色體也有分布。P位于性染色體上。 補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋