补体分子及其生物学效应 PPT课件

④ 肽链降解后常具有新的生物学活性或与其它补体 的降解成分重新组合，形成新的活性分子。
⑤ 性质不稳定，不耐热，56℃30分钟即可灭活， 室温下很快失去活性。
五、补体的合成与代谢 ① 合成：肝细胞，单核/巨噬细胞，造血细胞，纤维 母细胞，内皮细胞，生殖细胞，脂肪细胞，神经 细胞。
② 代谢：非常快，血浆中补体每天约有一半更新。
二、替代途径
三、 MBL途径（凝集素途径）
MBL：甘露糖结合凝集素 FCN：纤维胶原素
MBL途径是指细菌或病毒表面的甘露糖蛋白与血 清中的MBL或FCN结合，进而激活C4、C2、C3 的活化途径。
三、 MBL途径（凝集素途径）
1、激活物:病原微生物表面以甘露糖或半乳糖为末端糖基 的糖结构 2、参与成分:MBL（FCN），MASP，C2-C9 3、激活过程: 病原入侵 TNF,IL等诱导机体产生MBL等 急性期蛋白 MBL结合到细菌表面的甘露糖 激活丝氨 酸蛋白酶MASP 活化C4,C2等 形成MAC杀伤入侵的病 原微生物
导C9分子聚合，产 生穿膜孔道，引起细 胞溶解
补体经典激活途径激活过程（二）
二、替代途径
该途径越过C1、C4、C2直接激活C3，故又称C3途径或旁路 途径。 激活物：某些细菌、内毒素、酵母多糖、葡聚糖等，为补 体激活提供保护性环境和接触性的表面。 参与替代途径的激活与调节因子：B因子、D因子、P因子为 激活因子；H因子、I因子为抑制与调节因子。 在细菌感染早期，即可发挥重要的抗感染作用
4. 补体的中和及溶解病毒的作用
抗体对病毒的中和作用，阻止病毒对宿主细胞的吸附
和穿入。
只有补体也可出现溶解病毒（有囊膜）的现象，
如由补体介导引起RNA肿瘤病毒溶解的现象。所有 C型RNA病毒，均能被灵长类动物新鲜血清所溶解

3. 短序一致重复结构超家族(short consensus repeats, SCR ): C1r, C1s, C2,C6,C7等. 在这些蛋白结构中均存 在一个富含胱氨酸残基由60个aa组成的功能区.
4. 孔形成蛋白家族: C6-9, 在结构上与穿孔素相似,具有穿 透疏水脂膜的能力.
5. 整和素家族:CR3, CR4.主要街道细胞黏附和吞噬作用.
孔道,限制对自身细胞的溶解.
注意:
CD59, DAF, MCP, CR1 和 C8bp等膜调节蛋白均有同源限 制作用,对于保护宿主细胞及维 持正常功能有重要意义.
（三）相关受体
➢ 补体受体(complement receptor, CR)是 细胞表面的、能与补体成分或补体裂解 片段特异性结合的糖蛋白分子。补体激 活后，其裂解片段产生的生物学效应大 多通过补体受体介导。
第二节:补体系统的组成
补体固有成分 补体调控因子 受体补体
（一）固有成分：补体
➢ 参与经典激活途径的C1(C1q, C1r, C1s)、 C4、C2、C3、C5、C6、C7 、 C8、C9。
➢ 参与旁路激活途径的B因子、D因子、 P因 子。
（二）补体调节蛋白
➢ 备解素、C1抑制物、I因子、C4结 合蛋白、H因子、S蛋白、Sp40/40 、促衰变因子、膜辅助因子蛋白、 同种限制因子、膜反应溶解抑制因 子等
➢H因子:1213aa组成的血浆单链糖蛋白
生物学活性:
1. I因子的辅因子活性: H因子与C3b结合,使C3b发
生构象改变,使I因子对C3b的裂解能力增强.
2. 防止形成替代途径中的C3转化酶: H因子与B
因子竞争结合C3b,因而阻止初级和放大C3转化酶 的 形成.
3. 加速C3转化酶的衰变:H因子能将Bb从C3bBb及

Leabharlann 550H 因子150
I 因子
88
血清浓度 （m g/ml）
80 50
50 600
20
70
65
55 55 60 1300 210 1
25 200
250
480
35
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补体激活后，许多成分能降解，C2、C5和B因子 能降解2个片段；C4、C3则4个片段。降解片断重新组
合。C3b是参与经典途径和替换途径活化的重要成分。
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二、补体成分的理化性质
1、理化特性 化学组成均为糖蛋白，各成分的血清含量相对稳定 ，以C3含量最高。 性质不稳定，不耐热，56℃30分钟即可灭活，室温下
很快失去活性。
2、合成与代谢
合成：肝细胞，单核/巨噬细胞，造血细胞，纤维母细 胞，内皮细胞，生殖细胞，脂肪细胞，神经细胞。 代谢：非常快，血浆中补体每天约有一半更新。
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（液相）
（液相）
当C3b结合在有激活
物质存在的表面时
（C3b钝化因子）
（C3转化酶）
C3b的钝化
（C3转化酶） （C5转化酶）
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当C3bBb与P因子结合，水解后，形成pC3bBb（稳 定的固相C3转化酶）或 pC3（H2O）Bb（稳定的液相 C3 转化酶）。
2、激活阶段 包括2 个相关补体酶的依次形成，即C3转化酶
（C4b2b）和C5转化酶（ C4b2b 3b）
(Ag-IgM或Ag-IgG 复合物)
（丝蛋白酶）
（释放到液相）
（释放到液相）
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灭活的补体片段，在其符号前加英文字母i表示,如iC3b.
3. 补体调节蛋白的命名 以其功能命名，如C1抑制物、C4结合蛋白、促衰变因子等
6
（三） 补体的生物合成
◆ 90％血浆补体成份主要由肝细胞和巨噬细胞产生；
◆ 炎性因子可促进补体表达（抗原不影响其表达）。
（四）补体的理化性质
成分：球蛋白，以β球蛋白为主 性质：对热极不稳定，56℃，30min灭活； -20℃或冷冻干燥保存.
第 4 章 补体系统 Complement System
● 补体存在的证实 ● 补体概述
● 补体的激活
● 补体系统的调控 ● 补体的生物学作用
1
实验证明补体的存在与作用
霍乱弧菌 + 新鲜免疫血清 －－－－－－－－－－ 细菌溶解
Ag Ab 补体
霍乱弧菌 + 加热免疫血清 －－－－－－ 细菌凝集，不溶解
7
二 补体系统的激活 Activation of Complement
8
（一）经典途径 Classical Pathway
又称传统途径或第一途径 1、识别分子 C1q
2、 激活物: 抗原-抗体复合物 (免疫复合物)
* IgM的CH3区或IgG1、IgG2、IgG3的CH2 区结合才能活化;
* 游离或可溶性抗体不能激活补体,
(三) 对激活终未过程的调控
S蛋白：阻碍C567与膜的结合， CD59 ：阻碍MAC 的形成
(四) 激活的同源限制现象
同一种属细胞膜上存在同源限制因子（HRF）
22
补体受体 – 介导补体与细胞的作用
• 补体受体I型（CD35）：与C3b/C4b结合，85％存在
于RBC表面。
• 补体受体II型（CD21）：与i C3b/ C3b/C4b结合，存

三条途径比较
经典 旁路 MBL
激活物 起始分子 参与成分 所需离子 C3转化酶 转化酶 C5转化酶 转化酶
IC(IgM、IgG1-3） 脂多糖、酵母多糖、内毒 、 ） 脂多糖、酵母多糖、 凝聚的IgA、IgG4 素 、凝聚的 、 C1q C1.C4.C2.C3.C5-C9 Ca2+、Mg2+ C4b2b C4b2b3b C3 C3、C5-C9 、B、D 、 、 Mg2+ C3bBb C3bnBb 参与非特异性免疫 的效应阶段 感染早期发挥作用
31
Opsonization and phagocytosis
32
Figure 7.35
33
（二）维护机体内环境稳定
抑制IC形成并促其解离
清除免疫复合物 清除凋亡细胞
促IC清除
34
35
（三）参与适应性免疫
参与免疫应答诱导 参与免疫细胞的增殖分化 参与免疫应答的效应 参与免疫记忆
36
第五章
补体
complement
1
目的要求
掌握补体系统的概念；经典途径和 旁路途径的激活过程；补体的生物 学作用。 了解补体的组成、命名及主要理化 特性；补体活化的MBL途径。
2
概述 补体的激活途径 补体的生物学作用
3
一、补体概述
*1894年由 Bordet 发现
*补体：是存在于人和动 物血清与组织液中的 一组经活化后具有酶 活性的蛋白质。
5
2 理化性质
均为糖蛋白 含量相对稳定 C3含量最高 含量最高， C3含量最高，D因子最低 对热不稳定
6
（二）补体系统的命名
7
二、补体激活途径
在生理情况下，大多数血清补体成分以酶前体 的形式存在。 补体的激活过程是一系列扩大的连锁反应。 三条活化途径： 经典途径：由抗原抗体复合物结合C1q启动 MBL途径：由MBL结合至细菌启动 旁路途径：由病原微生物等提供接触表面，而 从C3开始激活。

膜攻击阶段

C5转化酶裂解C5后， 作用于后续的其他补 体成分，最终导致细 胞膜受损，细胞裂解 的阶段。
穿膜复合物的形成和细菌的溶解
二、旁路激活途径

旁路激活途径的激活物质为非抗原抗体复合物， 如细菌的细胞壁成分(脂多糖，肽聚糖，磷壁 酸和凝聚的IgA和IgG等物质)。旁路激活途径 在细菌性感染早期，尚无产生特异性抗体时， 发挥重要作用。
体液中灭活物质的调节



H因子（factor H） H因子不仅能加快I因子灭活C3b的速度，更能 竞争性地抑制 B因子与C3b 的结合，还能使 C3b从C3bBb中臵换出来，加速其灭活。 S蛋白（S protein） S蛋白能干扰C5b67与细胞膜结合。 C8结合蛋白（C8 binding protein，C8bp又称同 源性限制因子，homologous restriction factor， HRF） C8bp可阻止C5678中的C8与C9的结合，从而 避免危及自身细胞膜的损伤作用。
一、经典激活途径

按其在激活过程中的作用，分为三组：识别 单位(recognition unit) 包括C1q，C1r，C1S； 活化单位 (activation unit) 包括C4，C2，C3； 膜攻击单位(membrane attack unit) 包括C5~9。
（一）识别阶段


C1 是 由 三 个 亚 单 位 C1q ， C1r ， C1s 依 赖 于 Ca2+ 结合成牢固的非活性大分子，C1与抗原 抗体复合物中免疫球蛋白的补体结合点结合 至C1酯酶形成。 C1q：有6个Ig结合点。 C1r：起着连接C1q和 C1s的作用。
（一）自行衰变的调节

（二）补体的命名 1、参与经典激活途径的固有成分：按发现顺序 命名为：C1（q、r、s）、C2……C9 2、其它一些固有成分：以英文大写字母表示，如
B因子、D因子、P因子、H因子、MBL，等
3、调节蛋白：多以其功能命名，如 C1抑制物、C4结合蛋白、衰变加速因子，等
4、补体成分的裂解片断：在其符号后加小写英文
C3b参与捕获、固定Ag
C3b参与激活B细胞
第3节 补体活化的调控
一、补体的自身调控
补体激活过程中产生的某些中间产物极不稳定， 成为级联反应的重要自限因素。凡是进入液相的补体 成分都很快自发裂解。 二、调节因子的作用
按作用可以分为三种：
*防止或限制补体在液相中自我激活。
**抑制或增强已激活的补体成分的作用。


Inflammation Inducing Functions of Small Complement Fragments C3a, C5a,C4a
4、清除免疫复合物( clear up IC ) 补体参与清除循环IC，减少其沉 积在血管壁而造成组织损伤的可能性。
抗
原
抗
体
复
合
物
的
形
成
抗原多于抗体
字母表示，如C3a、C3b、C5a、C4b等 5、有酶活性的成分：在其符号上划一横线表示 6、灭活的补体片断：在其符号前加英文字母i，如 iC3b
二、补体系统的激活
在生理情况下，血清中大多数补体
成分均以无活性的酶前体形式存在，仅
在某些活化物作用下或在特定的反应表
面上，补体各成分才依次被激活。
由抗原-抗体复合 物结合C1q启动
抗原与抗体数量相当
抗原少于抗体
补体清除IC机制：

C4b2b3b
C5转化酶的形成
C567 C6 C5b C7
C567复合体的形成
C8
C9
攻膜复合体的形成
36
The Complement System kills microbes via the Membrane Attack Complex (MAC)膜攻击复合物
37
免疫复合物 C1 C1
21
Complement activation

A system of plasma proteins that interact with Activation of complement results in
---Antigen/antibody complexes ---Pathogen surface motifs (alternative and lectin pathways )
Pfeiffer,1894
羊抗血清 +霍乱弧菌
细菌裂解 加热的羊抗血清+霍乱弧菌 destroyed 细菌凝集，不裂解
无抗体的新鲜血清 + unable
restored
细菌裂解
Paul Ehrlich 将其命名为补体（complement）, 即补 充抗体活性的血清成分。
热敏 对热不敏感的 感 特异性抗体 的成 分 补体，存在于新鲜血清中，能够裂解抗体包被的 细胞。 这种活性可以经加热56℃，30分而灭活 (失活)。
2. 各补体成分的分子量及血清含量不一,C3含量最高； 3. 性质很不稳定；一般保存于零下20摄氏度； 4 均对热敏感，56℃ 30分钟可灭活； 5. 主要由肝细胞、巨噬细胞产生
（二）补体系统的组成
1．补体的固有成分

一、补体活化的经典途径
(三) 活化的过程
1. 识别阶段：C1
2. 活化阶段：C4、C2、C3
3. 膜攻击阶段
1. 识别阶段
C1脂酶形成C1（C1q）与抗原抗体复合物中Ig的补体结
合位点相结合至C1酯酶形成。识别单位：C1由1个C1q、 2个C1r和2个C1s组成。
Ag-Ab复合物 C1q C1r活化 C1s 活化
3. 补体调节蛋白
根据其功能命名，如 C1q 抑制物、 C4结合蛋白等。
4. 补体受体
则以其结合对象来命名，如C1qR、 C5aR。
5. 补体活化的裂解片段
一般在该成分的符号后加小写字母表示，如
小片段用 a表示,如 C3a; 大片段用 b表示,如C3b。
多种成分的复合物根据数字代号及小写字母按
先后顺序排在C的后面，如C4b3b。
主要内容
第一节 补体组成及理化特性 第二节 补体活化 第三节 补体反应的调控及补体的生物学效应 第四节 补体的生物合成与补体缺陷
第二节 补体活化
一、补体活化的经典途径
二、补体活化的凝集素途径
三、补体活化的旁路途径
四、补体活化的后期阶段溶膜复合物的形成 五、补体活化三条途径的比较
第二节 补体的激活
C6 C5b C5a C5b6 C7 C5b67
C5
C8 C9 C5b6789 （MAC）
MAC插入细胞膜
MAC
C6
CC C C C9 9 9 9C 9C C C 9 9 9 9
C7
b
补体诱导的RBC膜的破裂
MAC的电镜结果
五、三条途径的特点与比较：
激活物 参与成分 C3、C5转化酶 所需离子 生物学作用

医学免疫学课件：补 体系统
2023-11-12
目 录
• 补体系统概述 • 补体系统的调节机制 • 补体系统与疾病的关系 • 补体系统的研究方法 • 展望与结论
01
补体系统概述
定义与作用
补体系统
是一类经由固有免疫应答产生的、可被抗原-抗体复合物或其他机制激活的、 在补体调节蛋白的调控下产生生物学效应的蛋白质水解系统。
单基因遗传病分析
研究单基因遗传病与补体 系统基因变异的关系。
群体遗传学分析
研究群体中补体系统基因 频率和疾病易感性的关系 。
补体功能异常的检测与诊断
疾病诊断
通过检测补体系统相关指标， 辅助诊断相关疾病。
药物疗效监测
监测药物治疗前后补体系统相关指体补体系统遗传背景与疾病 发生风险的关系，为个体化预防和 治疗提供参考。
03
补体系统与疾病的关系
补体系统与感染性疾病
补体系统激活与病毒入侵
补体系统在病毒感染过程中发挥重要作用，病毒表面蛋白与补体 分子结合，激活补体级联反应，产生炎症反应和组织损伤。
细菌感染与补体调节
细菌感染时，补体系统被激活，通过产生补体激活产物和炎症介质 ，参与抵御感染。
寄生虫感染与补体激活
寄生虫感染可诱导补体激活，产生炎症反应和组织损伤，有助于清 除寄生虫感染。
补体系统与自身免疫性疾病
1 2 3
自身抗体与补体激活
自身抗体可与自身抗原结合，激活补体系统，导 致组织损伤和炎症反应，引发自身免疫性疾病。
系统性红斑狼疮与补体异常
系统性红斑狼疮患者体内存在多种自身抗体，可 激活补体系统，导致组织损伤和炎症反应，引起 系统性红斑狼疮的发病。
类风湿关节炎与补体异常
类风湿关节炎患者体内存在类风湿因子等自身抗 体，可激活补体系统，产生炎症反应和关节损伤 。

补体可以调节免疫细胞的活化和功能，因此有望应用于细 胞治疗，如CAR-T细胞疗法、干细胞移植等。
补体与疫苗研发
补体参与免疫应答的调节，因此可以探索将补体作为疫苗 佐剂或靶点，提高疫苗的免疫效果和安全性。
未来补体研究的方向与挑战
深入研究补体的分子机制
尽管对补体的认识不断加深，但其精确的分子机制和调控网络仍 需进一步揭示。
增强细胞免疫应答。
03
补体与B细胞的相互作用
补体能够通过与B细胞表面的受体结合，促进B细胞的活化和增殖，从
而增强体液免疫应答。同时，补体还能够调节B细胞分泌的抗体类型和
数量。
04
补体与疾病关系
补体缺陷与疾病
补体缺陷类型
包括遗传性补体缺陷和获得性补 体缺陷，遗传性补体缺陷多为常 染色体隐性遗传，获得性补体缺 陷则由感染、自身免疫病等因素 引起。
探索补体的新功能和应用
随着对补体研究的深入，未来可能发现更多新的补体功能和应用领 域，如神经免疫、代谢免疫等。
解决补体研究中的技术难题
目前补体研究仍面临一些技术挑战，如如何精确测量补体活性、如 何有效调控补体系统等，需要不断探索新的技术和方法。
THANKS
感谢观看
活途径，减轻炎症反应和组织损伤。
补体调节剂
02
通过调节补体激活过程中的正负反馈机制，使补体系统恢复平
衡，达到治疗目的。
靶向补体的药物研发
03
针对补体系统中的特定分子或通路进行药物设计和研发，为补
体相关疾病的治疗提供新的手段。
05
补体的实验室检测与应用
补体成分的检测方法
免疫化学法
01
利用抗原抗体反应原理，通过沉淀反应、凝集反应等
补体激活产生的C3b等分子可以结合到微生 物表面，作为吞噬细胞的识别信号，促进 吞噬细胞对微生物的吞噬和清除。

图1 补体激活全过程示意图
补体激活的调节
➢ 一、补体的自身调控 ➢ 1.C3转化酶（C4b2b和C3bBb）、某些激活
的补体成分均极易衰变。 ➢ C4b、C3b及C5b才能触发经典途径的补体
活化。 ➢ 二、补体调节因子的作用 ➢ 1. 经典途径的调节：C1抑制因子，C4结合
蛋白，I因子，H因子。 ➢ 细胞膜上的MCP、DAF和C8结合蛋白、
➢ 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。
➢ 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。
生物活性 细胞毒作用,溶菌,杀菌作用
调理作用,免疫粘附作用 中和病毒作用
补体激肽,增强血管通透性 过敏毒素,趋化因子
第二节 急性期蛋白
➢ 急性期蛋白（acute phase proteins)：是一组
异质的，在对抗微生物的先天防御和在减少因感染、 创伤、恶性肿瘤和某些疾病引起的组织损伤上起重要 作用的血浆蛋白。 ➢ 一、急性期蛋白的产生和种类 ➢ 主要在肝脏中产生，种类有C-反应蛋白（CRP），甘 露糖结合蛋白（MBP或MBL），血清淀粉样蛋白 （SAA），C2等。 ➢ 二、急性期蛋白功能 ➢ 主要功能就是将补体系统的活化和对入侵微生物的调 理作用增加到最大限度，并减少由这些微生物引起的 组织损伤。

9
C3的生物学功能
参与免疫应答
调节炎症反应
参与组织修复
其他功能
C3及其激活产物能够识别并结 合病原体，促进吞噬细胞的吞 噬作用，从而清除病原体。
C3a作为一种炎症介质，能够 趋化炎症细胞、促进血管扩张 和通透性增加，从而加重炎症 反应。同时，C3b能够结合并 中和炎症因子，减轻炎症反应 。
C3及其激活产物在组织损伤修 复中发挥重要作用，如促进血 管生成、细胞增殖和分化等。
20
C3a受体的检测方法及评价
检测方法
C3a受体的检测方法主要包括流式细胞术、实时荧光定量PCR和Western blot等。这些 方法可以检测C3a受体在细胞表面的表达情况，以及其在细胞内的信号传导过程。
评价
C3a受体是一种重要的炎症介质受体，其检测对于了解炎症反应的过程和机制具有重要 意义。通过C3a受体的检测，可以评估炎症反应的程度和治疗效果，为临床诊断和治疗
提供重要依据。
21
补体C3及C3a受体检测在临床中的应用
要点一
感染性疾病的诊断
补体C3及C3a受体的检测可用于感染 性疾病的诊断，如细菌感染、病毒感 染等。通过检测患者血清中补体C3和 C3a受体的水平变化，可以辅助判断 感染的类型和严重程度。
要点二
自身免疫性疾病的评 估
补体C3及C3a受体的检测也可用于自 身免疫性疾病的评估，如系统性红斑 狼疮、类风湿性关节炎等。这些疾病 往往伴随着补体系统的异常激活和炎 症反应，通过检测补体C3和C3a受体 的水平可以了解疾病的活动度和治疗 效果。
补体C3及C3a受体的检测方法与临床 应用
19
补体C3的检测方法及评价
检测方法
补体C3的检测方法主要包括免疫比浊法 、单向免疫扩散法和ELISA法等。这些方 法具有灵敏度高、特异性强、操作简便 等优点。