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免疫学第4章补体系统

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免疫学之补体系统

免疫学之补体系统

DAF作用机理
CD46 膜辅因子蛋白 (Membrane Cofactor Protein, MCP,) • 单链膜蛋白结构，与C3b,C4b结合，抑制补体的活化。 •分布于大部分细胞，但红细胞缺如。 • I因子的辅助因子，促进C3b,C4b灭活，抑制补体活化，比 H因子强50倍
Ｓ蛋白的作用
结合Ｃ5b67, 阻止膜攻击复合物的形成
C1r N
SS C C1q
C1s N
SS
C
C1r
酶活性区
C1r、C1s分子结构
2、活化阶段
（1）C4：由3条链组成
（2）C2：单链 （3）C3：双链 C3既是经典途径中Ｃ5转化酶的 重要组成部分，又是替代途径中Ｃ3 转化酶的重要组成部分。
chain
参与C3和C5 转化酶的形成 过敏毒素 chain
C4、C2、C3成分，形成C3转化酶与C5转
化酶的活化过程。
（一）激活条件
激活物：免疫复合物(immune complex, IC)
１．IgG 、IgM
２．C1需同时与２个抗体单体分子结合； IgG结合CH2，IgM结合CH3 ３．IC形成之后，才激活。
（二）激活顺序
C1，C4，C2，C3，C5
膜结合性调节分子的作用
CD55和CD46 CD55（DAF）是经GPI锚固 于胞膜表面的75 kDa 糖 蛋白，能够与C3b结合并 且降解C3/C5转化酶。 CD46是一个分子量为5666 kDa的膜蛋白，与CD55、 CR1和CR2等具有同源性。 能够与C3b和C4b结合并使 之被I因子降解。
补 体 抑 制 因 子
C3 与 C3b 正 反 馈 环 路
C3b
D因子
Bb
C3bB

《医学免疫学》第四章-补体系统PPT课件

《医学免疫学》第四章-补体系统PPT课件

.
13
补体经典激活途径示意图
Ag+Ab AgAb复合物 C1qrs C1qrs
C4
C4b
C4b2 C4b2a C4b2a3b
C4a C2
C2b
C3
C3b
C3a
.
14
二、旁路激活途径 （替代途径、第二途径）
该途径越过了C1、C4、C2，直接激活C3。 1.主要激活物质 细菌细胞壁成分即脂多糖、肽聚糖、磷
壁酸、酵母多糖等，凝聚的IgA和IgG4、 眼镜蛇毒素等。 2.参与的固有成分 C3，B、D、P、H、I等因子
.
15
3.激活过程 （1）生理情况下 C3b和C3转化酶的形成 （2）C5转化酶的形成 ①激活物 使替代途径从准备阶段过
渡到正式激活阶段，为C3b或C3Bb提供保 护性微环境
②过程
.
16
.
17
（3）补体激活的放大
形成C3b正反馈环或称C3. b正反馈途径。
18.Βιβλιοθήκη 19三、MBL途径
（甘露糖结合凝集素 mannose-binding lectin，MBL）
该激活途径与经典途径的激活过程相似， 但不依赖抗体、抗原抗体复合物（免疫
复合物）的形成和C1q的参加。
1.主要激活物
.
8
第二节 补体系统的激活
补体系统的激活是在某些激活物质的作 用下，各补体成分按一定顺序，以连锁 的酶促反应方式依次活化，并表现出各 种生物学活性的过程，故亦称为补体级 联（complement cascade）反应。
.
9
一、经典激活途径
（传统途径、第一途径）
1.主要激活物质 特异性抗体（IgG或IgM）与抗原结合

医学免疫学-补体系统

医学免疫学-补体系统

补体缺陷与疾病
遗传性缺陷
包括补体蛋白缺失、功能缺损等，常导致慢性感染或免疫性傍身疾病。
药物相关性缺陷
长期应用药物可影响补体系统正常功能，减弱免疫防御，如肾病综合征等疾病。
自身免疫性疾病
如补体相关性肾炎、SLE等。
补体系统与药物研发
1
补体调节剂
预防免疫相关性疾病，如人补体因子聚合酶等。
2
抑制补体系统剂
4 清除自体抗原和免疫复合物
清除自体抗原和免疫复合物，保护健康组 织。
补体系统的分类和构成
经典通路
由IgG或IgM等抗体激活， C1-C9一系列补体蛋白质经 过活化，溶解目标物。
替代通路
在没有抗体和其他免疫因子 的作用下，C3等多种补体蛋 白以无特异性方式活化，进 而引起溶解。
乐观管道
与抗体或其他免疫因子分子 交互配合，使其发挥最佳效 果。
医学免疫学-补体系统
补体系统是人体自身特有的重要免疫防御机制之一，对于预防和治疗感染和 免疫相关性疾病起到至关重要的作用。
补体系统的作用
1 溶菌反应
破坏微生物表面，促进微生物杀灭。
2 嗜中性粒细胞吞噬活化
推动局部炎症免疫反应的生成和发展。
3 调节免疫反应
参与免疫共刺激典途径
一般需要抗体介导。
2
替代途径
抗体无介导作用，蛋白质酶裂解活化C3等物质。
3
乐观途径
与抗体结合，通过多种方式激活补体蛋白质。
补体在免疫防御中的作用
微生物防御
溶解细菌、真菌、病毒和寄生 虫等微生物。
促进吞噬作用
与吞噬细胞合作，促进吞噬效 率，消灭异物。
调节免疫反应
调节炎性反应，平衡免疫反应。

医学免疫学课件：补体系统

医学免疫学课件：补体系统
定义
补体系统在机体抗感染、抗肿瘤、清除免疫复合物以及调节免疫应答等方面发挥重要作用，是机体免疫防御的重要环节。
作用
定义与作用
组成
补体系统由30多种蛋白分子组成，分为补体固有成分、调节分子和效应分子三类。
分类
根据作用和功能，补体分子可分为三类：补体固有成分、补体调节分子和补体效应分子。
组成与分类
激活
参与组成先天性免疫
补体激活后可产生穿膜的亲水性通道，破坏细胞膜，导致细胞溶解。
杀伤细胞
补体激活产生调理素，促进吞噬细胞对病原体的吞噬作用。
调理吞噬
03
调节免疫耐受
补体在免疫耐受的建立和维护中发挥一定作用，如对自身抗原的耐受。
免疫调节
01
调节适应性免疫应答
补体在适应性免疫应答的活化过程中发挥重要作用，如参与B细胞和T细胞的活化。
单核/巨噬细胞系统可结合并降解游离的或结合于免疫复合物中的补体蛋白。
04
补体系统与临床疾病
系统性红斑狼疮
类风湿关节炎
自身免疫性溶血性贫血
自身免疫性疾病
登革热
登革病毒通过激活补体系统，导致血管通透性增加，引发严重的出血症状。
艾滋病
HIV感染可导致补体系统失调，增加病毒在体内扩散的风险。
感染性疾病
激活过程
膜攻击复合物形成
C5b-9复合物可插入细胞膜，形成穿膜的亲水通道，破坏细胞膜的完整性，导致细胞溶解。
调节机制
补体调节蛋白：包括H因子、I因子、M因子、P因子等，它们通过与补体蛋白结合，阻断其活化途径或抑制其生物学活性，达到调节补体活化的作用。
血浆中存在可溶性补体受体：可与补体蛋白结合并抑制其活性。
肾移植
供体肾组织中存在多种补体成分，肾移植后补体激活可能导致排斥反应。

医学免疫学教学课件-第四讲 补体系统

医学免疫学教学课件-第四讲 补体系统

第二节 补体的激活
补体系统各成分通常以非活性状态存在于血浆中 (D因子特殊)，在活化物作用下，补体发生复杂的 级联反应，表现出生物学活性，此为补体激活。
补体激活实际上是一系列酶促反应，其最终结果是 在靶细胞膜表面形成膜攻击复合体（membrane attack complex，MAC），同时产生具有生物学活 性的水解片段。
放大环路
The difference of the three pathways
pathways
Activator Participating components
Initiating pathway
Classical pathway
IC
C1-C9 C1
Alternative pathway
Various cellsurface
CR1的主要免疫学功能：
①调理作用； ②调节补体活化：CR1可抑制经典或旁路途径的C3转化酶
的形成，保护宿主细胞免受补体介导的损伤； ③清除免疫复合物：红细胞借助CR1与吸附C3b的免疫复
合物结合，将它们转运至肝脏和脾脏，由该处的巨噬细胞 清除。
CR2（CD21）
CR2表达在B细胞、活化T细胞、鼻咽部上皮细胞和 滤泡树突状细胞（FDC）表面，其配体是C3b、iC3b、 C3dg等，也是EB病毒特异性受体。
自发产生的 C3b 很快被降解
C3b
iC3b
C3b
iC3b
识别自己与非己
C3(H2 O)
C3(H2 O)
C3b
C3-activation
C3b
b
C3 b
C3-activation
the amplification loop

免疫学概论 第四章 补体系统

免疫学概论 第四章 补体系统

C1r
C1s
Ca2+
C1r丝氨酸酯酶
C1s丝蛋白酶
复合物
2、C4成分
C4：由α 、β 、γ 三条肽链组成的三聚体 C4a，为过敏毒素,分泌到液相中去。
C4
C4b，与靶细胞膜上蛋白质的氨基或糖 的羟基形成共价结合(胺或酯)，从而使 C4b与细胞膜结合，发挥生物学效应。
C4的活化需要镁离子，C4b与膜上的C1结合，作用 于下一个补体成分C2。
第四章 补体系统
内容提要 概述 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
发现
羊抗血清+霍乱弧菌
细菌裂解 加热的羊抗血清+霍乱弧菌
Jules Border (1870-1961), discoverer of complement
参与补体经典激活途径的成分包括C1-C9。 按其在激活过程中的作用，人为地分成三组， 即： 识别单位（Clq、Clr、Cls）； 活化单位（C4、C2、C3） 膜攻击单位（C5-C9）。
1、C1成分：起始成分C1qr2s2
C1：C1是经典途径活化的识别单位。 组成：由一个 C1q 分子、 2 个 C1r 分子及 2 个 C1s 分子组成 的多聚大分子复合物——C1qr2s2。分子量7.5х 105 。
2）C1r：酶原
每个C1有二个C1r分子（每个8.3х104 ），对 C1s有很高亲和力，连接C1q与C1s。 当C1q活化后，引起C1r降解成两个片段（活 化），其中2.8х104小片段C1r具有丝氨酸酯 酶活性。
3) C1s：酶原
每个C1有二个C1s，大小与C1r相同。在C1r作用 下分解为两个片段，其中小片段C1s 2.8х104具 有丝蛋白酶的活性。 作用：活化的C1s催化C4和C2成分的活化。

免疫学第4章补体系统

C4
C4a + C4b
甘露糖苷
甘露糖苷
MBP
+ MASP
MBP MASP
C4b2b
C3 convertase
C2
C2a + C2b
MASP：MBP-associated serine protease
MBL Pathway
MASP
MBL
C4b2a is C3 convertase;
it will lead to the generation of C5 convertase
游离或可溶性抗体不能激活补体
IgG分子结合抗原前后的构象变化
结合抗原之前
结合抗原之后
Fc段
CH1
C1q 结合
CH2
位点被屏
障
IgM CH3区，IgG CH2区
暴露的 C1q结 合位点
C1q和C1rC1s结构
C1的结构
补体攻膜单位
细胞膜表面的C3b5b 与C6、C7、C8依次结合 形成C5b678复和物。该 复和物诱发C9在细胞膜 表面共聚，形成膜表面 的通道结构MACs，造成 胞膜的穿孔损伤。
经典途径 MBL途径 旁路途径
活化的前期阶段
活化的后期阶段
经典途径
Classical pathway
凝集素（MBL）途径
Lectin pathway
替换（旁路）途径
Alternative pathway
补体的溶膜途径 形成溶膜复合体
补体活化途径过程
一、补体活化的经典途径
激活物及激活条件 免疫复合物（抗原-抗体）是经典激活途 径的主要激活物质。 C1仅与IgM的CH3区或IgG1-3的CH2区结 合才能活化； 每一个C1分子必须同时与 两个以上Ig的Fc段（固定相）结合才能被 激活；

医学免疫学—补体系统

• 细胞膜上形成孔道，胞内大分子外漏，胞外水内 流，细胞溶解。
二、MBL激活途径 • (一)激活物：MBL(甘露聚糖结合凝集素) • (二)激活过程：
• MBL-细菌甘露糖-丝氨酸蛋白酶→MASP→C4、 C2→C4b2b→C4b2b3b→C5b6789。
• 三、旁路激活途径 • (一)激活物：细菌脂多糖、酵母多糖等 • (二)激活途径： • 1.生理阶段(C3转化酶形成)： • 蛋白酶→C3→C3b＋B因子→C3bB • D因子→C3bB→C3bBb（C3转化酶），量少，
径；②参与MBL激活途径；③参与旁路激活途径 • 2.补体调节蛋白 • 参与补体激活的调节。 • 3.补体受体 • 存在细胞表面，和相应补体结合产生效应。
• (二)命名 • 用C（complement）命名的：C1～C9 • 用大写字母命名的：B因子，D因子。 • 按功能命名的：C1抑制因子，C3b灭活因子等。 • 片段：C3a、C3b • 有酶活性：上方加一横线(C1、C3bBb)表示。 • 灭活的：符号前面加i(iC3b)表示。
• 三、补体的性质 • 主要由肝细胞、巨噬细胞产生。 • 补体多数是β球蛋白，多为糖蛋白。 • 补体系统约占血清球蛋白的10％，C3含量最多。 • 补体性质不稳定，56℃30min失活，0～10℃条
件下活性只能保持3～4天。
第二节 补体的激活与调节
• 一、经典激活途径 • (一)激活物：Ag-Ab(IgG,IgM)复合物 • (二)激活过程(以RBC和溶血素结合为例) • 1.识别阶段 • Ag-Ab→Ab变构(T→Y)→CH2暴露→C1q首先
受抑制调节。
• 2.活化阶段(C5转化酶形成)：
• 脂多糖保护C3b和C3bBb(C3bBbp)，C3b量增 多，形成C3bnBb(C5转化酶)。

第四章 补体

球蛋白
（二）活化阶段
C3转化酶和C5转化酶形成
1、CT酯酶首先裂解C4 C4→C4a+C4b 继而 裂解C2 C2 → C2a+C2b C4b与C2b 结合 C4b+C2b → C4b2b （C3 convertase, C3转化酶） 2、C3转化酶使C3 裂解成 C3 → C3a + C3b C3a和C3b，C3b与C4b2b C3b+C4b2b → C4b2b3b 结合 （C5 convertase, C5转化酶）
肝细胞
M
血液
内皮细胞
合成
代谢
肝脏
肠道上皮细胞
肾小球细胞
第二节 补体系统的激活
三条激活途径
一、经典途径激活(classical pathway)
激活物质 抗原抗体复合物（Ag - Ab）、
聚合IgG、SPA、dDNA
识别阶段
活化阶段
识别单位：C1q、C1r、C1s
活化单位：C4、C2、C3
膜攻击阶段
2、H因子，又称C3b灭活促进因子 ①促进Ⅰ因子灭活C3b的速度 ②竞争性抑制B因子和C3b的结合 ③从C3bBb中置换出C3b ，加速C3b的灭活 3、CT抑制物（CT INH）与CT发生不可逆结合 →抑制CT酯酶活性 遗传性CT INH缺陷患者表现为遗传性血管神 经性水肿。 4、C4结合蛋白（C4 bp）竞争性抑制C4b和C2b 的结合，抑制C3转化酶形成。 5、S蛋白：干扰C5b67与细胞膜的结合 6、C8结合蛋白（C8 bp）阻碍攻膜复合体形成
补体系统 是存在于人和动物 正常血 清 中的 一组与免疫有关 的并具有 酶 活性而不耐热的球蛋白
正常情况下，补体在体内以无活性酶 原形式存在，须经激活后才能发挥其 功能

补体系统(免疫学检验课件)


识别阶段
细胞膜
C3转化酶的形成
活 化 阶 段
C4b2b 为C3转化酶
C4b
C5转化酶的形成
活
化
阶
段
C4b2b3b 是C5 转化酶; 它导 致膜攻击复合体(MAC)的形成
C3b
C4b
3. 膜攻击阶段
膜攻击复合体（C5b6789n）形成
C5a C4b2b3b C5 C5b + C6 + C7 C5b67+C8 C5b678 + C9 C5b6789n (膜攻击复合体)细胞裂解
（4）体内还存在多种可溶性的和膜结合的补体调节因子，在它们 的配合和控制下，补体系统的激活或抑制处于精细的平衡状态。
第三节 补体的生物学作用
一、溶解靶细胞 C1~C9
1.抗感染作用 革兰阴性细菌 旁路途径 溶菌杀菌 细菌+相应抗体 经典途径 溶菌杀菌
2.导致组织损伤与疾病 红细胞+相应抗体 C1~C9 溶血反应
被屏障
暴露 C1q结 合位点
1.识别阶段
• 抗原-抗体复合物（EA）形成后，便结合C1中的C1q， 进而激活C1r和C1s，使C1变成有酶活性的C1 。
C1q
C1r
C1s
补体系统的激活
具有催化作用的分子
具有识别作用的分子
识别阶段
2.活化阶段
C3转化酶和C5转化酶的形成
活化的C1s依次酶解C4和C2，产生的C4b和C2b结 合为C4b2b，具有酶活性，称为C3转化酶。它可以 裂解C3，并与裂解片段C3b结合形成C4b2b3b，它 可以裂解C5，至此，完成了经典激活途径的活化阶 段。
补体的生物学功能
MBL 途径
经典途径
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补体系统由三部分组成：
补体的固有成分：参与经典激活途径的成分 （C1、C4、C2）；甘露聚糖结合凝集素激活 途径的MBL（丝氨酸蛋白酶）；参与旁路激活 途径的成分（P、D、B因子）；共同：C3、 C5~C9。
参与调节的成分（C1抑制物、I因子、H因子、 C4结合蛋白等）
补体受体：CR1~5、C3aR、C2aR、C4aR
免疫学第4章补体系统
免疫学第4章补体系统
MAgAb C1
C1r*
MAgAbC1q
Ca2+
C1r Serine esterase
C1s*
C1s Serine protease
C4 Mg2+C4b
C2 Mg2+
C4b2b C3 convertase
C4a
C6·C7·C8·C9
C5b·6·7·8·9
免疫学第4章补体系统
MBP Pathway
C4
C4a + C4b
甘露糖苷
甘露糖苷
MBP
+ MASP
MBP MASP
C4b2b
C3 convertase
C2
C2a + C2b
MASP：MBP-associated serine protease
免疫学第4章补体系统
MBL Pathway
C4b2a is C3 convertase;
游离或可溶性抗体不能激活补体
免疫学第4章补体系统
IgG分子结合抗原前后的构象变化
结合抗原之前
结合抗原之后
Fc段
CH1
C1q 结合
CH2
位点被屏
障
IgM CH3区，IgG CH2区
免疫学第4章补体系统
暴露的 C1q结 合位点
C1q和C1rC1s结构
C1的结构
免疫学第4章补体系统
免疫学第4章补体系统
免疫学第4章补体系统
C5b+C6+C7+C8+C9 = MACs
补体膜攻击单位结构
MACs 造成的细胞膜损伤
C6 C7
C5b C8
C9多 聚体
免疫学第4章补体系统
1. Recognize phase
Ag-Ab complex C1q C1r C1s
免疫学第4章补体系统
2. Activated phase C3 convertase and C5 convertase Formation
活化的前期阶段
活化的后期阶段
经典途径
Classical pathway
凝集素（MBL）途径
Lectin pathway
替换（旁路）途径
Alternative pathway
补体的溶膜途径 形成溶膜复合体
补体活化途径过程
免疫学第4章补体系统
一、补体活化的经典途径
激活物及激活条件 免疫复合物（抗原-抗体）是经典激活途 径的主要激活物质。 C1仅与IgM的CH3区或IgG1-3的CH2区结 合才能活化； 每一个C1分子必须同时与 两个以上Ig的Fc段（固定相）结合才能被 激活；
免疫学第4章补体系统
免疫学第4章补体系统
二、补体活化的MBL途径
甘露糖(残基)
C4
C4a + C4b
丝氨酸蛋白酶 MBL （相当于C1s）
MASP
+
病原体甘露糖(残基)结合蛋白
（相当于C1q）
C2
C2a + C2b
C4b2b
（C3转化酶）
MBL : mannose-binding lectin (protein)
免疫学第4章补体系统
补体：是存在于人和脊椎动物血清及组织 液中一组经活化后具有酶活性的蛋白质。 参与清除与抗体结合的抗原或破坏与抗体 结合的细胞。
参与的蛋白有30多种。 补体分子被抗原抗体复合物激活。 通过溶胞、调理、吞噬以及炎症反应，清
除免疫复合物。
免疫学第4章补体系统
第一节 补体的组成及理化特性
免疫学第4章补体系统
理化性质
补体蛋白对热不稳定，容易失活（56℃， 10min）
免疫学第4章补体系统
第二节 补体活化
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。 根据激活前期阶段差异分为三个途径：
经典途径 MBL途径 旁路途径
免疫学第4章补体系统
it will lead to the generationFra bibliotekC2a
of C5 convertase
MASP
CC44b
MBL
C4b
免疫学第4章补体系统
三、旁路途径
激活物质 细菌内毒素、酵母多糖、葡聚 糖、凝集的IgA和IgG4等
旁路途径可以识别自己与非己 旁路途径是补体系统重要的放大机制
免疫学第4章补体系统
P
免疫学第4章补体系统
C3-activation
the amplification loop
C3b
C3b
C3b
C3b
免疫学第4章补体系统
免疫学第4章补体系统
免疫学第4章补体系统
C3 Convertase Formation
Factor
C3b B
Factor D
Ba
C3b Bb
LPS
免疫学第4章补体系统
免疫学第4章补体系统
一、补体系统的命名
共九种成分，按照先后顺序C1-C9，但反 应顺序不一定是按照这样的先后顺序。
分解的小片段成为a、b、c、d等。 C1成分包括三种C1q、C1r、C1s。 片段组合用C4b2b，酶原用“*”表示，
有活性后上划线。
免疫学第4章补体系统
二 、补体的组成及理化特性
C5b
Membrane attack complexes
C2aC3a
C3
C5a
C4b2b3b C5 convertase
C5
Compleme免n疫t学a第c4章ti补v体a系t统e classical pathway
免疫学第4章补体系统
免疫学第4章补体系统
补体攻膜单位
细胞膜表面的 C3b5b与C6、C7、C8 依次结合形成C5b678 复和物。该复和物诱发 C9在细胞膜表面共聚， 形成膜表面的通道结构 MACs，造成胞膜的穿 孔损伤。
C3 Cleavage
第四章 补体系统 complement system
免疫学第4章补体系统
Jules Bodet (1870-1961), Discoverer of complement
免疫学第4章补体系统
Complement refers, historically, to fresh serum capable of lysing Ab-coated cells. This activity is destroyed (inactivated) by heating serum at 560C for 30 minutes.