免疫学第五章补体系统

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 补体系统,授课时间：两个学时,目的与要求：,1. 掌握补体系统的基本概念、命名和成份,2. 熟悉补体系统激活的两条途径的激活物质、激活过程；掌握两条激活途径的主要不同点,3. 熟悉补体的性质、补体合成的部位,4. 了解补体激活过程的调节，掌握体液中重要灭活物质如C1抑制物，C4结合蛋白、I因子，H因子等的调节作用。,5掌握补体的生物学活性,重点：,1.补体系统的组成,2.补体系统的激活途径,3.补体的生物学功能及意义,难点：,1. 补体系统的激活途径,一、概 述,19世纪末，在发现体液免疫后不久，Bordet即证明，新鲜血清中存在不耐热的成分，可辅助特异性抗体介导的溶菌作用。因其是抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件，故被称为补体。,概念：,补体（complement）：由30余种广泛存在于血清、组织液和细胞膜表面蛋白质组成的、具有精密调控机制的蛋白质反应系统，其活化过程表现为一系列丝氨酸蛋白酶的级联酶解反应。,（一）补体系统的组成,1补体的固有成分,* 经典途径的C1q、C1r、C1s、C4、C2；,* 旁路途径的B因子、D因子、备解素（P因子）；,* MBL途径的MBL、MBL相关丝氨酸（MASP）；,* 三条途径的共同末端通路C3、C5C9。,2调节蛋白：C1抑制物、I因子、H因子、C4结合蛋白、DAF等。,3补体受体：CR1CR5、C3aR、C4aR 、 C5aR等。,（二）补体的命名,（1）.参与经典途径的固有成分,C1C9;,（2）.替代途径的补体成分,B因子，,（3）.补体调节蛋白,C1抑制因子、,（4）.补体受体 CR1、CR2,（5）.补体活化的裂解片段 C3a、C3b,(a为小片段；b为大片段),（6）.具有酶活性的成分或复合物 C3bBb,（7）.已失活的补体成分 iC3b/C3bi,（三）补体的理化性质,（1）. 均为糖蛋白，对温度、酸、碱、紫外线、震荡、蛋白酶、乙醇等敏感。常用灭活条件为56,30分钟。,（2） 血清中含量相对稳定；各组分含量不一 （C3最高，D因子最低）；分子量大小不一（C1q最大， D因子最小）。,（3）不同种属动物血清补体含量存在差异。,（4）由肝细胞、巨噬细胞、脾细胞等合成。,二、补体系统的激活,* 补体系统各成分通常以非活性状态存在于血浆中,在活化物质作用下,补体发生复杂的级联反应,表现出生物学活性,此为补体的激活。,*,补体级联,(complement cascade),反应：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活化，并表现出各种生物学活性的过程。,补体级联反应按其起始顺序的不同，可分为,3,条途径，即：,经典途径,(classical pathway):,抗感染后期产生效应,旁路途径,(alternative pathway) ):,抗感染初期产生效应,MBL,途径,(MBL pathway) ):,抗感染初期产生效应,1、经典激活途径,immune complex， IC,参与成分：,C1(C1q、C1r、C1s)、C4、C2、 C3、C5-C9、Ca,2+,、,Mg,2,主要激活物质：特异性抗体,(IgG,或,IgM),与相 应抗原结合所形成的免疫复合物,(IC),激活过程: 识别阶段、活化阶段、膜攻击阶段,（,1） 识别阶段,即,C1,识别免疫复合物（,IC,）而活化形成,C1,酯酶的阶段。,C1,结构,：,河南工业大学生物工程学院生物技术系,C1,活化,（1）,Ca,存在,（2）同时与两个或两个以上补体结合位点结合,（3）,C1q,对,Ig,的亲和力不同:,IgM,IgG3IgG1IgG2,河南工业大学生物工程学院生物技术系,2+,（2）活化阶段,C1s作用于后续成分,形成C3转化酶（C4b2b）和C5转化酶（C4b2b3b）。,（3）膜攻击阶段, C5转化酶裂解C5,系列的连接反应,形成C5b6789膜攻击复合物（MAC）,损伤靶细胞膜,细胞崩解,membrane attack complex， MAC,C4b,C2,C2b,C4b2b,C3,C3b,C4b2b3b,C5,免疫复合物,C1,C1,C4,C5b,C6,C7,C8,C9,C5b6789MAC,+,识别阶段,C1酯酶形成,活化阶段,C3及C5转化酶形成,攻膜阶段,MAC形成,2、旁路途径,（alternative pathway）,替代激活途径,* 不经C1、C4、C2，由C3、B、D因子参与的激活过程。,激活物质乃为细菌、内毒素、酵母多糖、葡聚糖等，为补体激活提供接触面（保护面，保护中间产物不被调节因子灭活）。,旁路途径的特点:,识别自己与非己；,效应的放大机制；,参与早期非特异抗感染。,C5,C5b,MAC,C6,C7,C8,C9,3、MBL,激活途径,主要激活物：病原体甘露糖残基,主要参与成分:甘露糖结合凝集素(MBL)、丝氨酸蛋白酶 (SP)、C4、C2、C3、C5-9、Ca,2+,、Mg,2,MBL,是一种钙依赖结合蛋白，在结构上与,C1q,相似，,MBL,首先与细菌的甘露糖残基结合，然后与丝氨酸蛋白酶结合，形成,MBL,相关丝氨酸蛋白酶（,MASP,）。,MASP,具有与活化的,C1,相似的生物学活性，之后的反应过程与经典途径相似。,C5,C5b,C5a,C6,C7,C8,C9,MAC,经典途径,IC,C1,C1,C4+C2,C4b2b,C4b2b3b,MBL,+,病原体甘露糖残基,丝氨酸蛋白酶,MASP,MBL途径,旁路途径,C3,C3b,C3bBb,B因子,D因子,C3bnBb,C3,C3b,C5,C5b,MAC,C6 C7 C8 C9,河南工业大学生物工程学院生物技术系,四、 补体活化的调控,（一）补体的自身调控,补体激活产生的中间产物极不稳定，限制级联反应。,(二)补体调节因子的作用,1C1抑制物(C1 inhibitor,C1INH)：可与活化的C1q、C1r结合成稳定的复合物，使C1r、C1s失去酶活性。,2C4结合蛋白(C4 binding protein,C4bp)：竞争性抑制C4b与C2结合，阻止C3转化酶形成。,3I因子：具有丝氨酸蛋白酶活性，可裂解C4b和C3b。,4膜辅助蛋白（membrane cofactor protein, MCP）：促进I因子裂解C4b和C3b，干扰C4b2b和C3bBb形成。,5衰变加速因子（decay-accelerating factor, DAF）：抑制C4b2a形成；干扰C3bBb形成（B与C3b结合；C3bBb解离）。,6.H因子：与B或Bb竞争结合C3b促使C3b被I因子酶解失活。,同源限制因子（homologous restriction factor, HRF）：若靶细胞与补体来源于同一种属时，补体的溶细胞效应受抑制，从而保护组织细胞免自身补体的损伤，此现象称为同源限制性。参与同源限制性效应的补体调节蛋白称为同源限制因子，包括DAF、MCP、CR1、CD59。,五、 补体受体,（一）补体受体 I 型（CR1、C3bR、CD35）,分布：分布于多种免疫细胞表面，血液中85%CR1表达于红细胞表面。,配体：其亲和力依次为C3b、C4b、iC3b。,3功能：,* 吞噬调理作用,* 抑制C3转化酶活性，调节补体活化,* 清除免疫复合物,* 参与免疫记忆,（二）补体受体 II 型（CR2、C3bR、CD21）,1分布：表达在B细胞、活化的T细胞、上皮细胞和FDC。,2配体：其亲和力依次为iC3b、C3d、C3dg、C3b,3功能：,* CR2与CD19、CD81结合，形成B细胞结合抗原的共受体，参与B细胞活化；,* 参与免疫记忆；,* EB病毒的受体。,(三)、 其他,1CR3与CR4主要分布于吞噬细胞表面，其配体主要是iC3b，参与吞噬调理作用。,2C3aR与C5aR广泛表达于肥大细胞、嗜碱粒细胞等细胞的表面，介导炎症反应。,六、 补体的生物学功能,（一）细胞毒溶菌、溶解病毒作用,溶解各种靶细胞抗微生物,补体激活形成MAC,溶解自身细胞组织损伤与疾病,（二）调理作用（opsonization）,C3b、C4b、iC3b与靶细胞结合，通过与吞噬细胞表面CR1、CR3、 CR4的结合，促进吞噬。,（三）免疫黏附作用,结合了抗原抗体复合物的C3b与表达CR1的红细胞、血小板黏附，运送至肝脏、脾脏内被巨噬细胞清除,（四）炎症介质作用,过敏毒素作用：C3a、C4a、C5a与肥大细胞、嗜酸粒细胞表面受体结合，激发脱颗粒，释放组胺，导致血管道透性增加、平滑肌收缩。,2激肽样作用：C2a具有激肽样作用，又称为补体激肽。,3趋化因子作用：C3a、C5a促进中性粒细胞浸润。,(五)、中和及溶解病毒,病毒与相应抗体结合后，在补体参与下可显著增强抗体对病毒的中和作用。,机理：溶解有包膜的病毒，阻止病毒对细胞的吸附和传入或干扰病毒增殖。,河南工业大学生物工程学院生物技术系,四、 补体的生物学意义,免疫防御机制中作为天然免疫和获得性免疫间的桥梁,参与和调节特异性免疫应答,补体系统与凝血和激肽系统的相互作用,