微生物学与免疫学教研室刘珊第一节概述1894 Bordet 发现绵羊抗霍乱血清能够溶解霍乱弧菌56℃加热30min 可阻止其活性加入新鲜非免疫血清可恢复其活性。Ehrlich 同时发现了类似现象，将其命名为补体（Complement ）一、补体的概念补体：是存在于正常人或脊椎动物血清与组织液中一组与免疫有关并具有酶活性的球蛋白二、补体系统的组成补体的固有成分：存在于体液中，参与补体级联反应的补体成分，如C1, C2, C3-C9 、B因子、D因子及MBL 等补体调节蛋白：调控补体激活的成分，包括备解素、I因子、C1 抑制物等补体受体：与补体结合发挥效应的成分，包括CR1~CR5 、C3aR 等共包含30 余种三、命名原则四、补体的理化性质补体大多是球蛋白，少数是及球蛋白。性质不稳定，不耐热, 56℃30min 灭活。补体含量相对稳定，各成分中，以C3 含量最高。主要由肝细胞和巨噬细胞产生第二节补体的激活激活物质C3 转化酶的形成——B 、D因子的作用C3 的稳定——备解素P因子的作用C5 转化酶(C3bnBb) 的形成四、补体激活的共同末端效应(靶细胞溶解过程) 1、C5b 形成：C5 转化酶裂解C5 形成C5b （C5a 游离）。2 、C5b678 形成：C5b 与C6 、C7 、C8 依次结合而成3 、C5b6789 （MAC ）形成：C5b678 与12~15 个C9 结合而成第三节补体系统的调控regulation of the Complement System 2. 补体旁路途径的调控：3、终末效应的调节补体调节的同源限制当靶细胞与补体均来自同一种属时，补体溶细胞效应受限。补体受体Complement Receptors  （一）补体受体1（CR1 ），又称C3b/C4b 受体（二）补体受体2（CR2 ），又称C3d 受体（三）补体受体3和4（CR3 和CR4 ），又称iC3b 受体( 灭活iC3b 受体) （四）C5a 受体和C3a 受体：介导炎症第四节补体的生物学作用1. 补体依赖性细胞溶解作用(CDC 效应) 细胞（细菌、RBC 、粒细胞、血小板和病毒感染的细胞等）的裂解作用。抗病毒、抗细菌感染和抗肿瘤作用2. 调理作用（C3b /C4b , iC3b ）增强吞噬细胞的吞噬作用3. 免疫粘附：清除循环免疫复合物4. 介导炎症反应过敏毒素（C3a 、C5a ）---- 引起血管扩张,通透性增加,有利于白细胞游出. 趋化因子（C5a ）---- 募集白细胞导致同源限制的调节蛋白称为同源限制因子（homologous restriction factors ，HRF ）又称C8 结合蛋白* * VL+VH ：抗原结合部位CL+CH1 ：遗传标记区CH2 ：补体结合区CH3 ：结合细胞. ( complement ，C ) Jules Bodet (1870-1961) 补体是天然免疫（非特异性免疫）的重要免疫分子，具有抗微生物、免疫调节和免疫损伤的作用补体系统正常在体内以无活性酶原形式存在，须经激活才能发挥效应。补体的激活表现为一系列丝氨酸蛋白酶的反应（酶促反应）。C：静止状态（如C1～C9 ）C ：激活状态（如C4b2b 为C3 转化酶，具有酶活性）iC ：灭活状态（如iC3b ）a ：代表某成分裂解后产生的小片段（如3a ）b ：代表某成分裂解后产生的大片段（如3b ）三条激活途径，同一终末过程一、补体活化的经典途径(classical pathway) 抗原抗体（IgG 1 、2、3，IgM ）复合物——免疫复合物（immune complex,IC ）。参与成分：C1~C9 激活过程：识别阶段(C1q 、C1r 、C1s) 活化阶段(C4 、C2 、C3) 膜攻击阶段(C5~C9) Fab 段Fc 段暴露的C1q 结合位点IgG 分子结合抗原前后的构象变化C1q 结合位点被屏障结合抗原之前结合抗原之后CH1 CH2 1 、抗体与抗原结合后，其Fc 段暴露出补体结合位点(IgG CH2 区，IgM CH3 区) 激活条件：始动环节：C1 与IC 中抗体分子的Fc 段结合激活过程酶促反应，有三个只有的活化酶形成1 、C1q 激活，C1 脂酶（C1s ）形成2 、C3 转化酶（C4b2a ）形成3 、C5 转化酶（C4b2a3b ）形成二、补体活化的旁路途径（alternative pathway ）G- 菌细胞壁成分——脂多糖等（提供C3b 黏附的表面）激活物1、从C3 激活开始2 、C3 转化酶（C3bBb ）形成3 、C5 转化酶（C3bnBb ）形成4 、C3b 正反馈环路参与成分C3 、B因子、D因子、P因子激活过程1、自发产生的C3b ：正常情况下，血清中的蛋白水解酶可以裂解C3 产生C3a 和C3b 。自发产生的C3b 半衰期很短。2 、经典途径产生的C3b 准备阶段C3  的自动裂解C3  C3a  C3b B D因子Bb Ba D C3b This C3bBb molecule has a short half life too C3bBb is C3 convertase B C3b C3bBb 半衰期短——不稳定Bb Bb C3b P Bb C3b P C3bBbP——稳定的C3 转化酶C3b  C3 C3a b C5 b C5a B D b P C3bnBb IS C5 convertase  2、补体激活的放大（反馈性放大机制）三、补体活化的MBL 途径（mannose-binding lectin pathway ）MBL （甘露糖结合凝集素）和C反应蛋白等急性期蛋白。MBL 是一种钙依赖性糖结合蛋白，与C1q 结构相似，可识别和结合病原微生物表面的甘露糖等糖结构。激活物参与成分MBL, 甘露糖, MASP ( 甘露糖相关丝氨酸蛋白酶), C4, C2, C3 参与成分激活过程MAC---- 膜攻击复合物(membrane attack complex) C5 ，C6 ，C7 ，C8 ，C9 以上三条途径均形成C5 转化酶1. 经典途径的调控2. 旁路途径的调控3. 终末途径的调控3、其他：C4bp ：与C4b 结合，阻碍C3 转化酶（C4b2b ）形成DAF （衰变加速因子，CD46 、CD55  ）：可同C2 竞争C4b 的结合，抑制C3 转化酶形成或加快其分解1、C1 抑制物（C1-INH ）：与C1r ，1s 结合，阻碍C1qrs 形成2 、I 因子：裂解C4b 。阻碍C3 转化酶形成。（一）经典途径的调节H因子：1、直接作用于C5 转化酶。2 、协助I 因子灭活C3b 。I 因子：裂解C3b ，阻碍C3 转化酶（C3bBb ）形成1. 抑制MAC 形成①C8bp: 干扰C9 与C8 的结合及C9 的多聚化( C8 结合蛋白)  ②CD59( 膜反应性溶解抑制物): 阻碍C7 、C8 与C5b6 结合2. 防止细胞膜穿孔S 蛋白可与C5b67 复合物结合, 防止C5b67 插入正常细胞膜(防止正常细胞膜受损)