补体生物学活性
医学免疫学：补体系统
调理吞噬
补体系统在炎症反应中发挥重要作用。补体激活产生的炎症介质可促进血管扩张、血管通透性增加，以及白细胞渗出等炎症反应。
补体激活产生的炎症介质还可以招募和激活其他免疫细胞，如中性粒细胞和巨噬细胞，进一步促进炎症反应和组织修复。
未来将有更多跨学科的研究，将补体系统与其他生物系统相结合，深入探讨其在生命活动中的作用和调控机制。
随着生物技术的发展，将有更多关于补体系统结构和功能的研究成果，从而为药物设计和开发提供理论基础。
研究展望
补体系统在医学免疫学中具有重要地位，其研究涉及多个领域，包括分子生物学、药理学、病理学等。
结论与总结
旁路途径
由微生物或外援异物直接刺激机体，产生酶，启动级联反应。
凝集素途径
由病原微生物表面的凝集素激活机体固有成分，启动级联反应。
01
02
03
补体系统的生物学功能
02
调理吞噬作用是补体系统生物学功能的重要组成部分。当病原微生物侵入机体后，补体系统通过激活调理吞噬受体，增强吞噬细胞的吞噬作用，从而清除病原微生物。
这些药物在临床试验中显示出治疗多种疾病的潜力，如自身免疫性疾病、炎症性疾病以及移植排斥反应等。
03
此外，研究人员还在探索其他补体系统相关药物的疗效和安全性，如针对C3、C5a等成分的药物。
补体系统相关药物的临床应用
01
目前，已有一些补体系统相关药物获得批准并应用于临床，如抗C5单克隆抗体、补体抑制因子等。
02
这些药物在减轻炎症反应、治疗自身免疫性疾病、预防移植排斥反应等方面表现出良好的疗效和安全性。
医学免疫学问答题部分2
医学免疫学问答题部分21.简述补体的生物学活性。
答：（1）溶菌、溶病毒和溶细胞：补体激活的MAC，形成穿膜的亲水性通道，破坏局部磷脂双层，最终导致细胞崩解（2）调理和免疫粘附；补体裂解产物C3b／C4b/iC3b的一端与细菌或其它颗粒表面结合，另一端端与表面具有相应补体受体（CRl、3、4）的吞噬细胞结合，促进吞噬细胞的吞噬作用，即调理作用，抵御全身性细菌和真菌感染的机制；若与表面具有CRI的红细胞、血小板结合，形成较大聚合物,IC转运至肝脾，被吞噬细胞吞噬，此即免疫粘附作用帮助机体清楚循环免疫复合物。
（3）炎症介质作用①过敏毒素作用:C3a、C5a 使肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒，释放组胺等生物活性介质，引起毛细血管扩张、血管通透性增加、平滑肌痉挛等。
②趋化作用:C5a又称为趋化因子。
它们能吸引中性粒细胞和单核/巨噬细胞等向炎症部位聚集，发挥吞噬作用，增强炎症反应。
2.简述免疫球蛋白的生物学功能（1）特异性结合抗原，发挥中和毒素和病毒的作用，介导体液免疫效应。
（2）激活补体：IgM、IgG1、IgG2、IgG3 可激活补体经典途径；IgA、IgE和lgG4可激活补体旁路途径（3）与细胞表面Fc受体结合，介导吞噬调理作用、ADCC作用和Ⅰ型超敏反应（4）lgG可通过胎盘，在新生儿抗感染免疫中起重要作用；slgA 可穿过呼吸道、消化道黏膜介导局部黏膜免疫（5）对免疫应答有正负调节作用3.试述决定抗原免疫原性的因素(一) 异物性:异物性是抗原的核心，亲缘关系或种属关系越远，免疫原性越强.(二)抗原的理化性质分子大小:抗原的分子量一般为≥10kDa ，且分子量越大，免疫原性越强。
复杂的化学组成与特殊的化学基团分子易接近性物理性质：颗粒状抗原>可溶性抗原;多聚体抗原>单体抗原;㈢进入途径：由强及弱的规律为：皮内>皮下>肌肉>腹腔(仅限于动物)>静脉㈣机体因素：遗传因素、年龄、性别、健康状态等㈤免疫佐剂的使用4.试述内源性和外源性抗原递呈过程(1)外源性抗原：来源于APC外的抗原；常由MHC-II类分子递呈给CD4+T细胞（溶酶体途径）外源性抗原↓吞噬小体新合成的MHC-II类分子（内质网中）与li链结合为复合物，l链占据抗原结合槽，↓溶酶体再经高尔基体进入MHC II类分子腔室（M II C）吞噬溶酶体，与M II C融合↙↓外源性抗原降解成13 18AA小肽 + 当MHCII小泡与内体融合, 酸性环境下,蛋白酶将li降解, 仅留CLIP↓HLA-DM可促进CLIP从抗原槽内解离, 并促进抗原肽结合进去↓抗原肽/MHC II类分子复合物，转运至APC表面,供CD4+T细胞识别(2)内源性抗原：APC内合成的抗原；常由MHC-I类分子递呈给CD8+T细胞（胞质溶胶途径）内源性抗原（如病毒抗原、肿瘤抗原)胞质↓被蛋白酶体酶解抗原肽（含8-13个AA）↓经TAP转运至内质网形成抗原肽/MHC-I类分子复合物↓转运至APC表面递呈给CD8+T细胞识别5. 试举一例说明I型超敏反应的发生机制。
第三章 补体(修改稿)
4.周光炎主编：免疫学原理，上海:上海科学技 术文献出版社，2000
1、补体经典激活途径
C1的基本结构
C1=1C1q+2C1r+2C1s
（1）识别阶段
C1q与Ag-Ab的补体结合部位结合后， 随即被激活，这一过程称为补体激活的 启动或识别。
C1r
C1r (丝氨酸蛋白酶)
C1s
C1s
（丝氨酸脂酶）
活化的C1即为识别单位
C1q分子同时与两个以上的Fc段结合将 造成其构象变化,继之使C1r和C1s活化
C 9C
9C 9
C 9
C 9
9
MAC形成的膜表面通道结构 造成细胞膜的穿孔损伤
小结：
1、补体经典激活途径涉及3个功能单位：
识别单位： C1q、C1r、 C1s (活化的C1) 激活单位： C4、C2、C3（ C4b2a是C3转化酶，
C4b2a3b是C5转化酶） 攻膜单位： 由C5-C9组成。
2、C1的激活需要满足的条件：
病原体 甘露糖残基
MASP
MBL
C4 C4a+C4b
MASP C2 C2b+C2a
C3
C4b2a
C3b+C3a
C4b2a3b
补体三种激活途径全过程示意图
五、补体系统的生物学活性
（一）溶菌和细胞溶解效应
MAC导致靶细胞的溶解，起免疫防御和自身稳定 作用
①可以抵抗病原微生物的感染
②消灭病变衰老的细胞
与传统途径比较有2点不同：
不需求C1 、 C4和C2的参与，激活过程由另 一组血清因子所实现。
诱因不尽相同 。如：IgG4、 IgA2 、IgD 、 IgE的免疫复合物、LPS、眼镜蛇毒等因子均 能直接活化C3；
病原生物学与免疫学 第三十章
（6）过敏毒素灭活因子 过敏毒素灭活因子即血清羧肽酶N，可去除C3a、 C4a和C5a分子羧基末端的精氨酸残基，使之丧失过敏毒素活性。
第二节 补体系统的激活与调节
二、补体激活的调节
（7）膜辅助蛋白（MCP） MCP表达于白细胞、上皮细胞和成纤维细胞表面， 可作为辅助因子促进I因子介导的C4b裂解。
一、补体系统的激活
1．C3b和C3转化酶的形成 在生理条件下，C3可受蛋白酶的作用，缓慢、持续地产生少量的C3b。
C3b可与B因子结合，血清中的D因子可将B因子裂解成Ba和Bb两个片段， 形成C3bBb ，即旁路途径的C3转化酶。 C3转化酶很不稳定，且效率低， 血清中的P因子可与之结合，使其趋于稳定。
（8）衰变加速因子（DAF） DAF表达于所有外周血细胞、内皮细胞和各 种黏膜上皮细胞表面，可同C2竞争与C4b的结合，从而抑制C3转化酶的 形成并促进其分解。
（9）同源限制因子（HRF） HRF又称C8结合蛋白，可抑制C9分子对C8的 聚合，阻止MAC的形成，以保证补体激活时正常自身组织细胞不被溶解破坏。
第一节 概述
二、补体的理化性质
补体各成分大多由肝细胞合成，少量由单核—巨噬细胞和肠黏膜上皮 细胞合成。补体化学成分多数为β球蛋白，少数为α或γ球蛋白，约占血清 球蛋白总量的10%。
在血清中以C3含量最高，D因子含量最少。补体性质很不稳定，对许 多或消 失，在0～10℃仅能保持3～4天，故抗体保存应在-20℃以下。
第三节 补体系统的生物学活性
一、溶菌和溶解细胞作用
补体系统被激活后，可在多种靶细胞表面形成膜攻击单位，导致靶细胞溶解。 当外源性微生物侵入后，补体裂解微生物是宿主抗感染的重要机制之一。
微生物学与免疫学——3补体
补体系统的组成
2补体调节蛋白:指存在于血浆中或细胞膜表面能够调 控补体活化强度的补体成分。 包括：C1抑制因子（C1INH）、C3b灭活因子（I因 子）、C3b灭活促进因子（H因子）、C4结合蛋白 （C4bp）、攻膜复合体抑制物（S蛋白）、存在于细 胞膜表面的衰变加速因子（DAF）、膜辅助蛋白 （MCP）、同源限制因子（HRF）、膜反应溶解抑制 物（MIRL）。 3补体受体（CR）存在细胞表面，能与补体激活片段 或调节蛋白结合，介导多种生物学效应的补体成分。 包括:CR1-CR5、C3aR-C5aR.
C2-C9， MBL， MASP C4b2b C4b2b3b 早期抗感染
第三节 补体活化的调控
补体活化过程的调节
补体
经典途径 旁路途径
补体 活化
适度：抗感染作用
过度：炎症反应 组织损伤
补体系统的调节
1.补体的自身衰变调节
C4b、C3b、C5b、及C3和C5转化酶等 极易衰变。聪儿限制发生后续的连锁 反应
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
(MBL-associated serine protease, MASP)
2 、C反应蛋白的激活：C反应蛋白和C1p结合
使之活化，然后完成与经典途径基本相同的激活 过程。（感染或损伤时一些急剧上升的蛋白质又 称急性蛋白）
补体三条途径发挥作用不同，旁路途径和 MBL途径的活化无需特异性抗体参与。 病原微生物感染时补体发挥作用的顺序是：旁路 途径、MBL途径和经典途径。
2.补体调节因子的作用 (1)体液调节因子
▲C1INH的调节作用
3. 调节因子：
（1）C1抑制分子(C1 inhibitor, C1INH)
微生物学(药学专业)-补体系统
疾病治疗策略的制定
通过对补体系统的深入研究，可以为某些免疫相 关疾病的治疗提供新的思路和方法，推动疾病治 疗策略的改进和创新。
药学教育与研究生的培养
加强对补体系统的学习和研究，有助于培养具备 创新能力和实践经验的药学专业人才，为药学领 域的发展提供人才支持。
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05 展望与结论
补体系统研究的未来发展方向
深入探索补体系统的分子 机制
随着分子生物学技术的发展， 未来将更深入地揭示补体系统 各成分之间的相互作用和调控 机制，为药物设计和治疗提供 理论支持。
补体系统与疾病关联的研 究
进一步研究补体系统在不同疾 病发生、发展中的作用，有助 于发现新的药物靶点和治疗策 略，为疾病的预防和治疗提供 更多可能性。
补体系统在肿瘤免疫治疗中的应用前景
补体系统在肿瘤免疫中的作用
补体系统在肿瘤免疫中具有双重作用，一方面可以通过杀伤肿瘤细胞发挥抗肿瘤作用，另一方面也可 以促进肿瘤细胞的生长和转移。因此，如何利用补体系统的抗肿瘤作用是肿瘤免疫治疗中的重要研究 方向。
补体系统在肿瘤免疫治疗中的研究进展
目前，针对补体系统的抗肿瘤免疫治疗已经取得了一些重要进展。例如，通过抑制补体系统的过度激 活来减轻其对肿瘤细胞的保护作用，或者通过激活补体系统来增强抗肿瘤免疫反应等。这些研究为补 体系统在肿瘤免疫治疗中的应用提供了新的思路和方向。
基于补体系统的结构和功能，进行药物设计 和结构优化，提高药物的疗效和降低副作用 。
补体系统与药物代谢和药效的关系
药物代谢
补体系统参与药物的代谢过程，影响药物的吸收、分 布、代谢和排泄。
药效发挥
补体系统在药物发挥药效过程中起到关键作用，影响 药物的疗效和作用强度。
补体活性检测、补体参与的溶血试验
补体活性检测、补体参与的溶血试验理解：1.补体的概念和性质2.补体的三条活化途径基本原理掌握：1.血清补体总活性测定的实验原理、实验方法2.补体结合实验的实验原理、实验方法3.各种补体检测方法的临床应用一、补体性质与活化途径（一）二、补体的概念补体（Complement，C）：是一组存在于血液和组织液中，具有级联酶促反应特征、不耐热的糖蛋白，是抗体发挥溶细胞作用的必要补充成分（二）补体系统的组成补体固有成分：如C1(q、r、s)、C2、C3……C9补体调节蛋白：如B因子、D因子、P因子、H因子补体受体：C3R，CR1，CR2等（三）补体的激活途径经典激活途径、旁路活化途径（四）补体的生物学功能1.细胞毒溶菌作用2.调理作用：C3b、iC3b、C4b3.炎症介质作用：C3a、C5a、C567生物学检测：总补体活性检测、单个补体活性检测免疫学检测：单个补体成分检测、补体受体成分检测二、血清补体总活性测定1.补体总活性测定原理反应系统的组成：抗原+Antibody->活化补体↓↓↓绵羊红细胞+溶血素+待检测补体↓溶血反应(1)溶血反应：通过经典途径或旁路途径激活的补体，作用于致敏红细胞，使红细胞表面形成若干孔，水分等进入红细胞，引起红细胞的肿胀破裂而溶血(2)CH50检测原理在溶血反应中，补体溶血程度与补体的活性相关，但非直线关系以溶血百分率为纵坐标，相应补体含量为横坐标，溶血程度对补体含量依赖呈特殊的S型曲线以50％溶血作为终点指标，比100％溶血更为敏感，这一方法称为补体50％溶血试验（CH50）(3)CH50（50% complement hemolysis）：补体总活性测定方法，以红细胞的溶解为指示，以50%溶血为判断终点，故称补体50％溶血试验（CH50）2.实验材料(1)绵羊红细胞①使用等量或两倍的阿氏保存液混合，便于抗凝和储存②临用前生理盐水洗涤红细胞③使用浓度一般为2~5％(2)配制50％溶血标准管①2％SRBC悬液0.5ml+2.0ml蒸馏水使其溶解②加入2.0ml1.8％NaCl溶液校正为等渗溶液③加入2％SRBC溶液0.5ml，即为50％溶血状态(3)溶血素（抗SRBC Ab）①用SRBC免疫家兔得到兔抗SRBC血清②试验前应预先加热（56℃，30min），灭活补体③滴定溶血素的效价：产生完全溶血的最高稀释度为溶血素的效价(4)缓冲液①磷酸盐缓冲液或巴比妥缓冲液②pH应调至7.2-7.4之间③适量氯化钠保持等渗④并适量加入一些Ca2+和Mg2+(5)补体①作为待检对象：标本必须新鲜②作为主要试剂（单个补体检测）：多采用豚鼠血清，必须新鲜-70℃可保存数月，避免反复冻融存在个体差异, 三只以上血清混合使用3.CH50检测方法判定标准与计算标准：选择溶血程度与50％溶血的标准管相近的两管，以溶血程度最接近标准管的那一管定为终点管计算：CH50(U/ml）＝(1/血清用量）×稀释倍数参考范围：50-100 U/ml4.临床意义CH50主要检测的是经典途径的补体溶血活性，所反映的主要是补体9种成分的综合水平测定值过低或完全无活性，首先考虑补体缺陷，可分别检测血清中C4、C2、C3、C5等单个成份的含量三、单个补体成分的测定1.单个补体成分的检测对象主要包括：C3、C4、 C1q、B因子等2.测定方法：溶血法（检测单个补体的溶血活性）免疫化学法（测定补体含量）3.试验方法致敏SRBC+反应系统补体（缺待检成分）→不溶血致敏SRBC+反应系统补体（缺待检成分）+待检血清→溶血4.溶血法(1)原理：抗原与其特异性抗体（IgG、IgM型）结合后，可激活补体导致细胞溶解(2)组成：①试剂指示系统（致敏SRBC）②试剂补体系统（待检补体缺失）③待检血清（是否含待检补体？）(3)试剂补体系统选用先天或人为导致的缺乏某单一补体成分的动物或人血清作为试剂，如人缺C2血清、豚鼠缺C4血清、小鼠缺C5血清、兔缺C6血清等(4)应用与评价①诊断补体某单个成分缺失或其含量正常但无溶血活性的先天性补体缺陷②定性方法，检测单个补体成分③无需特殊仪器，快速，但灵敏度低，影响因素多四、补体结合试验（complement fixation test，CFT）1.反应系统的组成：抗原+Antibody->活化补体→溶血反应2.概念补体结合试验（complement fixation test，CFT）：将免疫溶血作为指示系统，用以检测另一反应系统中抗原或抗体的传统方法3.原理(1)三个系统（包括5个成分）：①反应系统：已知的抗原（或抗体）与待测的抗体（或抗原）②补体系统：C1-9及其缓冲液③指示系统：SRBC与相应溶血素（SRBC抗体）常预先混合形成致敏红细胞(2)补体作用无特异性，既可与反应体系中的抗原抗体复合物结合，也能与SRBCs结合(3)两个阶段：第一步：反应系统与补体系统作用第二步：指示系统（SRBCs）与剩余补体反应4.试验方法结果判定：(1)补体对照管 2U全溶，1U为全溶或略带少许RBC，0.5U应不溶(2)若0.5U补体对照管出现明显溶血，表示补体用量过多；如2U不出现溶血，表示补体用量不够(3)受检血清不溶血为阳性，溶血为阴性5.试验试剂(1)抗原和抗体的效价方法：方阵法进行滴定选择抗原与抗体二者都呈强阳性反应的最高稀释度作为抗原和抗体的效价（1单位）在正式试验中，抗原一般采用2－4单位，抗体为4个单位(2)补体效价的滴定①一般用豚鼠补体②每次试验前均应滴定③温育后，能产生完全溶血的补体最少用量确定为1个单位，正式试验中使用2个单位(3)血清标本的处理①采集血液标本后应及时分离血清，及时检验，或将血清保存在-20℃②血清在试验前应先加热56℃ 30min以破坏补体6.应用和评价(1)优点：①补体活化过程有放大效应，灵敏度较高②可用于定性或半定量检测未知抗原或抗体③试验条件要求低易于普及、结果易判断(2)缺点：①影响因素复杂，操作步骤繁琐②抗体必须为IgM或IgG五、补体测定的临床意义1.检测补体的单个成分及补体的活性测定对于机体免疫系统的功能评价，疾病的诊断与治疗等有重要意义(1)免疫性疾病①C1、C2、C3和Hf等缺陷②Ⅲ型超敏反应中C3aC5a等过敏毒素检测(2)遗传性疾病①C3缺陷导致的感染②C1抑制物缺陷与遗传性血管性水肿③I因子、H因子缺陷与肾小球肾炎等2.补体含量继发性降低的疾病(1)补体消耗增多：SLE、自身免疫性溶血性贫血、类风湿性关节炎、移植排斥反应等(2)细菌性感染，激活补体替代途径导致补体水平降低(3)大面积烧伤、大出血和肾病综合征等导致体液大量丧失(4)补体合成不足：急慢性肝炎、肝硬化、肝癌及营养不良等小结1.CH50试验的原理及方法学评价2.补体结合试验的原理及结果解释复习思考题：1.名词概念：Complement、CH50 test、CFT（Complement Fixation Test）2.思考题：请例举其他有补体参与的免疫学检测技术或方法。
4 补体
二、替代激活途径
旁路途径/第二途径/C3途径 激活物质：某些细菌、内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝聚 的IgA和IgG4、其他哺乳动物细胞，为补体激活的级联反 应提供可以进行的接触表面。 激活顺序：该途径直接激活C3，再顺序完成C5－C9的激活 过程。 参与成分：C3、C5-C9，以及B、D、P、H、I等因子、Mg2+ ， 不依赖于抗体的存在。 作用：在感染早期即发挥作用。 激活过程：启动阶段----C3转化酶；激活阶段----C5转化酶； 效应阶段----共同末端通路。
溶 菌 细菌 + Ab 细菌 + Ab + 豚鼠血清 细菌 + Ab + 灭活血清 + ++++ +
Jules Bodet (1870-1961)
Discoverer of Complement
新鲜血清中存在抗体溶细胞必要的补充成分
第一节 概
一、基本概念
述
补体：是存在于正常人和动物血清中的一组与免 疫相关并具有酶活性的蛋白质。 补体系统:是由存在于人和脊椎动物血清、组织液 和细胞膜表面的一组经活化后具有酶活性的球蛋 白，加上其调节因子和相关膜蛋白（受体）共同 组成一个反应系统。 ▼广泛参与免疫防御、免疫调节和免疫病理作用。 ▼补体系统是天然免疫的重要组成部分。
三、补体系统的组成
(一）固有成分
经典激活途径：C1q、C1r、C1s、C4、C2；
甘露糖结合凝集素（MBL ）激活途径：MBL、丝氨酸蛋白酶； 旁路激活途径：B因子、D因子；
共同末端通路：C3、C5、C6、C7、C8和C9
（二）调节蛋白
1.可溶性调节因子。 2.膜结合性调节分子。
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补体的生物学活性主要包括：MAC的生物效应；
活化补体片段的生物效应。
(一) MAC介导的生物学效应细胞裂解作用
补体系统活化◊膜攻击复合物◊
溶解靶细胞（如：奈氏细菌等G阴性菌，异型红细胞等）。
实际意义：A. 抗感染；
B. 自身免疫病。
(二) 补体活化片段介导的生物学作用
1. 调理作用
Ag（颗粒性）-Ab 复合◊C3b、
C4b、iC3b ◊结合于吞噬细胞CR◊吞噬免疫复合物。
实际意义：抗感染。
2. 免疫复合物清除作用
Ag-Ab复合物（可溶性）◊ C3b或C4b
◊与血细胞（如红细胞、血小板）CR结合
◊吞噬清除。
实际意义：
a. 清除免疫复合物，如抗病毒感染；
b. 引起免疫性疾病，如免疫复合物沉
积，引起肾小球肾炎。
3. 炎症介质作用
A. 过敏毒素作用：
过敏毒素（anaphylatoxin）：C5a、C3a和C4a
C5a、C3a ◊肥大细胞和嗜碱性粒细胞（C5aR、C3aR) ◊释放活性介质(如；组胺、白三烯及前列腺素等)
◊过敏反应性病理变化。
B. 趋化作用：
趋化因子（chemotaxin）：C5a、C3a、C4a 和C5b67 C5a、C3a ◊吞噬细胞向感染部位聚集◊炎症反应。
C. 激肽样作用：
C2a、C4a ◊能增强血管的通透性◊炎性渗出、水肿。
实际意义：
a. 抗感染及清除异物；
b. 引起变态反应性疾病及炎性损伤。
4. 免疫调节作用
A. C3b ◊促吞噬细胞；
B. C3b ◊与B细胞表面CR1结合
◊促B细胞增殖分化。