医学免疫学-医考讲义- 补体系统
《医学免疫学》第四章-补体系统PPT课件
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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
.
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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
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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
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（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
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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。
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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[优质ppt]
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2.活化阶段:
C3转化酶和C5转 化酶的形成
C4b2a C3转化酶
C4b2a3b C5转化酶
活化阶段 C4a
C4 C4b C1S
C2 C2a C2b
C3a C3 C3b
C4b2a
（C3转化酶）
C4b2a3b
（C5转化酶）
3、膜攻击阶段(共同末端效应） 攻膜复合体（MAC） 形成
C5a
C6 C7 C8 C9n(n=12-15)
3、补体受体(CR): CR1～CR5、C3aR、C2aR、 C4aR等。
三、补体系统的命名
1、固有成分： v按发现先后：C1(q、r、s)、C2-C9； v旁路成分（英文大写字母）：如B因子、 D因子、P因子、H因子；
2、调节蛋白（多以其功能命名）：
如C1抑制物、C4结合蛋白、促衰变因子等；
3、裂解片段： 如C3a、C3b 4、灭活片段：如iC3b
C5 C5b
C5b6789n
(MAC)
C4b2a3b
（C5转化酶）
细胞裂解
MAC的效应机制: 1、胞内渗透压降低，细胞溶解； 2、致死量钙离子被动向胞内弥散，细胞死亡。
二、补体活化的旁路途径
不经C1、C4、C2途径，而由C3、B因子、D 因子参与的激活过程。
（一）激活物及参与的成分
❖ 激活物：某些细菌、内毒素（LPS）、酵母多 糖、葡聚糖， 凝聚的 IgA、IgG4及其 他哺乳动物细胞。
四、补体的理化性质
⑴ 均为糖蛋白 ⑵ 占血清总蛋白5%-6% ⑶ 血清中含量相对稳定(有变化可示疾病)；
各组分含量不一(C3最高，D因子最低）； 分子量不一(C4bp最大， D因子最小)
⑷ 极不稳定：对温度（56ºC，30min失活）、 酸碱、Ca、Mg离子、震荡等敏感；
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。
医学免疫学课件：补体系统
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――第四章 补体系统
医学免疫学――第四章补体系统第一节概述一、概念补体系统是由补体级联反应固有成分、补体调节蛋白、补体受体等30余种糖蛋白组成的，具有精密调控机制和自限性的酶解系统。
它是与免疫有关、具有酶活性、血清含量相对稳定的一组非特异性的免疫物质。
补体可被抗原―抗体复合物或其他途径激活，产生溶细胞、炎症反应以及促进巨噬细胞的吞噬等多种功能，是机体防御机能的重要组成成分。
二、补体系统的组成构成补体系统的各种成分按其生物学功能可以分为三类:1．补体的固有成分指存在于体液中、参与补体激活级联反应的补体成分，包括（1）经典激活途径的C1q、C1r、C1s、C4、C2；（2）甘露聚糖结合凝集素激活途径的MBL、丝氨酸蛋白酶；（3）旁路激活途径的B因子、D因子；（4）上述三条途径的共同末端通路的C3、C5、C6、C7、C8和C9。
2．以可溶性或膜结合形式存在的补体调节蛋白包括备解素、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。
3．介导补体活性片段或调节蛋白生物效应的受体补体受体（CR）包括CR1～CR5、C3aR、C2aR、C4aR等。
体内多种组织细胞均能合成补体蛋白，其中肝细胞和巨噬细胞是补体的主要产生细胞。
三、命名由于补体系统组成和功能的复杂性，其命名较为复杂，一般有以下规律可循：参与补体经典激活途径的固有成分，按其被发现的先后分别命名为C1(q、r、s)、C2、……C9；补体系统的其他成分以英文大写字母表示，如B因子、D因子、P因子、H因子；补体调节蛋白多以其功能命名，如C1抑制物、C4结合蛋白、促衰变因子等；补体活化后的裂解片段，以该成分的符号后面附加小写英文字母表示,如C3a、C3b等；具有酶活性的成分或复合物，在其符号上划一横线表示，如、；灭活的补体片段，在其符号前加英文字母i表示，如iC3b。
四、补体系统的特性1．补体蛋白多为糖蛋白，占血清蛋白总量的10%左右。
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
医学免疫学第五章补体系统
与其它酶系统 联系
病理生理学意 义
参与适应性免 疫
第五节 补体与疾病
01 补体的遗传性缺陷 02 补体与传染病 03 补体与其他炎症 04 补体与异种器官移植
DAF转基因猪（猪-狒狒心脏移植），阻断超急性排斥反应。
BACK
遗传性血管神经性水肿 Hereditary angioedema
阵发性夜间血红蛋白尿Paroxymal Nocturnal Hemoglobinuria （PNH）
病因：编码GPI的基因翻译后修饰缺 陷，使DAF/CD55和MIRL/CD59不 能锚定在细胞膜上。失去抑制作用。
机理：补体介导的溶血
3
2.5
Days with
paroxysms
2
per patient
per month 1.5
1
0.5
0 Before treatment
During 12 weeks treatment
第四节 补体的生物学意义
补体的生物学功能 调理作用
细胞毒作用：溶解细 菌等
免疫黏附
1. 炎症介质（图）
抗感染临床表现：慢性溶血来自贫血、全血细 胞减少、静脉血栓，晨尿中出现血红 蛋白。渐进性骨髓衰竭。平均寿命 10-15岁。
治疗： gene therapy? Somatic mutation ,多细胞受累 No!
C5的人源化单抗-Eculizumab Yes!
Treatment of PNH pathents with Eculizumab relieves hemoglobinuria. Hillmen, P., et al. New England Journal of Medicine 2004;350:6,552-559
医学免疫学—补体系统
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)。
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补体系统
大纲要求
一、基本概念
二、补体系统的激活
三、补体激活的调节
四、补体的生物学功能
一、基本概念
（一）补体系统的概念
是一组广泛存在于血清、体液及细胞表面，具有精密调控机制的蛋白质反应系统，包括30余种组分。
正常情况下以无活性酶原状态存在，激活后发挥多种生物学作用。
补体成分主要由肝脏合成；补体不稳定，容易灭活。
（二）补体系统的组成
固有组分：
经典途径：C1（C1q/C1r/C1s）、C4、C2
MBL途径：MBL、MASP
旁路途径：B因子、D因子、P因子
共同末端通路：C3、C5~C9
调节蛋白：可溶性/膜结合调节蛋白
补体受体
二、补体系统的激活
（一）经典激活途径
1.激活物：Ag-Ab复合物（IgG1~3、IgM）
2.激活顺序：C1→C4→C2→C3→C5~C9
3.激活过程：
（1）识别启动活化阶段：C1q的桥联识别与活化
（2）酶促级联反应阶段：C3转化酶、C5转化酶
（3）膜攻击复合物形成阶段：攻膜复合物
识别启动活化阶段
识别启动活化阶段
抗原抗体复合物活化C1 酶促级联反应阶段
攻膜复合物（MAC）形成阶段
（二）旁路（替代）激活途径
（三）甘露糖结合凝集素（MBL）激活途径
比较项目经典激活途径MBL途径旁路激活途径
激活物抗原-抗体（IgG1～3和IgM）复
合物
病原体表面甘露糖、岩藻
糖、N氨基半乳糖
G-菌、脂多糖、葡聚糖、酵
母多糖、凝聚的IgA
参与的补体成分C1、C4、C2、C3、C5～C9
MBL、MASP-1/2、C4、C2、
C3、C5～9
C3、B因子、D因子、P因子、
C5～C9
所需离子Ca2+、Mg2+Mg2+Mg2+
C3转化
酶
C 4b2a C 4b2a C 3bBb C5转化
酶
C 4b2a3b C 4b2a3b C 3bBb3b
三、补体激活的调节
（一）补体的自身调控
补体片段的自行衰变。
（二）补体调节因子的调控
1.可溶性调节蛋白
2.膜结合调节蛋白
可溶性调节蛋白及其作用
（1）C1抑制物（C1INH）：与C1/MASP结合，使其失活，抑制经典/MBL途径。
缺乏可导致遗传性血管神经性水肿。
（2）C4结合蛋白（C4bp）：与C2竞争结合C4b，阻断C4b2a组装或使C4b2a灭活，辅助I因子裂解液相中的C4b，抑制经典/MBL途径C3转化酶。
（3）I因子：裂解C4b，抑制C3转化酶形成。
（4）S蛋白：与C5b67结合，抑制MAC形成。
膜结合调节蛋白及其作用
（1）衰变加速因子（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。
竞争性抑制C2与C4b结合、B因子与C3b的结合，诱导C4b2a中的C2a和C3bBb中的Bb快速解离。
（2）膜辅助蛋白（MCP）：表达于多种组织细胞表面，促进I因子裂解C3b。
（3）膜反应性溶解抑制物（MIRL）：阻止MAC组装，限制MAC对自身或同种细胞的溶破作用。
（4）C8结合蛋白（C8bp）：抑制MAC组装及其对靶细胞的溶破作用。
（5）补体受体1（CR1）：与C4b/C3b结合，阻止C4和C2结合，促进I因子对C4b的灭活。
四、补体的生物学功能
（一）膜攻击复合物介导的生物学作用
溶菌和细胞溶解作用。
（二）补体活性片段介导的生物学作用
1.调理作用：C3b/C4b促进吞噬作用
2.免疫黏附作用：C3b/C4b促进免疫复合物清除
3.炎症介质作用：
（1）过敏毒素作用：C3a、C5a
（2）趋化和活化作用：C5a趋化中性粒细胞
五、补体与临床疾病
补体调节蛋白基因突变或缺陷的个体易患自身免疫性疾病如C1抑制物基因缺陷遗传性血管水肿。
膜结合型补体调节蛋白锚定蛋白基因突变或缺陷的个体业可发生自身免疫性疾病，如非典型溶血尿毒综合征和阵发性睡眠性血红蛋白尿症。
该锚定蛋白的异常使膜结合补体调节蛋白不能结合在细胞膜而抑制补体激活的级联反应。
补体缺陷个体已发生细菌感染，如C8缺陷的个体可发生反复发作的奈瑟氏菌感染。
C1抑制剂被用于治疗血管水肿。
抗C5的人源化单克隆抗体被用于治疗非典型溶血尿毒综合征和阵发性睡眠性血红蛋白尿症。
例题
补体旁路途径的激活物是（）。
A.IgG
B.IgM
C.IgD
D.LPS
E.MBL
[答疑编号700544060101]
【答案】D
例题
具有调理吞噬作用的补体裂解产物是（）。
A.C2b
B.C3b
C.C5b
D.C2a
E.C4a
[答疑编号700544060102]
【答案】B
例题
补体系统激活后可以发挥的生物学作用是（）。
A.诱导免疫耐受
B.抑制变态反应
C.结合细胞毒性T细胞
D.启动抗体的类别转换
E.裂解细菌
[答疑编号700544060103]
【答案】E。