补体活化的旁路途径名词解释
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第三章 补体系统
第三章补体系统学习指导一、补体系统的组成补体是存在于正常人或动物新鲜血清中的具有酶活性的一组球蛋白，它包括多种因子，故称为补体系统。
补体系统由补体组分的11种蛋白质、旁路途径组分、攻膜复合体及调节因子等近30多种不同的血清蛋白所组成。
参与经典途径的补体组分用“C”表示，分别称为C1、C2……C9。
其中Cl由C1q、C1r、C1s三个亚单位组成。
参与替代途径的组分和调节因子中某些成分以大写英文字母或英文缩写符号表示，如B、D、P因子及CR等。
补体激活后在其代号或数字上方加一横线，如C 1、C 3、B等。
裂解后产生的碎片，用英文小写字母表示，如C3a、C3b等。
血清中补体蛋白约占血清球蛋白的10％，含量相对稳定，化学成份为糖蛋白，多数是β球蛋白，少数是γ和α球蛋白。
补体的性质很不稳定，许多理化因素均可破坏补体，因此在使用补体时应采用新鲜血清。
二、补体系统的活化补体系统在体液中以非活性状态存在，当其被激活物激活后，发生连锁的酶促反应，表现出其生物活性。
补体有两条激活途径：①经典途径②替代途径。
经典途径的主要激活物是抗原抗体(IgG1、IgG2、IgG3、IgM)复合物。
参加成分是C1到C9各组分。
激活过程分识别、活化和膜攻击三个阶段。
替代途径激活时没有Cl、C2、及C4参加，C3首先被活化，然后完成C5~C9激活的连锁反应，故又称旁路途径或C3途径。
本途径的激活物质主要是脂多糖、酵母多糖及凝集的IgA、IgG4等。
参与成分主要是C3、B因子、D因子和P因子，以及攻膜复合体组分。
补体两条激活途径的比较(见表3一1)。
三、补体系统的生物学作用补体系统是机体非特异性免疫的重要组成部分，同时也参与特异性免疫，其主要作用如下：①溶菌和溶细胞作用：细菌与相应抗体结合后可通过经典途径激活补体，在细菌表面形成膜攻击复合物而溶解细菌；另外，革兰阴性细菌脂多糖是良好的旁路途径激活物，这在机体早期抗感染免疫中具有重要意义。
第三章 补体
受体的中性粒细胞和单核吞噬细胞向补体激活的炎症 区域游走和聚集，增强炎症反应。 C3a，C4a，C5a，具有过敏毒素作用，可使肥大细胞 引起血管扩张、通透性增强。
和嗜碱性粒细胞等脱颗粒，释放组胺等血管活性物质，
（五）免疫复合物的溶解
循环IC可激活补体，所产生的C3b与抗体 共价结合（Ag-Ab-C3b）, C3b与红细胞、表面 CRl的相互作用(免疫粘附) ，通过血流被转运至 肝脏、脾脏，被局部的吞噬细胞所清除。由于 红细胞血小板数量巨大，故成为清除IC的主要 参与者。此外，中性粒细胞、单核细胞、血小 板也具有此功能。
C7 C6
C 9
C5-activation
b
assembly and insertion of MAC into cell membrane
C6
CC C C C9 9 9 9C 9C C C9 9 9 9
C7
b
C4b2b3b 裂解C5
C5a
C5b,与C6、C7 结合形成复合 物C5b67
C5b67结合于 抗原表面，并 自动吸附C8， 形成C5b678
C4b2a is C3 convertase; it will lead to the generation of C5 convertase MASP
SP
MBL
病原体 甘露糖残基
SP C4 C4a+C4b MASP
C4b2a
MBL
C3
C2
C2b+C2a
C3b+C3a
C4b2a3b
补体三种激活途径全过程示意图
存在形式 酶原形式 片段形式 活化形式 灭活形式 表示方法 C3、C4、C2 B因子、D因子、P因子
C3a、C5a、C4b、C5b C4b2a、C4b2a3b iC3b、iC2a
和嗜碱性粒细胞等脱颗粒，释放组胺等血管活性物质，
（五）免疫复合物的溶解
循环IC可激活补体，所产生的C3b与抗体 共价结合（Ag-Ab-C3b）, C3b与红细胞、表面 CRl的相互作用(免疫粘附) ，通过血流被转运至 肝脏、脾脏，被局部的吞噬细胞所清除。由于 红细胞血小板数量巨大，故成为清除IC的主要 参与者。此外，中性粒细胞、单核细胞、血小 板也具有此功能。
C7 C6
C 9
C5-activation
b
assembly and insertion of MAC into cell membrane
C6
CC C C C9 9 9 9C 9C C C9 9 9 9
C7
b
C4b2b3b 裂解C5
C5a
C5b,与C6、C7 结合形成复合 物C5b67
C5b67结合于 抗原表面，并 自动吸附C8， 形成C5b678
C4b2a is C3 convertase; it will lead to the generation of C5 convertase MASP
SP
MBL
病原体 甘露糖残基
SP C4 C4a+C4b MASP
C4b2a
MBL
C3
C2
C2b+C2a
C3b+C3a
C4b2a3b
补体三种激活途径全过程示意图
存在形式 酶原形式 片段形式 活化形式 灭活形式 表示方法 C3、C4、C2 B因子、D因子、P因子
C3a、C5a、C4b、C5b C4b2a、C4b2a3b iC3b、iC2a
第五章 补体
2 补体调节蛋白
以可溶性或膜结合形式存在，具有调节和控制补体活化
作用的蛋白分子，包括C1抑制物、I 因子、C4结合蛋
白、H因子、S蛋白、促衰变因子、膜辅助蛋白、同种 限制因子等。
3 补体受体
存在于细胞表面，介导补体活性片段或调 节蛋白发挥生物效应的各种受体（CR），
如CR1～CR5、C3aR、C2aR、C4aR等。
一、补体激活的经典途径
（ The Classical Pathway）
（一）经典途径的激活物及激活条件
Ag—Ab免疫复合物（immune
complexes，IC） （IgM、IgG1、IgG2、IgG3）
某些逆转录病毒的胞膜蛋白等
一个C1q分子必须同时与两个以上补体结合位点结
酸性粘多糖、肝素、鱼精蛋白、纤溶酶、组织蛋白酶、
补体系统的组成
1）固有成分：
经典及MBL途径的 前端反应成分： C1、 C4、C2、C3 MBL、 MASP
旁路途径的前端 反应成分：
C3、B、D、
2）调节成分： C1-INH、 I因子 C4bp、 H因子、 MCP、DAF、 HRF 3）补体受体：
P因子
共同末端反应成分 C5、C6、C7、C8、 C9
作用靶
C1r， C1s C3b，C4b C4b，C3b C4b C5b67
主要功能
抑制丝蛋白酶 阻止C3b与Bb结合 蛋白裂解，钝化 加速C4b2a衰变 阻止形成膜孔
整合的膜蛋白：
DAF 多数血细胞， 上皮及内皮细 胞 红细胞，淋巴 细胞、单核细 胞、嗜中性粒 细胞、血小板 C4b2a， C3bBb C8，C9 加速C3转化酶衰变
CR1、CR2、 CR3、CR4、 C3aR、C4aR
补体系统简介
激活由C3开始,不依赖于特异性抗体，最早活化的途 径
参与成分:C3、B、D、P因子 激活物:细菌、内毒素、酵母多糖、凝集的IgA、
IgG4等 提供补体激活反应所需微环境， 感染早期的防御机制
15
旁路途径的准备阶段
起始C3转化 酶
C3（H2O） Bb
Mg2+
C3转化酶
正常状态下,C3不会大量裂解
❖ 激活物质为含N氨基半乳糖或甘露糖基的病原微生物 ❖ MBL:甘露糖结合凝集素 ❖ 激活MASP：MBL相关的丝氨酸蛋白酶
MASP1可直接裂解C3;MASP2 可水解C4及C2 ❖ 活化不需C1,而由MASP、C4、C2、C3介导
19
MBL途径的激活
20
21
四、补体激活的共同终末过程 -------膜攻击阶段
C4b2a3b
抗感染作用 特免效应阶段 感染中晚期
非特异性免疫 感染早期
C3bBb3b
非特异性免疫 感染早期
第三节 补体系统的调节
补体活化的调控机制: ①控制活化的启动 ②活性片段的自发衰变 ③补体调节蛋白的作用
26
（一）经典途径的调节
❖ C1抑制物（C1 inhibitor,C1INH):抑制C1r/C1s活性 ❖ 补体受体1（CR1）：与C4b结合,抑制C3转化酶形成 ❖ C4结合蛋白（C4bp）：与C4b结合，加速C3转化酶衰变 ❖ 衰变加速因子（DAF）：使瞬间形成的C3转化酶立即自
膜攻击复合物 （Membrane Attack Complex,MAC）
C5b678结合12-15个 C9分子而成的多聚体,插 入靶细胞脂质双层膜,内径 11nm 小孔，胞内渗透压 下降,靶细胞死亡。
22
小结:三条补体激活途径的特点及比较
参与成分:C3、B、D、P因子 激活物:细菌、内毒素、酵母多糖、凝集的IgA、
IgG4等 提供补体激活反应所需微环境， 感染早期的防御机制
15
旁路途径的准备阶段
起始C3转化 酶
C3（H2O） Bb
Mg2+
C3转化酶
正常状态下,C3不会大量裂解
❖ 激活物质为含N氨基半乳糖或甘露糖基的病原微生物 ❖ MBL:甘露糖结合凝集素 ❖ 激活MASP：MBL相关的丝氨酸蛋白酶
MASP1可直接裂解C3;MASP2 可水解C4及C2 ❖ 活化不需C1,而由MASP、C4、C2、C3介导
19
MBL途径的激活
20
21
四、补体激活的共同终末过程 -------膜攻击阶段
C4b2a3b
抗感染作用 特免效应阶段 感染中晚期
非特异性免疫 感染早期
C3bBb3b
非特异性免疫 感染早期
第三节 补体系统的调节
补体活化的调控机制: ①控制活化的启动 ②活性片段的自发衰变 ③补体调节蛋白的作用
26
（一）经典途径的调节
❖ C1抑制物（C1 inhibitor,C1INH):抑制C1r/C1s活性 ❖ 补体受体1（CR1）：与C4b结合,抑制C3转化酶形成 ❖ C4结合蛋白（C4bp）：与C4b结合，加速C3转化酶衰变 ❖ 衰变加速因子（DAF）：使瞬间形成的C3转化酶立即自
膜攻击复合物 （Membrane Attack Complex,MAC）
C5b678结合12-15个 C9分子而成的多聚体,插 入靶细胞脂质双层膜,内径 11nm 小孔，胞内渗透压 下降,靶细胞死亡。
22
小结:三条补体激活途径的特点及比较
第五章 补体
三条途径比较
经典 旁路 MBL
激活物 起始分子 参与成分 所需离子 C3转化酶 转化酶 C5转化酶 转化酶
IC(IgM、IgG1-3） 脂多糖、酵母多糖、内毒 、 ） 脂多糖、酵母多糖、 凝聚的IgA、IgG4 素 、凝聚的 、 C1q C1.C4.C2.C3.C5-C9 Ca2+、Mg2+ C4b2b C4b2b3b C3 C3、C5-C9 、B、D 、 、 Mg2+ C3bBb C3bnBb 参与非特异性免疫 的效应阶段 感染早期发挥作用
31
Opsonization and phagocytosis
32
Figure 7.35
33
（二）维护机体内环境稳定
抑制IC形成并促其解离
清除免疫复合物 清除凋亡细胞
促IC清除
34
35
（三）参与适应性免疫
参与免疫应答诱导 参与免疫细胞的增殖分化 参与免疫应答的效应 参与免疫记忆
36
第五章
补体
complement
1
目的要求
掌握补体系统的概念；经典途径和 旁路途径的激活过程；补体的生物 学作用。 了解补体的组成、命名及主要理化 特性；补体活化的MBL途径。
2
概述 补体的激活途径 补体的生物学作用
3
一、补体概述
*1894年由 Bordet 发现
*补体：是存在于人和动 物血清与组织液中的 一组经活化后具有酶 活性的蛋白质。
5
2 理化性质
均为糖蛋白 含量相对稳定 C3含量最高 含量最高， C3含量最高，D因子最低 对热不稳定
6
（二）补体系统的命名
7
二、补体激活途径
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。 三条活化途径： 经典途径：由抗原抗体复合物结合C1q启动 MBL途径：由MBL结合至细菌启动 旁路途径：由病原微生物等提供接触表面，而 从C3开始激活。
补体系统
激活终末过程的调节
S蛋白的作用
• 结合C5b67, 阻止膜攻击复合物的形成
激活终末过程的调节
C8结合蛋白
• 结合C8, 阻断C9的聚合
补体受体及其功能
CR1（CD35）
• 配体: C3b/C4b • 功能: （1）免疫调理 （2）调节补体活化
（3）清除免疫复合物 （4）参与免疫细胞分化
补体受体及其功能
旁路途径的C3b放大效应
旁路激活途径
补体活化的MBL途径
细菌多糖经MBL（Mannose binding lectin）和MASP （MBL associated serum protease）活化C4和C2 无 C1的参与
补体活化的MBL途径
补体三条活化途径比较
• 始动因素 • 参与组份
补体活化的调节
CR2 (CD21)
• 配体: C3d，C3dg，EBV • 分布: 成熟B细胞和树突状细胞 某些单核细胞、NK细胞、胸腺细胞 • 功能: (1) 调节B细胞活化 (2) 介导EBV感染 (3) 结合免疫复合物，促进吞噬作用 (4) CR2缺陷小鼠B细胞数量减少
补体受体及其功能
CR3（CD11b/CD18）
• 激活效应的扩大 C3被激活后，裂解为C3b，C3b又可在B因子和D因子的参与 作用下合成新的C3bBb，进一步促使C3裂解，血浆中有丰富的 C3、B因子、Mg2+，就可能在激活部位产生显著的扩大效应。 又称此为依赖C3b的正反馈途径，或称C3b的正反馈途径。
补体的旁路激活途径
C3转化酶
活化表面及保 护性微环境
生物活性
作用机制
C5～C9 C3b
细胞毒作用溶菌、 杀菌作用
调理作用
(免疫学教学课件)4补体
1。DAF (Decay Accelerating Factor, CD55) 促衰变因子
• 单链糖蛋白，经糖磷脂酰肌醇(GPI)锚定于细胞膜上， • 配体：C3b,C4b， • 分布于机体大部分细胞，也有可溶性表达（sDAF) • 促进C3和C5转化酶衰变，抑制补体的活化，保护宿主细胞 • 免遭补体介导的溶解破坏。 • DAF缺陷(RBC细胞缺陷）导致阵发性血红蛋白尿
C3a N
C3b
C
S
S
C3转换酶
Ｃ３结构图
过敏毒素 趋化作用
参与C3和C5转化酶的形成
C3片段的功能
• C3a : 结合C3a受体，过敏毒素活性
• C3b：参与C3和C5转化酶形成；结合补体 受体CR1， 促进吞噬
• C3d：结合CR2，调节B细胞
• iC3b：结合CR3，促进吞噬细胞功能
C9, 穿孔素(Perforin)
•
MASP1
MASP2
•
•
直接裂解C3
类似C1s的方式裂解C4和C2
•
•
旁路途径
经典途径
• MBL途径对补体的经典途径和旁路途径有交叉促进作用
MBL途径特点：
• 1）通过MBL模式识别细菌多糖类物质活化补体系统 ，激活物质广泛。
• 2）无需抗体即可激活补体，可在感染早期发挥作用。 • 3）对经典途径和旁路途径具有交叉促进作用。
C1IHN抑制补体、激肽、凝血、纤溶系统
H因子的作用 （factor H)
单链结构，能与C3b结合，抑制旁路途径C3转化酶，并作为I因子的辅 助因子水解C3b为iC3b和C3f。
• 细胞膜补体调节蛋白
• 防止补体对自身细胞的损伤，多数具有同源抑 制作用（只对同一种属的补体具有抑制作用） 。
补体系统
补体固有成份
C1~C9,
B、D、P因子
补体调节蛋白
C1INH、C4BP、 H、I、S蛋白和 血清羧肽酶等,
补体受体
MCP, DAF, HRP
C1qR、 C3b/C4bR (CRI)、 3dR(CRII)、H因 子受体、C3a和 C5a受体等
第二节 补体的激活
一、补体固有成份的组成、命名、生成部位和理化特征 1 参与经典途径活化的补体固有成份按其发现的先后分别 命名为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8和C9，其 中C1由C1q、C1r和C1s三个亚基组成。 2 参与旁路途径活化的补体固有成份由B、D、P因子和C3、 C5~C9组成。 3 MBL途径成份： MBL(mannose-binding lectin, MBL)，MASP（MBLAssociated serum proteinase), C4,C2,C3,C5-C9
补体活化途径的调节主要包括
（一） 补体自身衰变的调节
（二） 可溶性补体调节因子的作用
（三）膜补体调节蛋白和补体受体的作用
Control of spontaneous C3 activation via DAF
DAF prevents
C3b
the binding of factor B to C3b
三、补体的活化
补体的活化途径
经典途径
抗体依赖
MBL途径
旁路途径
非抗体依赖
C3转化酶、C5转化酶
裂解 C5
MAC形成、细胞溶解
（一）补体的经典激活途径
• 参与成分：C1qrs-C4-C2-C3-C5-C6-C7-C8-C9
补体活 化的经典 途径
C1q C1r C1s
C1qr2s2
C1~C9,
B、D、P因子
补体调节蛋白
C1INH、C4BP、 H、I、S蛋白和 血清羧肽酶等,
补体受体
MCP, DAF, HRP
C1qR、 C3b/C4bR (CRI)、 3dR(CRII)、H因 子受体、C3a和 C5a受体等
第二节 补体的激活
一、补体固有成份的组成、命名、生成部位和理化特征 1 参与经典途径活化的补体固有成份按其发现的先后分别 命名为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8和C9，其 中C1由C1q、C1r和C1s三个亚基组成。 2 参与旁路途径活化的补体固有成份由B、D、P因子和C3、 C5~C9组成。 3 MBL途径成份： MBL(mannose-binding lectin, MBL)，MASP（MBLAssociated serum proteinase), C4,C2,C3,C5-C9
补体活化途径的调节主要包括
（一） 补体自身衰变的调节
（二） 可溶性补体调节因子的作用
（三）膜补体调节蛋白和补体受体的作用
Control of spontaneous C3 activation via DAF
DAF prevents
C3b
the binding of factor B to C3b
三、补体的活化
补体的活化途径
经典途径
抗体依赖
MBL途径
旁路途径
非抗体依赖
C3转化酶、C5转化酶
裂解 C5
MAC形成、细胞溶解
（一）补体的经典激活途径
• 参与成分：C1qrs-C4-C2-C3-C5-C6-C7-C8-C9
补体活 化的经典 途径
C1q C1r C1s
C1qr2s2
5-补体
• C3b与B因子结合；结合状态的B因子被D因子 裂解形成C3bBb，即为旁路途径的C3转化酶。 备解素（P因子）可与之结合并使之稳定 • 旁路途径C3转化酶水解C3生成C3a、C3b， C3b沉积于颗粒表面并与C3bBb结合形成 C3bBb3b，即为旁路途径的C5转化酶，能裂 解C5
如果不被降解……
Electron micrographs of the effect of antibodies and complement upon bacteria
Healthy E. coli
Antibody + complement- mediated damage to E. coli
MACs 的效应
（二）MBL结构及其特点
• MBL （ mannose-binding lectin ）
甘露聚糖结合凝集素，是钙依赖性糖结 合蛋白，可以识别和结合病原微生物表 面的甘露糖、岩藻糖、N-乙酰葡糖胺
• MBL与C1q分子无氨基酸序列上的同源
性，但结构类似
MBL复合体结构
甘露聚糖结合 的凝集素）是一种 肝脏分泌的急性期 蛋白，广泛存在于 肝脏及血液中。 MBL通过专一 与糖类结合，促发 补体活化，在天然 免疫中发挥着极其 重要的作用。
C1q 与 IgM 的结合
IgM
因IgG为单体，IgM为5聚体， IgM活化补体能力>IgG
识别阶段
Ag-Ab复合物 C1q C1r活化 C1s 活化
（四）活化阶段
活化的C1s依次酶解C4、C2，形 成具有酶活性的C3转化酶，后
者进一步酶解C3并形成C5转化 酶，此即经典途径的活化阶段。
补 体 杀 伤 寄 生 虫
二、补体激活的MBL途径
第三章 补体
C4b2b3b
C5转化酶的形成
C567 C6 C5b C7
C567复合体的形成
C8
C9
攻膜复合体的形成
36
The Complement System kills microbes via the Membrane Attack Complex (MAC)膜攻击复合物
37
免疫复合物 C1 C1
21
Complement activation
A system of plasma proteins that interact with Activation of complement results in
---Antigen/antibody complexes ---Pathogen surface motifs (alternative and lectin pathways )
Pfeiffer,1894
羊抗血清 +霍乱弧菌
细菌裂解 加热的羊抗血清+霍乱弧菌 destroyed 细菌凝集，不裂解
无抗体的新鲜血清 + unable
restored
细菌裂解
Paul Ehrlich 将其命名为补体（complement）, 即补 充抗体活性的血清成分。
热敏 对热不敏感的 感 特异性抗体 的成 分 补体，存在于新鲜血清中，能够裂解抗体包被的 细胞。 这种活性可以经加热56℃，30分而灭活 (失活)。
2. 各补体成分的分子量及血清含量不一,C3含量最高； 3. 性质很不稳定；一般保存于零下20摄氏度； 4 均对热敏感，56℃ 30分钟可灭活； 5. 主要由肝细胞、巨噬细胞产生
（二）补体系统的组成
1．补体的固有成分
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补体活化的旁路途径名词解释补体活化的旁路途径（Alternative pathway of complement activation）是免疫系统中一种特定的补体激活途径，用于对抗病原体的侵入和感染。
补体是一组在免疫应答中起关键作用的蛋白质，能够识别和破坏外来病原体。
传统的补体激活途径依赖于抗体的存在，而旁路途径是一种抗体非依赖的激活途径。
它通过一系列酶的级联反应来激活补体，而无需先前形成的抗体。
以下是补体活化的旁路途径的简要步骤：
1. 初始步骤：在旁路途径中，C3蛋白是一个关键的组分。
当C3蛋白处于被水解的活化状态时，它会发生变化并结合在病原体表面。
2. C3水解：在旁路途径中，C3蛋白可以自发地水解成C3a和C3b两部分。
C3b是活性片段，具有粘附性，可以与病原体表面结合。
3. C3b结合：C3b与病原体表面结合后，它可以与其他蛋白质如因子B结合，形成C3bB复合物。
4. C3转换酶的形成：C3bB复合物经过一系列反应后，将因子D引入，形成C3转换酶（C3转化酶）。
5. C3转换酶的活化：C3转换酶具有蛋白酶活性，可以水解更多的C3蛋白，形成C3b和C3a。
这一级联反应将进一步增强旁路途径的补体激活。
6. C5转换：在旁路途径的最后阶段，C3b和其他补体组分的作用引发C5转换，形成C5b，进而启动终端通路的激活。
通过补体活化的旁路途径，细菌、病毒和其他病原体可以被定位
1/ 2
和破坏，从而增强机体对抗感染的能力。
这种激活途径在免疫系统中起到重要作用，帮助维持机体的免疫平衡和防御能力。
2/ 2。