第第 77 章 补体系统章 补体系统complement system

内容

概述 补体的激活 补体活化的调节 补体的生物学作用 补体受体 补体系统与疾病

第一节 概述11.. 定义定义 ((IS)IS) ：： 由近 40 种可溶性蛋白和膜结合蛋白组成，可被激活物激

活、产生生物活性片段，具有抗感染、免疫调节、免疫病理作用的生物分子体系。

2.2. 补体由三部分组成补体由三部分组成：： 经典途径： C1 ～ C9. 旁路激活途径的成分 :P 、 D 、 B 因子； MBL 途径：甘露聚糖结合凝集素激活途径 , 丝氨酸蛋白酶 共用成分： C3 、 C5 ～ C9 。 参与调节的成分（ C1 抑制物、 I 因子、 H 因子、 C4 结

合蛋白等）。 补体受体： CR1 ～ 5 、 C3aR 、 C2aR 、 C4aR 、 C4 、

C2 ）。

3.3. 理化特征理化特征：： 本质为糖蛋白，以酶前体的形式存在。以酶前体的形式存在。 性质极不稳定，易灭活（ 56C,30min) 。

C1 分子量最大，血清中 C3 含量最高， D 因子含量最低。 豚鼠血清中补体含量最高。

4.4. 几种重要补体固有成分的几种重要补体固有成分的 结构和功能 结构和功能

C1 C3 C9

C1s

C1 由 一个 C1q 、两个 C1r 和两个 C1s 分子的共同组成C1q(C1r-C1s)2

C1q C1r

C1 分子的结构• C1q 分子由 6个花蕾状亚单位

组成。 C端球状结构是与 Ig结合部位 .

• C1r 起连接 C1q 和 C1s 的作用• C1s 分子是酶原，可被 C1r 激

活成具有酯酶活性的 C1s. 活化的 C1(C1s) 作用于 C4和

C2 ，引起酶促连锁反应。

(1) C1(1) C1 分子的结构和功能分子的结构和功能N 端

C 端

C1C1 的分子结构的分子结构

C3 分子的结构、裂解片段和功能• C3 是由一条 120 kDa 的

α 链和一条 70 kDa 的 链共价组成的异二聚体型 球蛋白双链分子。

• 在 C3 转化酶作用下裂解出的小片段 C3a 释放至液相成为过敏毒素

• 大片段 C3b 与细胞膜表面的 C3 转化酶稳定结合成 C5转化酶。

• C3b 也可以 N 端直接结合免疫复合物， C 端同CRI 结合，介导调理和免疫粘附作用。

S S

S S

C3a

C3d

C3b

C3c

C3 转化酶 II 因子因子

•补体结合至靶细胞•或免疫复合物上

C3C3 的分子结构及其功能的分子结构及其功能

C3bC3bRR

C9 分子 C9为单链结构 , N端以亲水性氨基酸为主， C端均以疏水性氨基酸为主。

被活化后形成管状结构的多聚体，由 10个以上的单体分子组成，可通过其疏水性的 C末端插入细胞膜 ,导致细胞溶解。

B 因子及功能 参与旁路途径中的重要分子，对激活物表面的 C3b

有较高的亲和力； 在 Mg2+ 存在下可形成 C3bB 复合物，可被活化 D因

子酶解成另一种 C3转化酶。

B

C3bC3b

D 因子

C3b

B

C3b Bb

B

C3bC3b

C3 转化酶

第二节 补体系统的激活主要特点：主要特点：大多数血清补体成分以酶前体的形式存在。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。补体的激活过程是一系列扩大的连锁反应。三条途径：三条途径： 经典途径：经典途径： Ag-Ab Ag-Ab 复合物——复合物—— C1qC1q 启动；启动；　　　　　　　　　　　　 CC １～１～ C9C9 激活的途径激活的途径； ； MBLMBL 途径途径：：由由 MBL——MBL—— 细菌，激活ＭＢＬ途径细菌，激活ＭＢＬ途径　　　　　（　　　　　（Ｃ３～Ｃ９）Ｃ３～Ｃ９） 旁路途径：旁路途径：由病原微生物等提供接触表面，从由病原微生物等提供接触表面，从 C3C3 开始激活的途径开始激活的途径（Ｃ３～Ｃ９）（Ｃ３～Ｃ９）。。

一、经典激活途径（一）激活物质； Ag-Ab （ IgG1 、 IgG2 、 IgG3 、 IgM ）；（二）激活顺序： C1q 、 C1r 、 C1s 、 C4 、 C2 、 C3 、 C5-9 ；（三）激活过程： 1. 识别阶段： C1 识别 Ag-Ab 复合物中抗体的 补体结合位点；　 2. 活化阶段： C3 、 C5 转化酶形成；　 3. 膜攻击阶段：形成攻膜复合体。

（）

11 、识别阶段、识别阶段　— C1 结合 Ag-Ab 复合物，并被活化

C1 结合的抗体： IgM 的 CH3 区、 IgG1-3 的 CH2 区 ;

一个 C1 分子：需同时结合２个以上 Ig 的 Fc 段结合；与 1 个 IgM 分子。

游离或可溶性抗体：不能通过经典途径激活补体 .

2 、活化阶段 — C3 、 C5 转化酶的形成

C1C1 C4 、 C2 C4b2b （ C3 转化酶）

C3 C4b2b3b （ C5 转化酶 ）

3 、攻膜阶段—形成攻膜复合体(MACs,membrane attack complexes) C1 C4 、 C2———C4b2b （ C3 转化酶） C4a/C2a C3———C4b2b3b （ C5 转化酶 ） C3a C5 ———— C5b C5a C6 C7 C8 C9 —— C56789 （攻膜复合体）

攻膜复合体攻膜复合体（（ membrane attack membrane attack complex, MAC)complex, MAC)

在补体活化过程中形成的、具有溶细胞效应的复合物 --- 由 C5b 、 C6 、 C7 、C8 、 C9 组成，即 C56789 。

二、旁路途径二、旁路途径 (( 或替代途径）或替代途径）1. 激活物质 : 细菌内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝集素的 IgA 和 IgG4 等 .2. 激活顺序： C3 、 C5-93. 激活过程： C3b 和 C3 转化酶的形成 ; C5 转化酶的形成 ; 补体激活的放大 旁路途径可以识别自己与非己 . 旁路途径是补体系统重要的放大机制 .

替代途径 正常状态 B ， Mg2+ Ba C3 C3b C3bB C3bBb I 因子 灭活 H 、 I 因子 灭活

激活状态

C3 C3b C3bB C3bBb C3b C3bBb3bC3bBb3b

激活物质

C3 转化酶C5 转化

酶

B ， Mg2

+

Ba

攻膜复合体

三、三、 MBLMBL （甘露糖结合凝集素）激（甘露糖结合凝集素）激活途径活途径

1. 激活剂 MBL(mannan-binding lectin)

MBL2.MBL 复合物 MASP-1 （ MBL-associated serine protease-1 ） MASP-2

关于：急性期蛋白（ APP ）急性期蛋白急性期蛋白（ acute phase proteins ）是一组异质的血浆蛋白；在对抗微生物感染，减少因感染、创伤、恶性肿瘤和某些疾病引起的组织损伤上起重要作用。

急性期蛋白的产生和种类急性期蛋白的产生和种类

1. 产生 病原微生物 巨噬细胞、中性粒细胞 炎性细胞因子（ TNFa ， IL- 1 ， IL-6 ） 肝脏 急性期蛋白。

2. 种类 (1)C- 反应蛋白（ C-reactive protein, CRP ） (2) 甘露糖结合蛋白（ mannose-binding protein, MBP ） (3) 血清淀粉样蛋白（ serum amyloid A, SAA ） (4) 补体成分： C2. C3. C4. C5. C9 等等。

急性期蛋白的功能急性期蛋白的功能——促补体系统活化和免疫调理作用

1.CRP 与膜磷脂（微生物表面）结合 粘附于吞噬细胞 促吞噬 ( 调理作用 ) ；

2.MBP 与甘露糖苷 ( 微生物表面 ) 结合 粘附于吞噬细胞 促吞噬 ( 调理作用 ) ；

3.CRP 活化补体旁路系统 C3b 结合于微生物 C3b 受体 (吞噬细胞表面 ) 促吞噬 ( 调理作用 )

21aa 60aa 148aa

21aa

60aa

148aa

三条补体激活途径的比较三条补体激活途径的比较经典途径C1qrs C1qrs

C4+C2 C4b2b C4b2b3b

MBL 途径 MBL MASP-1

病原体 MASP-2甘露醇残基

MBL ： MASP-1 ： MASP-2

C3 C3b

旁路途径C3 C3b C3bBb C3bBb3b

C5 C5b C5b-9

C6 C7 C8 C9

B 因子

D 因子

三种途径的比较 经典途径 经典途径 MBLMBL 途径 旁路途径途径 旁路途径

参与的 C1~C9 C2~C9 C3,C5~C9,B 因子 ,补体部分 D 因子 , P 因子

所需离子 Ca2+, Mg2+ Ca2+ , Mg2+ Mg2+

C3 转化酶 C4b2b C4b2b C3bBb

作用 参与特异性体液免疫的应答阶段

参与非特异性免疫感染早期发挥作用

参与非特异性免疫在感染早期发挥作用

激活物质 Ag-Ab 复合物 MBP,CRP LPS, 凝集素 , 抗体

C5 转化酶 C4b2b3b C4b2b3b C3bBb3b

激活蛋白酶 C1s MASP D 因子

第三节 补体活化的调节（一）自身衰变的调节 C4b 、 C3b 、 C5b 、 C3 转化酶、 C5 转化酶很

易衰变失活 .

（二）调节因子的作用 1 、防止或限制补体在液相中自发激活的抑制剂： C1 抑制物、 C4 结合蛋白、 H 因子、 I 因子 . 2 、抑制或增强补体对底物正常作用的调节剂 . 3 、保护机体组织细胞免遭补体破坏作用的抑制剂 .

第四节 补体的生物学作用两个方面：1. 溶细胞效应 ---- 补体在靶细胞表面激活，形

成 MAC ，介导溶细胞效应 ;2.裂解片段的多种生物学效应 ---- 补体激活过

程中产生不同的蛋白水解片段，介导各种生物学效应。

补体的生物学作用1. 溶解靶细胞—非特异的、特异的 ; 可单独、也可协同

抗体 发挥作用 ( 经典途径 ;MBL 途径 ; 替代途径 )2. 调理作用： C3b 、 C4b(对外源性细胞性抗原 , 抗

感染 )3. 免疫粘附： C3b 、 C4b(对内源性抗原 , 免疫自稳 )4. 中和及溶解病毒 (Virus+C1/C2; V+Ab+CS)．5.炎性介质作用 : 激肽样作用：激肽样作用： C2aC2a 过敏毒素样作用：过敏毒素样作用： C3aC3a 、、 C5aC5a 趋化作用：趋化作用： C3aC3a 、、 C5aC5a 、、 C567C567

1 、溶菌作用

2 、调理作用

3. 免疫黏附与清除免疫复合物

C4bC2b3b

趋化作用

第五节 补体受体 补体受体（ CR ）：表达于细胞表面能与某些补体成分 / 补体片段特异性结合的糖蛋白， —CR1 、 CR2 、 CR3 、 CR4 、 CR5 。 CR1 （ CD35 ）： 与 C3b/C4b 结合，调理吞噬 促进免疫复合物的清除 抑制补体激活 CR2 （ CD21 ）： 与 C3d结合 免疫调节作用： B 细胞增殖、分化、记忆；抗体产生。 EB 病毒的受体

1. CR11. CR1 （（ CD35CD35 ）） 　

1.CR1 ：是 C3b 或 C3b/C4b 的受体。2. 分布于： NP 、 Mo 、 MΦ ； RBC ； B 细胞。3.配体： C3b 、 C4b4. 生物学功能： 1) 抑制补体激活，协助 I 因子裂解 C3b 和 C4b 2) 调理作用 3)促进免疫复合物清除 4) 免疫调节

图 .CR1 的清除免疫复合物效应

图 .CR1 的清除免疫复合物效应

2.CR2 (CD21) ，单链 ----C3dC3d 受体（结合受体（结合 C3C3 、、 C3dgC3dg 、、 EBVEBV ））

1)配体： iC3b 和 C3dg2) 主要分布 :

成熟 B 、 DC ；某些 Mo 、 K 、 T也表达少量 CR2 。

3) 生物学功能： 1) 调节 B 细胞增殖、分化、记忆和抗体的产生 . 2) 结合免疫复合物，促进吞噬作用 . (CR2缺陷小鼠 B 细胞数量减少 ) 。 3) 是 EB 病毒受体，介导 EBV 感染。

一一、补体系统的先天性缺陷、补体系统的先天性缺陷 遗传性血管神经性水肿（ C1INH缺陷 )使

C2a 、 C3a 和 C5a 产生增多 ,(尤其 C2a)可使毛细血管通透性增强，引起皮肤和粘膜水肿。

二、高补体血症二、高补体血症 急性感染引起的炎症、恶性肿瘤等疾病的患者甲状腺炎、糖尿病和阻塞性黄疸等疾病亦可使补体总量升高。

第六节 补体系统与疾病第六节 补体系统与疾病

三、低补体血症三、低补体血症 ①补体成分的大量消耗：可发生在血清病、链球菌感染后肾小球肾炎、系统性红斑狼疮、自身免疫性溶血性贫血、类风湿性关节炎及同种异体移植排斥反应等。

②补体的大量丢失，多见于外伤、手术和大失血的病人。补体成分随血清蛋白的扩大量丧失而丢失，发生低补体血症。

③补体合成不足：主要见于肝病人，例如肝硬化、慢性活动性肝炎和急性肝炎的重症病例。