補(bǔ)體系統(tǒng) (2)ppt課件

1、.,1,CHAPTER 4 補(bǔ) 體系統(tǒng),.,2,第一節(jié) 概 述,補(bǔ)體系統(tǒng)是由存在于人或脊椎動(dòng)物血清與組織液中的一組可溶性蛋白及存在于血細(xì)胞與其它細(xì)胞表面的一組膜結(jié)合蛋白和補(bǔ)體受體所組成。 在機(jī)體的免疫系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)抗感染和免疫調(diào)節(jié)作用, 并參與免疫病理反應(yīng)。 補(bǔ)體是天然免疫（Innate immunity）的重要組成部分,.,3,Jules Bodet (1870-1961), Discoverer of Complement 1894 Bordet 發(fā)現(xiàn)綿羊抗霍亂血清能夠溶解霍亂弧菌，加熱56 C 30 min 阻止其活性；加入新鮮非免疫血清可恢復(fù)其活性。 Ehrlich 在同時(shí)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)

2、象，將其命名為補(bǔ)體（Complement）,.,4,補(bǔ)體的分類： 補(bǔ)體固有成份 補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白 補(bǔ)體受體,C1C9, B、D、P因子,C1INH、C4BP、H、I、S蛋白和血清羧肽酶等, MCP, DAF, HRP,C1qR、C3b/C4bR (CRI)、3dR(CRII)、H因子受體、C3a和C5a受體等,.,5,第二節(jié) 補(bǔ)體固有成份,一、補(bǔ)體固有成份的組成、命名、生成部位和理 化特征 1 參與經(jīng)典途徑活化的補(bǔ)體固有成份按其發(fā)現(xiàn)的先后分別命名為C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8和C9，其中C1由C1q、C1r和C1s三個(gè)亞基組成。 2 參與旁路途徑活化的補(bǔ)體固有成份由B、D、P因子

3、和C3、C5C9組成。 3 MBL途徑成份： MBL(mannose-binding lectin, MBL)，MASP（MBL-Associated serum proteinase), C4,C2,C3,C5-C9,.,6,4 補(bǔ)體固有成份是由肝細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、 腸 粘膜上皮細(xì)胞和脾細(xì)胞等合成的糖蛋白，含量約占血清球蛋白總量的10%，其中C3含量最高、D因子含量最低。 5 固有成份間的分子量差異較大，其中C1q 最大、D因子最小。 6 對(duì)熱不穩(wěn)定，56C、30min即被滅活，010 C條件下活性只能保持34d。 7 多種理化因素如射線、機(jī)械振蕩、酒精、膽汁和某些添加劑等均可破壞補(bǔ)體,.,7

4、,二、補(bǔ)體的結(jié)構(gòu)和功能,1、C1分子的結(jié)構(gòu)和功能,C1q為18條肽鏈組成的膠原蛋白樣分子，3條肽鏈一組形成6個(gè)亞單位。C1r，C1s均為單鏈血清蛋白酶。在鈣鎂離子參與下，一分子C1q與2分子C1r和2分子C1s形成復(fù)合物。C1是經(jīng)典途徑活化的始動(dòng)分子。,.,8,C1q分子的C端球形結(jié)構(gòu)是與Ig上的補(bǔ)體 結(jié)合位點(diǎn)相結(jié)合的部位，它的啟動(dòng)可使 C1r構(gòu)型改變，成為具有活性的C1r并誘 導(dǎo)C1s的活化，成為具有酯酶活性的C1s, 在 Mg+存在下可啟動(dòng)補(bǔ)體活化的經(jīng)典途徑。,.,9,C1q,N,C,蛋白酶活性區(qū),SS,C1r,C1r,N,C,SS,C1s,C1r、C1s分子結(jié)構(gòu),.,10,（二） C4的

5、分子結(jié)構(gòu)、裂解片段和功能, C4為3肽鏈結(jié)構(gòu)，分別為、鏈。 C4是C1（C1S)的作用底物之一 C4,C4a,C4b,.,11,結(jié)構(gòu)圖,chain,chain,參與C3和C5 轉(zhuǎn)化酶的形成,過敏毒素,.,12,（三）C3 C3為2肽鏈結(jié)構(gòu)，分別為、鏈。 三條激活途徑的匯合點(diǎn)，起樞紐作用 C3為血清中含量最高的補(bǔ)體成分 C3,C3a,C3b,.,13,結(jié)構(gòu)圖,參與C3和C5轉(zhuǎn)化酶的形成,過敏毒素,.,14,C3結(jié)構(gòu)以及活化和降解,factor,factor,CR1,proteases,.,15,（四）B因子及其功能,B因子為存在于血清的單鏈糖蛋白。,D因子,Ba（234aa）,Bb（505aa）

6、,N,C,蛋白酶活性區(qū),C3b,C3bBb,（C3轉(zhuǎn)化酶）,.,16,（五） C5 C5為2肽鏈結(jié)構(gòu)，分別為、鏈。,S S,C5轉(zhuǎn)換酶,C5a,C5b,過敏毒素,參與攻膜復(fù)合體的形成,.,17,（六）C9, 穿孔素(Perforin) C9和穿孔素結(jié)構(gòu)類似，均為單鏈結(jié)構(gòu), N端以親水性氨基酸為主，C端均以疏水性氨基酸為主。被活化后形成管狀結(jié)構(gòu)的多聚體，由10個(gè)以上的單體分子組成，可通過其疏水性的C末端插入細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞溶解。,N,C,凝血酶,親水區(qū),疏水區(qū),.,18,.,19,三 補(bǔ)體系統(tǒng)的激活途徑,（一）經(jīng)典途徑: 幾個(gè)特點(diǎn)： 1 抗原抗體特異結(jié)合活化 2 反應(yīng)順序?yàn)镃1qrs-C4-C2

7、-C3-C5-C6-C7-C8-C9 3 產(chǎn)生3個(gè)轉(zhuǎn)化酶：C1酶, C3轉(zhuǎn)化酶，C5轉(zhuǎn)化酶 4 產(chǎn)生3個(gè)過敏毒素（Anaphylatoxin），C3a, C4a,C5a,.,20,補(bǔ) 體 活 化 的 經(jīng) 典 途 徑,IgM/IgG -Ag復(fù)合物,.,21,IgM CH3區(qū)，IgG CH2區(qū),T,Y,.,22,C1由 一個(gè)C1q、兩個(gè)C1r 和兩個(gè)C1s分子的共同組成。一個(gè)C1q分子如果同時(shí)與兩個(gè)以上的Fc段結(jié)合將造成其構(gòu)象的變化，繼之使C1r和C1s活化，啟動(dòng)補(bǔ)體活化的經(jīng)典途徑。,.,23,.,24,.,25,（二）旁路途徑的激活 幾個(gè)特點(diǎn)： 1 天然活化，LPS等多糖類物質(zhì)可促進(jìn)其活化。 2

8、 含有一個(gè)C3活化的正反饋調(diào)節(jié)環(huán)路。 3 產(chǎn)生C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶 4 C1, C4 和C2不參與，B因子、D因子、P因子參與 5 機(jī)體早期抗感染免疫中起作用,.,26,C3C3b+B因子C3bBb(P) C3bnBb(P),D,C3a,Ba,C5b-C6,7,8,9 C5,C5a,正反饋調(diào)節(jié)環(huán)路,LPS，多糖，凝聚Ig等,活化,旁路活化途徑,P因子,細(xì)胞溶解,（C3轉(zhuǎn)化酶）,（C5轉(zhuǎn)化酶）,.,27,C5b+C6+C7+C8+C9 = MACs,終末途徑,.,28,經(jīng)典和旁路途徑的主要區(qū)別,比較項(xiàng)目,經(jīng)典途徑,旁路途徑,激活物,補(bǔ)體固有成份,所需離子,C3轉(zhuǎn)化酶,C5轉(zhuǎn)化酶,生物學(xué)作用,I

9、gM/IgG13與抗原形成的免疫復(fù)合物,細(xì)菌脂多糖、肽聚糖、酵母多糖和凝聚的IgG4/IgA等,C1C9,C3、B、D、P因子和C5C9,Ca+、Mg+,Mg+,C4b2b,C3bBb(P),C4b2b3b,C3bnBb(P),在特異性體液免疫的效應(yīng)階段起作用,參與非特異性免疫，在感染早期起作用,.,29,細(xì)菌多糖經(jīng)MBL（Mannose binding lectin）和MASP（MBL associated serum protease）活化C4和C2 無C1的參與,(三),MBL途徑,.,30,.,31,.,32,第三節(jié) 補(bǔ)體激活過程的調(diào)節(jié),補(bǔ)體系統(tǒng)的激活必需在適度調(diào)節(jié)的情況下進(jìn)行，才能發(fā)

10、揮正常的生理學(xué)作用。補(bǔ)體激活失控，則大量補(bǔ)體無益消耗，導(dǎo)致機(jī)體感染能力下降，而且會(huì)使機(jī)體發(fā)生劇烈炎癥反應(yīng)或造成自身組織細(xì)胞的損傷。 補(bǔ)體活化途徑的調(diào)節(jié)主要包括 （一） 補(bǔ)體自身衰變的調(diào)節(jié) （二） 可溶性補(bǔ)體調(diào)節(jié)因子的作用 （三）膜補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白和補(bǔ)體受體的作用,.,33,1 C1 抑制分子（C1 inhibitor, C1INH),結(jié)合活化的C1rC1s，使其失去正常酶解底物C4 和 C2的功能,（二）可溶性調(diào)節(jié)分子的作用,.,34,C1IHN缺陷引起血管神經(jīng)性水腫,.,35,2 C4bp的抑制作用（C4 Binding Protein) 結(jié)合C4b，抑制C4b與C2的結(jié)合，防止C3轉(zhuǎn)化酶的組裝

11、。 促進(jìn)I因子對(duì)C4b的蛋白水解,.,36,3 H因子的作用 （factor H) 能與C3b結(jié)合，抑制旁路途徑C3轉(zhuǎn)化酶（C3bBb） 作為I因子的輔助因子（Cofactor）水解C3b為iC3b和C3f,.,37,4 I因子的抑制作用（FactorI） 裂解C3b為iC3b和C3f, 繼而裂解iC3b為C3c和C3dg 裂解C4b為C4c和C4d,C3d,C3g,proteases,.,38,5蛋白的作用 結(jié)合5b67, 阻止膜攻擊復(fù)合物的形成,.,39,6 過敏毒素滅活劑,血清羧肽酶N 滅活C4a、C3a、C5a，喪失過敏毒素活性,.,40,（三）膜結(jié)合性調(diào)節(jié)分子的作用,1 膜輔因子蛋白

12、 (Membrane Cofactor Protein, MCP, CD46) 單鏈膜蛋白結(jié)構(gòu)，與C3b,C4b結(jié)合，抑制補(bǔ)體的活化。 分布于大部分細(xì)胞，但紅細(xì)胞缺如。 I因子的輔助因子，促進(jìn)C3b,C4b滅活，抑制補(bǔ)體活化，比H因子強(qiáng)50倍,.,41,（二）DAF (Decay Accelerating Factor, CD55) 促衰變因子 單鏈膜蛋白 結(jié)合C3b,C4b，促進(jìn)C3和C5轉(zhuǎn)化酶衰變。 抑制補(bǔ)體的活化 分布于機(jī)體大部分細(xì)胞，DAF缺陷導(dǎo)致陣發(fā)性血紅蛋白尿,.,42,DAF作用機(jī)理,.,43,（三）同源性限制因子(HRF)的作用,有稱C8結(jié)合蛋白，結(jié)合C8, 阻斷的聚合,.,4

13、4,.,45,（四）補(bǔ)體受體,1。CR1 (CD35) 單鏈 C3b受體，結(jié)合C3b，C4b 主要存在于紅細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、部分T細(xì)胞、K細(xì)胞、腎小球囊細(xì)胞等，,.,46,CR1的功能,（1）抑制補(bǔ)體活化 CR1與C3b或C4b結(jié)合后，可促使C3轉(zhuǎn)化酶（C3bBb或C4b2a）降解，還可促進(jìn)I因子對(duì)C3b和C4b的裂解作用，起到類似于H因子的作用。 （2）清除循環(huán)免疫復(fù)合物 帶有C3b的免疫復(fù)合物與紅細(xì)胞的CR1結(jié)合后，可隨血流到肝臟，在那里被清除，或者促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)免疫復(fù)合物的吞噬作用。在系統(tǒng)性紅斑狼瘡病人，可出現(xiàn)紅細(xì)胞表面先天性和后天性的CR1數(shù)量減少，與其發(fā)病有密切

14、關(guān)系。,.,47,（3）促進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬 （4）免疫調(diào)節(jié) CR1在B細(xì)胞發(fā)育的早期階段即出現(xiàn)，大約15-50%前B細(xì)胞，64-80%的未成熟B細(xì)胞和幾乎所有成熟B細(xì)胞都有CR1，漿細(xì)胞無CR1。CR1對(duì)B細(xì)胞的分化可能有促進(jìn)作用。基因敲除實(shí)驗(yàn)證明，CR1基因缺陷小鼠表現(xiàn)為B細(xì)胞對(duì)TD抗原反應(yīng)低下，證明CR1對(duì)于B細(xì)胞功能具有重要作用,.,48,圖。CR1的清除免疫復(fù)合物效應(yīng),.,49,2。CR2 (CD21)單鏈 C3d受體，結(jié)合C3d，C3dg，EBV CR2主要存在于成熟B細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞，某些單核細(xì)胞、K細(xì)胞、胸腺細(xì)胞也表達(dá)少量CR2。,.,50,CR2的功能,調(diào)節(jié)B細(xì)胞活化 介導(dǎo)EB

15、V感染 結(jié)合免疫復(fù)合物，促進(jìn)吞噬作用 CR2缺陷小鼠B細(xì)胞數(shù)量減少,.,51,3。CR3 (CD11b/CD18) 雙鏈 整合素2亞家族成員，結(jié)合iC3b，參與炎癥反應(yīng),.,52,機(jī)體的細(xì)胞對(duì)自身補(bǔ)體的攻擊是有抵抗作用的， 這種抵抗作用正是由于DAF、CR1、MCP、CD59等 膜表面的補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白所發(fā)揮效應(yīng)的結(jié)果。DAF 對(duì)補(bǔ)體的C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶具有促進(jìn)衰變的 作用，因而可保護(hù)自身細(xì)胞免受補(bǔ)體攻擊。在 功能上，人DAF對(duì)于人補(bǔ)體具有更強(qiáng)的抑制效應(yīng)， 而對(duì)于動(dòng)物補(bǔ)體則抑制作用較弱，因此能夠發(fā)揮 同源限制（homologous restriction）效應(yīng)，選 擇性地使機(jī)體細(xì)胞對(duì)自身補(bǔ)體具

16、有抵抗作用。臨 床上發(fā)現(xiàn)，當(dāng)DAF及其它GPI錨固蛋白的先天性缺 陷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致某些自身溶血性疾病，如夜間陣發(fā) 性血紅蛋白尿。另一方面，由于DAF能夠與多種病 原微生物特異結(jié)合，因而可能在這些微生物感染 中發(fā)揮病理作用。,.,53,膜結(jié)合型的補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白,.,54,第四節(jié) 補(bǔ)體的生物學(xué)功能,（一）溶菌和細(xì)胞溶解效應(yīng) 補(bǔ)體系統(tǒng)通過經(jīng)典途徑、旁路途徑或MBL途徑被活化后，可在靶細(xì)胞上形成膜攻擊復(fù)合物，導(dǎo)致靶細(xì)胞的溶解，補(bǔ)體的這一功能在機(jī)體的免疫系統(tǒng)中起重要的防御和免疫監(jiān)視作用，可以抵抗病原微生物的感染，消滅病變衰老的細(xì)胞。由于補(bǔ)體的溶細(xì)胞效應(yīng)具有重要生理意義，因而，當(dāng)某些病人出現(xiàn)先天性或后天性的補(bǔ)體

17、缺陷時(shí)，出現(xiàn)的最重要表現(xiàn)是容易遭受病原微生物的侵襲而出現(xiàn)反復(fù)性感染。,.,55,（二）調(diào)理和免疫粘附作用 調(diào)理作用又稱促吞噬作用，補(bǔ)體和抗體均具有調(diào)理作用。在吞噬細(xì)胞表面有多種補(bǔ)體受體，如CR1，CR2，CR3等，結(jié)合了靶細(xì)胞或抗原的補(bǔ)體片段（C3b/C4b)可與吞噬細(xì)胞表面的補(bǔ)體受體特異結(jié)合，促進(jìn)兩者的接觸，增強(qiáng)吞噬作用和胞內(nèi)氧化作用，最終使機(jī)體的抗感染能力增強(qiáng)。 清除免疫復(fù)合物 細(xì)菌或免疫復(fù)合物激活補(bǔ)體、結(jié)合C3b/C4b后，若與表面具有相應(yīng)補(bǔ)體受體（CRI）的RBC和血小板結(jié)合，則可形成較大的聚合物，通過血液循環(huán)到達(dá)肝臟和脾臟，被巨噬細(xì)胞吞噬。,.,56,.,57,（三）促進(jìn)中和及溶解病

18、毒作用,在病毒與相應(yīng)抗體形成的復(fù)合物中加入補(bǔ)體，可明顯增強(qiáng)抗體對(duì)病毒的中和作用； 在沒有抗體存在時(shí)，補(bǔ)體也可對(duì)病毒產(chǎn)生溶解滅活作用。,.,58,（四）炎癥反應(yīng) C3a，C4a，C5a，具有過敏毒素作用，可使表面具有相應(yīng)受體的肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞等脫顆粒，釋放組胺等血管活性物質(zhì)，引起血管擴(kuò)張、通透性增強(qiáng)、平滑肌收縮和支器官痙攣等的作用； C3a和C5a對(duì)中性粒細(xì)胞具有趨化作用，吸引具有相應(yīng)受體的中性粒細(xì)胞和單核吞噬細(xì)胞向補(bǔ)體激活的炎癥區(qū)域游走和聚集，增強(qiáng)炎癥反應(yīng)。 C2a具有激肽樣作用：使小血管擴(kuò)張、通透性增強(qiáng)、引起炎癥性充血和水腫作用，,.,59,（五） 免疫調(diào)節(jié)作用 補(bǔ)體活化過程中產(chǎn)生的活

19、性片段可與免疫細(xì)胞相互作用，對(duì)免疫功能起調(diào)節(jié)作用。例如，C3d，Ba，Bb等片段對(duì)B細(xì)胞的功能可產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用；C5a可促進(jìn)多種細(xì)胞因子如IL-1，IL-6，IL-8，TNF的產(chǎn)生等。,.,60,第五節(jié) 補(bǔ)體系統(tǒng)的異常與疾病,1.補(bǔ)體缺陷 2.補(bǔ)體與炎癥性疾病 3.補(bǔ)體與病毒感染 4.補(bǔ)體與器官移植的超急性排斥反應(yīng) 5. 補(bǔ)體含量的增高和降低,.,61,1。補(bǔ)體缺陷,在臨床上偶爾可以見到一些補(bǔ)體先天性缺陷的病人，除了C2缺陷和C1INH缺陷相對(duì)較常見外，其它補(bǔ)體成分的缺陷均非常罕見。補(bǔ)體先天性缺陷患者的兩大臨床表現(xiàn)是反復(fù)感染和自身免疫病，這也從反面證實(shí)了補(bǔ)體在抗感染免疫和免疫調(diào)節(jié)方面的重要意義。表6-1列舉了一些補(bǔ)體缺陷的臨床表現(xiàn)。,.,