疫學(xué)第4章補(bǔ)體系統(tǒng)參考PPT

1、1,第四章 補(bǔ)體系統(tǒng)complement system,2,Jules Bodet (1870-1961), Discoverer of complement,3,Complement refers, historically, to fresh serum capable of lysing Ab-coated cells. This activity is destroyed (inactivated) by heating serum at 560C for 30 minutes,4,補(bǔ)體：是存在于人和脊椎動(dòng)物血清及組織液中一組經(jīng)活化后具有酶活性的蛋白質(zhì)。 參與清除與抗體結(jié)合的抗原或破壞

2、與抗體結(jié)合的細(xì)胞。 參與的蛋白有30多種。 補(bǔ)體分子被抗原抗體復(fù)合物激活。 通過(guò)溶胞、調(diào)理、吞噬以及炎癥反應(yīng)，清除免疫復(fù)合物,5,第一節(jié) 補(bǔ)體的組成及理化特性,6,一、補(bǔ)體系統(tǒng)的命名,共九種成分，按照先后順序C1-C9，但反應(yīng)順序不一定是按照這樣的先后順序。 分解的小片段成為a、b、c、d等。 C1成分包括三種C1q、C1r、C1s。 片段組合用C4b2b，酶原用“*”表示，有活性后上劃線(xiàn),7,二 、補(bǔ)體的組成及理化特性,補(bǔ)體系統(tǒng)由三部分組成： 補(bǔ)體的固有成分：參與經(jīng)典激活途徑的成分（C1、C4、C2）；甘露聚糖結(jié)合凝集素激活途徑的MBL（絲氨酸蛋白酶）；參與旁路激活途徑的成分（P、D、B因子

3、）；共同：C3、C5C9。 參與調(diào)節(jié)的成分（C1抑制物、I因子、H因子、C4結(jié)合蛋白等） 補(bǔ)體受體：CR15、C3aR、C2aR、C4aR,8,理化性質(zhì),補(bǔ)體蛋白對(duì)熱不穩(wěn)定，容易失活（56，10min,9,第二節(jié) 補(bǔ)體活化,在生理情況下，大多數(shù)血清補(bǔ)體成分以酶前體的形式存在。 補(bǔ)體的激活過(guò)程是一系列擴(kuò)大的連鎖反應(yīng)。 根據(jù)激活前期階段差異分為三個(gè)途徑： 經(jīng)典途徑 MBL途徑 旁路途徑,10,活化的前期階段,活化的后期階段,經(jīng)典途徑 Classical pathway,凝集素（MBL）途徑 Lectin pathway,替換（旁路）途徑 Alternative pathway,補(bǔ)體的溶膜途徑 形成

4、溶膜復(fù)合體,補(bǔ)體活化途徑過(guò)程,11,一、補(bǔ)體活化的經(jīng)典途徑,激活物及激活條件 免疫復(fù)合物（抗原-抗體）是經(jīng)典激活途徑的主要激活物質(zhì)。 C1僅與IgM的CH3區(qū)或IgG1-3的CH2區(qū)結(jié)合才能活化； 每一個(gè)C1分子必須同時(shí)與兩個(gè)以上Ig的Fc段（固定相）結(jié)合才能被激活； 游離或可溶性抗體不能激活補(bǔ)體,12,IgG分子結(jié)合抗原前后的構(gòu)象變化,IgM CH3區(qū)，IgG CH2區(qū),13,C1q和C1rC1s結(jié)構(gòu),C1的結(jié)構(gòu),14,15,16,17,Complement activate classical pathway,18,19,20,補(bǔ)體攻膜單位 細(xì)胞膜表面的C3b5b與C6、C7、C8依次結(jié)合

5、形成C5b678復(fù)和物。該復(fù)和物誘發(fā)C9在細(xì)胞膜表面共聚，形成膜表面的通道結(jié)構(gòu)MACs，造成胞膜的穿孔損傷,21,C5b+C6+C7+C8+C9 = MACs,22,1. Recognize phase,Ag-Ab complex C1q C1r C1s,23,2. Activated phase C3 convertase and C5 convertase Formation,24,25,二、補(bǔ)體活化的MBL途徑,MBL,病原體甘露糖(殘基)結(jié)合蛋白 （相當(dāng)于C1q,絲氨酸蛋白酶 （相當(dāng)于C1s,C4,C2,MASP,C4a + C4b,C2a + C2b,C4b2b （C3轉(zhuǎn)化酶,MBL

6、 : mannose-binding lectin (protein,甘露糖(殘基,26,MBP Pathway,MASP：MBP-associated serine protease,27,MBL Pathway,C4,C2,C4b2a is C3 convertase; it will lead to the generation of C5 convertase,MASP,MASP2,28,三、旁路途徑,激活物質(zhì) 細(xì)菌內(nèi)毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝集的IgA和IgG4等 旁路途徑可以識(shí)別自己與非己 旁路途徑是補(bǔ)體系統(tǒng)重要的放大機(jī)制,29,P,30,C3a,C3a,C3a,C3-activa

7、tionthe amplification loop,31,32,33,Factor B,LPS,Factor D,Bb,Ba,C3 Convertase Formation,34,C3 Cleavage,LPS,Bb,C3a,C3 convertase,C3,35,Alternative pathway,LPS,Bb,C3 convertase,C5,C5b,C5a,C3,C5 Convertase Formation,36,B,D 因子,C3 spontaneous cleavage,C3,C3a,C3b,D 因子,37,C3bBb Formation,Surface,38,COMPLEM

8、ENT PATHWAYS,CLASSICAL MBP/Lectin ALTERNATIVE,C3a C3 C3b,C5a C5 C5b + C6-C9,TERMINAL,39,40,三種途徑的比較,經(jīng)典途徑 MBP途徑 旁路途徑,參與的 C1C9 C2C9 C3,C5C9,B因子, 補(bǔ)體部分 D因子, P因子,所需離子 Ca2+, Mg2+ Ca2+ , Mg2+ Mg2,C3轉(zhuǎn)化酶 C4b2a C4b2a PC3bBb,作用,參與特異性體液免疫的應(yīng)答階段,參與非特異性免疫感染早期發(fā)揮作用,參與非特異性免疫在感染早期發(fā)揮作用,激活物質(zhì) Ag-Ab復(fù)合物 MBP,CRP 多糖類(lèi)物質(zhì)及IgG4,I

9、gA,IgE,C5轉(zhuǎn)化酶 C4b2a3b C4b2a3b C3bBb3b,激活蛋白酶 C1s MASP D因子,41,練習(xí),名詞解釋 補(bǔ)體；補(bǔ)體活化途徑；溶膜復(fù)合體；調(diào)理作用；趨化作用 思考題： 1 補(bǔ)體系統(tǒng)有幾部分組成？各部分主要包括哪些成分？ 2 補(bǔ)體有哪幾條活化途徑？用圖表示個(gè)途徑。 3 比較補(bǔ)體途徑的不同并說(shuō)明意義？ 4補(bǔ)體系統(tǒng)的生物學(xué)效應(yīng)主要有哪些,42,練習(xí)題,什么叫補(bǔ)體？ 補(bǔ)體激活系統(tǒng)有哪幾條？有什么不同？ 補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑是怎樣激活,43,補(bǔ)體活化的后期階段,溶（攻）膜復(fù)合體的形成（common pathway) 起始：C4a2b3b/C3bBb3b,C5b形成。 裝配：C5b

10、678形成穿膜孔道，C9聚合12-16分子，形成溶膜復(fù)合體。 溶胞：一擊假說(shuō),44,補(bǔ)體活化3條途徑的比較,相似性 C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶；最后形成溶胞復(fù)合體。 差異性 p83,45,第三節(jié) 補(bǔ)體活化的調(diào)控及補(bǔ)體的生物學(xué)效應(yīng),一、補(bǔ)體活化的調(diào)節(jié)蛋白,1）C1抑制物（C1 inhibitor，C1INH） 可與C1不可逆地結(jié)合，使后者失去酯酶活性，不再裂解C4和C2，不再形成C42（C3轉(zhuǎn)化酶），從而阻斷或削減后續(xù)補(bǔ)體的反應(yīng)。 （2）C4結(jié)合蛋白（C4 binding protein，C4bp） 能競(jìng)爭(zhēng)性地抑制C4b與C2b結(jié)合，因此能抑制C42的形成,46,3）I因子（又稱(chēng)C3b滅活因子，C3

11、b inactivator，C3bINA） 能裂解C3b，使其成為無(wú)活性的C3bi，因而使C42及C3bBb均失去與C3b結(jié)合成C5轉(zhuǎn)化酶的機(jī)會(huì)。 （4）H因子（factor H） H因子不僅能促進(jìn)I因子滅活C3b的速度，更能競(jìng)爭(zhēng)性地抑制B因子與C3b的結(jié)合，還能使C3b從C3bBb中置換出來(lái)，加速其滅活,47,5）S蛋白（S protein） S蛋白能干擾C5b67與細(xì)胞膜結(jié)合,48,二、細(xì)胞膜上的調(diào)節(jié)蛋白,1 促衰變因子（Decary-accelerating factor,DAF) c端插入細(xì)胞膜的糖蛋白，通過(guò)CR1和H因子一起阻止C2b和Bb形成C4b2b和C3bBb（即經(jīng)典和替代途徑

12、中的C3轉(zhuǎn)化酶）。 2 膜輔助蛋白（membrane cofactor protein,MCP) 膜蛋白，抑制C3b和C4b的活性。 3 同源限制因子（homologous restriction factor, HRF) 在膜上干擾C5b，6，7與C8的結(jié)合,49,4 溶膜抑制劑（MIRL） 當(dāng)溶膜復(fù)合體形成過(guò)程中，與C8或C9結(jié)合阻止C9多聚體形成攻膜復(fù)合體,50,51,52,53,54,55,56,三、補(bǔ)體的受體和功能,補(bǔ)體成分激活后產(chǎn)生的裂解片段，能與免疫細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為補(bǔ)體受體（Complement receptor，CR），分為CR1，CR2，CR3和CR4，C5aR

13、,57,1 補(bǔ)體受體1型 （CR1或CD35，C3b受體） 多數(shù)分布在紅細(xì)胞膜上， 30個(gè)SCR，分成4組，每組第二 個(gè)SCR區(qū)與配體結(jié)合。 主要功能： 與C3b、C4b結(jié)合，抑制C3轉(zhuǎn)化 酶活性，而抑制補(bǔ)體活化,NH2,CR1 和 CR2,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,A B C D,A B C D,C3b,C4b,C3b,C3d EBV,NH2,CR1,CR2,58,促使抗原-抗體-補(bǔ)體復(fù)合物結(jié)合在紅細(xì)胞上并被運(yùn)到肝臟內(nèi)或脾臟，擴(kuò)大巨噬細(xì)

14、胞吞噬作用（調(diào)理素的調(diào)理作用）p86。 循環(huán)系統(tǒng)的免疫清除劑。（同上途徑） 2 補(bǔ)體受體2型（CR2，CD21C3d受體） 結(jié)合C3d，主要分布在B細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞和部分上皮細(xì)胞膜上。有助于記憶細(xì)胞的活化,59,3 補(bǔ)體受體3型（CR3，Mac-1,CD11b和CD18） iC3b的受體。有利于iC3b和C3b沉淀的微生物被吞噬。 4 補(bǔ)體受體4型（CR4，CD11c和） 能與和結(jié)合，相似。 補(bǔ)體受體型 和過(guò)敏毒素的受體，與過(guò)敏有關(guān)，還與血管透性、趨化和炎癥有關(guān),60,61,四、補(bǔ)體的生物學(xué)功能,62,補(bǔ)體的溶胞功能,通過(guò)抗體作用，激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑，形成溶膜復(fù)合體。 無(wú)抗體時(shí)經(jīng)過(guò)替換途徑和凝集素

15、途徑激活補(bǔ)體，形成溶膜復(fù)合體。 如自身抗原形成抗原抗體復(fù)合物，也會(huì)形成自身?yè)p傷,63,2 補(bǔ)體活化與炎癥應(yīng)答,補(bǔ)體激活發(fā)生溶胞同時(shí)也參與炎癥反應(yīng)。P87表 過(guò)敏毒素與炎癥應(yīng)答 C3a、C4a、C5a都是過(guò)敏毒素，引起平滑肌產(chǎn)生致痙攣性。C5a活性最強(qiáng)。 趨化性 C5a、C3a、C5b67都有趨化作用，招募巨噬細(xì)胞引起炎癥和自身?yè)p傷。趨化因子濃度呈一定的梯度,64,免疫黏附與調(diào)理（Adhesion and opsonization) 抗原抗體-補(bǔ)體復(fù)合物在各種補(bǔ)體受體的作用下，增強(qiáng)了相關(guān)細(xì)胞對(duì)抗原抗體復(fù)合物的吞噬作用，這種現(xiàn)象稱(chēng)為補(bǔ)體的調(diào)理作用。 其他炎癥作用 正常補(bǔ)體的溶菌作用主要針對(duì)G-菌。異常時(shí)也會(huì)發(fā)生自身的炎癥反應(yīng)，一是自身抗原引起，一是大量抗原抗體復(fù)合物沉淀的結(jié)果，引起組織發(fā)炎和損傷,65,66,67,68,第四節(jié) 補(bǔ)體的生物合成與補(bǔ)體缺陷,一、補(bǔ)體基因的特點(diǎn) 分布在不同的染色體上。C2、C4第六號(hào)上III類(lèi)處。其他染色體也有分布。P位于性染色體上。 補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白有重復(fù)序列稱(chēng)為補(bǔ)體控制蛋白重復(fù)序列 二補(bǔ)體的生物合成 主要合成細(xì)胞是肝細(xì)胞，單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞也能合成少量的補(bǔ)體,69