《医学免疫学》课程教学资源（精要讲义）第五章 补体系统

第五章补体系统【学习要求】掌握：补体的概念，补体激活的三条途径，补体系统的生物学功能。熟悉：补体系统的组成、命名和生物合成。了解：补体激活的调节，补体与疾病的关系。【学习精要】第一节补体概述补体（complement，C）又称补体系统，是存在于血清、组织液和细胞膜表面的一组经活化后具有酶活性的蛋白质，包括30余种可溶性蛋白和膜蛋白。一、补体系统的组成（一）补体固有成分经典途径的Cl、Clr、C1s、C4、C2；旁路途径的B因子、D因子、备解素（P因子）：凝集素途径（MBL途径）的MBL、MBL相关丝氨酸蛋白酶（MASP）：补体活化的共同组分C3、C5、C6、C7、C8、C9。（二）补体调节蛋白包括可溶性调节蛋白C1抑制物（C1INH）、I因子、H因子、C4结合蛋白（C4bp）等和膜结合调节蛋白衰变加速因子（DAF）、膜辅助蛋白（MCP）等。（三）补体受体（CR）CR1、CR2、CR3、CR4、CR5、C3aR、C4aR、C5aR等。二、补体的命名补体经典途径的固有成分按发现先后命名C1、C2、C3C9；补体系统其他成分称为B因子、D因子、P因子；补体调节蛋白按功能命名；补体活化的裂解片段如C3a、C3b；灭活的补体片段如iC3b。三、补体的生物合成主要由肝细胞、巨噬细胞产生；对热敏感，56C30分钟灭活，应保存在-20℃C以下。口决一补体：血清天然球蛋白，1至9种3量大。正常未活不稳定，抗原抗体激活它。溶解抗原抑病毒，过敏调理与趋化。第二节补体激活途径补体有三条激活途径，即经典途径、旁路途径和MBL途径，它们有共同的终末反应过程

第五章 补体系统 【学习要求】 掌握：补体的概念，补体激活的三条途径，补体系统的生物学功能。 熟悉：补体系统的组成、命名和生物合成。 了解：补体激活的调节，补体与疾病的关系。 【学习精要】 第一节 补体概述 补体（complement，C）又称补体系统，是存在于血清、组织液和细胞膜表面的一组经 活化后具有酶活性的蛋白质，包括 30 余种可溶性蛋白和膜蛋白。 一、补体系统的组成 （一）补体固有成分 经典途径的 C1q、C1r、C1s、C4、C2； 旁路途径的 B 因子、D 因子、备解素（P 因子）；凝集素途径（MBL 途径）的 MBL、MBL 相关丝氨酸蛋白酶（MASP）； 补体活化的共同组分 C3、C5、C6、C7、C8、C9。 （二）补体调节蛋白 包括可溶性调节蛋白 C1 抑制物（C1INH）、I 因子、H 因子、C4 结合蛋白（C4bp）等和膜结合调节蛋白衰变加速因子（DAF）、膜辅助蛋白（MCP）等。 （三）补体受体（CR） CR1、CR2、CR3、CR4、CR5、C3aR、C4aR、C5aR 等。 二、补体的命名 补体经典途径的固有成分按发现先后命名 C1、C2、C3～C9；补体系统其他成分称为 B 因子、D 因子、P 因子；补体调节蛋白按功能命名；补体活化的裂解片段如 C3a、C3b；灭 活的补体片段如 iC3b。 三、补体的生物合成 主要由肝细胞、巨噬细胞产生；对热敏感，56℃30 分钟灭活，应保存在-20℃以下。 口诀—补体： 血清天然球蛋白，1 至 9 种 3 量大。 正常未活不稳定，抗原抗体激活它。 溶解抗原抑病毒，过敏调理与趋化。 第二节 补体激活途径 补体有三条激活途径，即经典途径、旁路途径和 MBL 途径，它们有共同的终末反应过 程

一、经典途径指由抗原抗体复合物（IC）结合C1q启动激活的途径。参与成分依次为C1、C4、C2和C3，其中C1通常以C1q(Clr)2(CIs)2复合形式存在。激活物主要是与抗原结合的IgG、IgM分子。活化过程（见下图）是C1q与IC中Ig补体结合位点结合，使与Clq结合的Clr活化，活化的Clr激活C1s：C1s裂解C4、C2，形成C4b2a（C3转化酶），C3转化酶裂解C3形成C4b2a3b（C5转化酶），进入终末途径。C5转化酶裂解C5为C5a和C5b，C5b与C6、C7结合成C5b67，C5b67与细胞膜结合，结合于膜上的C5b67与C8结合，进一步与1215个分子的C9结合，形成C5b6789（C5b～9，MAC，攻膜复合物），插入细胞膜导致细胞崩解。C4 -→ C4a + C4bIC1+Clq → Cr -→ ClsC4b2a（C3转化酶）→C4b2a3b（C5转化酶）+++tC2 → C2a + C2bC3 → C3a + C3b二、旁路途径又称替代激活途径，由病原微生物等提供接触面从C3开始激活的途径。激活物是某些细菌、内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的IgG4和IgA等。活化过程（见下图）是经典途径或自发产生的C3b与B因子结合，B因子被D因子裂解为Ba和Bb，Bb与C3b结合，形成C3bBb（C3转化酶），C3转化酶裂解C3形成C3bBb3b（C3bnBb，C5转化酶）。其后的C3D↓BPC3b→C3bB→C3bBb—→C3bBbP（C3转化酶）→C3bBb3b（C5转化酶）+1C3 —→C3a+C3b三、MBL途径又称凝集素途径，由甘露糖结合凝集素（MBL）结合至细菌表面糖结构启动激活的途径。激活物是细菌表面甘露糖等，激活过程始于细菌表面甘露糖残与MBL结合，依次激活MBL相关的丝氨酸蛋白酶（MASP），MASP2与活化的CIs具有同样生物学活性，可裂解C4和C2分子，继而形成C3转化酶，其后过程与经典途径相同。另外，MASP1可直接裂解C3产生C3b，激活补体旁路途径。四、三条补体激活途径的特点

一、经典途径 指由抗原抗体复合物（IC）结合 C1q 启动激活的途径。参与成分依次为 C1、C4、C2 和 C3，其中 C1 通常以 C1q(C1r)2(C1s)2 复合形式存在。激活物主要是与抗原结合的 IgG、 IgM 分子。活化过程（见下图）是 C1q 与 IC 中 Ig 补体结合位点结合，使与 C1q 结合的 C1r 活化，活化的 C1r 激活 C1s；C1s 裂解 C4、C2，形成 C4b2a（C3 转化酶），C3 转化酶裂解 C3 形成 C4b2a3b（C5 转化酶），进入终末途径。 C5 转化酶裂解 C5 为 C5a 和 C5b，C5b 与 C6、C7 结合成 C5b67，C5b67 与细胞膜结合， 结合于膜上的 C5b67 与 C8 结合，进一步与 12～15 个分子的 C9 结合，形成 C5b6789（C5b～ 9，MAC，攻膜复合物），插入细胞膜导致细胞崩解。 二、旁路途径 又称替代激活途径，由病原微生物等提供接触面从 C3 开始激活的途径。激活物是某些 细菌、内毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的 IgG4 和 IgA 等。活化过程（见下图）是经典途 径或自发产生的 C3b 与 B 因子结合，B 因子被 D 因子裂解为 Ba 和 Bb，Bb 与 C3b 结合，形 成 C3bBb（C3 转化酶），C3 转化酶裂解 C3 形成 C3bBb3b（C3bnBb，C5 转化酶）。其后的 终末反应过程与经典途径完全相同。 三、MBL 途径 又称凝集素途径，由甘露糖结合凝集素（MBL）结合至细菌表面糖结构启动激活的途 径。激活物是细菌表面甘露糖等，激活过程始于细菌表面甘露糖残与 MBL 结合，依次激活 MBL 相关的丝氨酸蛋白酶（MASP），MASP2 与活化的 C1s 具有同样生物学活性，可裂解 C4 和 C2 分子，继而形成 C3 转化酶，其后过程与经典途径相同。另外，MASP1 可直接裂 解 C3 产生 C3b，激活补体旁路途径。 四、三条补体激活途径的特点 C4 ─→ C4a + C4b IC ↑ ↓ C1q ──→ Cr → C1s C4b2a（C3 转化酶）→ C4b2a3b（C5 转化酶） ↓ ↑ ↓ ↑ C2 ─→ C2a + C2b C3 ─→ C3a + C3b C3 ↓ B D P C3b ─→ C3bB ─→ C3bBb ─→ C3bBbP（C3 转化酶）→ C3bBb3b（C5 转化酶） ↓ ↑ C3 ──→ C3a + C3b

比较项目经典途径旁路途径MBL途径激活物IgM/IgG1~3与抗原细菌脂多糖、葡聚糖、酵母细菌表面甘露糖残基形成的免疫复合物多糖和凝聚的IgG4/IgA等C1~C9参与补体成份C3、B、D、P因子和C5~C9MBL、MASP、C2~C9C3转化酶C4b2aC3bBbC4b2aC5转化酶C4b2a3bC3bBb3bC4b2a3b生物学作用在特异性体液免疫的参与非特异性免疫，在感染参与非特异性免疫，在效应阶段起作用早期起作用感染早期起作用第三节补体激活的调节一、针对经典途径前端反应的调节阻断C3转化酶和C5转化酶形成，或使已形成C3转化酶和C5转化酶灭活。如C1抑制物（C1INH)、补体受体1（CR1）、C4结合蛋白（C4bp）、衰变加速因子（DAF）、膜辅助蛋白（MCP）、I因子。二、针对旁路途径前端反应的调节通过不同途径调控旁路途径C3转化酶和C5转化酶形成，或抑制已形成的C3转化酶和C5转化酶的活性。如I因子、H因子、CR1、MCP。三、针对MAC的调节抑制MAC形成，保护自身正常细胞免遭补体攻击。如膜反应性溶解抑制物（MIRL）、同源限制因子（HRF）又称C8结合蛋白（C8bp）、S蛋白等。第四节补体的生物学功能一、溶菌、溶解病毒和细胞的细胞毒作用补体激活产生MAC，形成穿膜的亲水性通道，破坏细胞膜结构，导致细胞崩解。二、调理作用C3b、C4b或iC3b与细菌等结合，通过与吞噬细胞表面CR结合，促进吞噬细胞吞噬细菌。是机体抵御感染的重要机制之一。三、清除免疫复合物可溶性抗原一抗体复合物活化补体，产生的C3b与免疫复合物结合，C3b与表达CR1的红细胞、血小板黏附，免疫复合物运送至肝、脾内被巨噬细胞吞噬清除，称为免疫黏附作

比较项目 经典途径 旁路途径 MBL 途径 激活物 IgM/IgG1～3 与抗原 形成的免疫复合物 细菌脂多糖、葡聚糖、酵母 多糖和凝聚的 IgG4/IgA 等 细菌表面甘露糖残基 参与补体成份 C1～C9 C3、B、D、P 因子和 C5～C9 MBL、MASP、C2～C9 C3 转化酶 C4b2a C3bBb C4b2a C5 转化酶 C4b2a3b C3bBb3b C4b2a3b 生物学作用 在特异性体液免疫的 效应阶段起作用 参与非特异性免疫，在感染 早期起作用 参与非特异性免疫，在 感染早期起作用 第三节 补体激活的调节 一、针对经典途径前端反应的调节 阻断 C3 转化酶和 C5 转化酶形成，或使已形成 C3 转化酶和 C5 转化酶灭活。如 C1 抑 制物（C1INH）、补体受体 1（CR1）、C4 结合蛋白（C4bp）、衰变加速因子（DAF）、膜辅 助蛋白（MCP）、I 因子。 二、针对旁路途径前端反应的调节 通过不同途径调控旁路途径 C3 转化酶和 C5 转化酶形成，或抑制已形成的 C3 转化酶和 C5 转化酶的活性。如 I 因子、H 因子、CR1、MCP。 三、针对 MAC 的调节 抑制 MAC 形成，保护自身正常细胞免遭补体攻击。如膜反应性溶解抑制物（MIRL）、 同源限制因子（HRF）又称 C8 结合蛋白（C8bp）、S 蛋白等。 第四节 补体的生物学功能 一、溶菌、溶解病毒和细胞的细胞毒作用 补体激活产生 MAC，形成穿膜的亲水性通道，破坏细胞膜结构，导致细胞崩解。 二、调理作用 C3b、C4b 或 iC3b 与细菌等结合，通过与吞噬细胞表面 CR 结合，促进吞噬细胞吞噬细 菌。是机体抵御感染的重要机制之一。 三、清除免疫复合物 可溶性抗原－抗体复合物活化补体，产生的 C3b 与免疫复合物结合，C3b 与表达 CR1 的红细胞、血小板黏附，免疫复合物运送至肝、脾内被巨噬细胞吞噬清除，称为免疫黏附作

用。四、炎症介质作用C3a、C4a和C5a被称为过敏毒素，它们与肥大细胞或嗜碱粒细胞表面CR结合，触发靶细胞脱颗粒，释放组胺和其他血管活性介质，介导局部炎症反应。C5a对中性粒细胞等有很强趋化作用，可吸引中性粒细胞到达病原微生物所在处，发挥抗感染作用。第五节补体与疾病的关系一、遗传性补体缺损相关的疾病C1INH缺陷可引起遗传性血管神经性水肿，DAF缺陷可引起阵发性夜间血红蛋白尿。二、补体含量的改变与疾病的关系补体含量增高见于急性风湿热、心肌梗死、心肌炎、关节炎、痛风、肿瘤等。补体含量下降有两种情况，一种是补体合成不足，见于慢性活动性肝炎、肝硬化、肝坏死及营养不良等：另一种是补体消耗过多，见于自身免疫性溶血、类风湿性关节炎、移植排斥反应、严重烧伤、SLE、失血、肾病等。【习题】（一）间答题1.简述补体激活的经典途径。2.补体系统具有哪些生物学作用？【答案】（一）问答题1.答题要点：补体激活的经典途径是由抗原抗体复合物结合CI启动经CI、C4、C2顺序激活的途径。整个激活过程分为三个阶段：(1)识别阶段：：C1(C1q)与免疫复合物中Ig补体结合位点结合，依次激活CIr、C1s。(2)活化阶段：C1s作用于C4、C2，形成C3转化酶（C4b2a）和C5转化酶（C4b2a3b）。(3)膜攻击阶段：C5转化酶裂解C5，形成膜攻击复合物C5b～9（MAC)，导致细胞溶解死亡。2.答题要点：补体的生物学作用：（1)溶菌、溶解病毒和细胞的细胞毒作用：补体激活产生MAC，形成穿膜的亲水性通道，破坏细胞膜结构，致细胞崩解。（2)调理作用：补体激活过程中产生的C3b、C4b和iC3b可与中性粒细胞或巨噬细胞表面相应受体结合，促进吞噬及杀伤作用。（3)清除免疫复合物：可溶性抗原一抗体复合物活化补体，产生的C3b与免疫复合物结合，C3b与表达CR1的红细胞、血小板黏附，免疫复合物运送至肝、脾内被巨噬

用。 四、炎症介质作用 C3a、C4a 和 C5a 被称为过敏毒素，它们与肥大细胞或嗜碱粒细胞表面 CR 结合，触发 靶细胞脱颗粒，释放组胺和其他血管活性介质，介导局部炎症反应。C5a 对中性粒细胞等有 很强趋化作用，可吸引中性粒细胞到达病原微生物所在处，发挥抗感染作用。 第五节 补体与疾病的关系 一、遗传性补体缺损相关的疾病 C1INH 缺陷可引起遗传性血管神经性水肿，DAF 缺陷可引起阵发性夜间血红蛋白尿。 二、补体含量的改变与疾病的关系 补体含量增高见于急性风湿热、心肌梗死、心肌炎、关节炎、痛风、肿瘤等。 补体含量下降有两种情况，一种是补体合成不足，见于慢性活动性肝炎、肝硬化、肝坏 死及营养不良等；另一种是补体消耗过多，见于自身免疫性溶血、类风湿性关节炎、移植排 斥反应、严重烧伤、SLE、失血、肾病等。 【习题】 （一） 问答题 1.简述补体激活的经典途径。 2.补体系统具有哪些生物学作用？ 【答案】 （一）问答题 1.答题要点：补体激活的经典途径是由抗原抗体复合物结合 Cl 启动经 Cl、C4、C2 顺序 激活的途径。整个激活过程分为三个阶段：⑴识别阶段：：C1(C1q)与免疫复合物中 Ig 补体 结合位点结合，依次激活 C1r、C1s。 ⑵活化阶段：C1s 作用于 C4 、C2， 形成 C3 转化酶 （C4b2a）和 C5 转化酶（C4b2a3b）。⑶膜攻击阶段：C5 转化酶裂解 C5，形成膜攻击复合 物 C5b～9（MAC），导致细胞溶解死亡。 2.答题要点：补体的生物学作用：⑴溶菌、溶解病毒和细胞的细胞毒作用：补体激活产 生 MAC，形成穿膜的亲水性通道，破坏细胞膜结构，致细胞崩解。⑵调理作用：补体激活 过程中产生的 C3b、C4b 和 iC3b 可与中性粒细胞或巨噬细胞表面相应受体结合，促进吞噬 及杀伤作用。⑶清除免疫复合物：可溶性抗原－抗体复合物活化补体，产生的 C3b 与免疫 复合物结合，C3b 与表达 CR1 的红细胞、血小板黏附，免疫复合物运送至肝、脾内被巨噬

细胞清除。(4)炎症介质作用：C3a、C4a、C5a与肥大细胞或嗜碱粒细胞表面相应的受体结合激发细胞脱颗粒，释放血管活性介质引起炎症反应

细胞清除。⑷炎症介质作用：C3a、C4a、C5a 与肥大细胞或嗜碱粒细胞表面相应的受体结合， 激发细胞脱颗粒，释放血管活性介质引起炎症反应