課堂筆記

一、概述★★★

（一）概念★★★

補(bǔ)體（C）是人和動物血清中的一組與免疫功能有關(guān)，經(jīng)活化后具有酶活性的蛋白質(zhì)。因其對特異性抗體有輔助和補(bǔ)充作用，故稱為補(bǔ)體。補(bǔ)體系統(tǒng)是由30余種血清蛋白、膜結(jié)合蛋白和補(bǔ)體受體組成的多分子系統(tǒng)。

（二）補(bǔ)體系統(tǒng)的組成★★

1．補(bǔ)體固有成分　包括經(jīng)典激活途徑的C1q、C1r、C1s、 C2、C4；旁路激活途徑的B因子、D因子和備解素（properdin，P因子）；甘露聚糖結(jié)合凝集素激活途徑（MBL途徑）的MBL、 MBL相關(guān)絲氨酸酶（MASP）；補(bǔ)體活化的共同組分C3、C5～C9。

按發(fā)現(xiàn)的先后順序?qū)⒀a(bǔ)體系統(tǒng)的固有成分分別命名為C1（C1q、C1r、C1s）、C2、C4、C3、C5～C9。

2．補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白　包括血漿中H因子、I因子、C1抑制物、C4結(jié)合蛋白、S蛋白、Sp40／40、羧肽酶N（過敏毒素滅活因子）、H因子樣蛋白（FHL）、H因子相關(guān)蛋白（FHR）；存在于細(xì)胞膜表面的衰變加速因子（DAF）、膜輔助蛋白（MCP）、CD59等。

補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白按其功能命名，如C1抑制物、C4結(jié)合蛋白。

3．補(bǔ)體受體（CR）　指存在于不同細(xì)胞膜表面、能與補(bǔ)體激活過程所形成的活性片段相結(jié)合、介導(dǎo)多種生物效應(yīng)的受體，包括CR1～CR5及C3aR、C4aR、C5aR、C1qR、C3eR、H因子受體（HR）等。

補(bǔ)體受體多以其結(jié)合對象命名，如C3aR、C5aR。

（三）補(bǔ)體系統(tǒng)的命名★

1．按發(fā)現(xiàn)的先后順序?qū)⒀a(bǔ)體系統(tǒng)的固有成分分別命名為C1（C1q、C1r、C1s）、C2、C4、C3、C5～C9。

2．旁路途徑的成分用大寫英文字母表示，如B因子、D因子。

3．補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白按其功能命名，如C1抑制物、C4結(jié)合蛋白。

4．補(bǔ)體受體多以其結(jié)合對象命名，如C3aR、C5aR。

5．補(bǔ)體成分被裂解后的片段，在其后加英文小寫字母，如C3a、C3b，通常a片段是游離的小片段，b片段是結(jié)合的大片段。

6．補(bǔ)體活化后具有酶活性的成分或復(fù)合物在其上方加一橫線表示，如，滅活的補(bǔ)體片段在其前加英文小寫字母i表示，如iC3b。

（四）補(bǔ)體的理化性質(zhì)★★

1．主要由肝細(xì)胞、巨噬細(xì)胞產(chǎn)生；人類胚胎發(fā)育早期即可合成補(bǔ)體，出生后3～6個(gè)月達(dá)到成人水平。

2．各補(bǔ)體成分的分子量及血清含量不一，血清補(bǔ)體總量相對穩(wěn)定，占總蛋白量的5%～6%；C1q分子量最大，C3含量最高。

3．均對熱敏感，56℃30min可滅活；室溫下補(bǔ)體也會很快失去活性，故保存補(bǔ)體應(yīng)放置-20℃或冷凍干燥。

4．正常情況下補(bǔ)體各成分以非活性狀態(tài)存在于血清中，被激活后才具有生物學(xué)功能。

二、補(bǔ)體系統(tǒng)的激活

（一）經(jīng)典激活途徑★★★

經(jīng)典激活途徑指激活物與C1q結(jié)合，順序活化C1r、C1s、 C4、C2、C3，形成C3轉(zhuǎn)化酶（C4b2b）與C5轉(zhuǎn)化酶（C4b2b3b）的級聯(lián)酶促反應(yīng)過程。

參與經(jīng)典激活途徑的補(bǔ)體成分為C1～C9，整個(gè)激活過程可分為識別階段、活化階段和膜攻擊階段?，F(xiàn)以細(xì)胞膜上的抗原與相應(yīng)抗體結(jié)合后，導(dǎo)致細(xì)胞溶解的過程為例，說明經(jīng)典途徑的激活過程，整個(gè)反應(yīng)過程在細(xì)胞膜上進(jìn)行。

1．識別階段

（1）激活物質(zhì)：激活物主要是與抗原結(jié)合的IgG1～I(xiàn)gG3、 IgM分子。

（2）識別參與的補(bǔ)體成分：C1通常以C1q（C1r）2（C1s）2復(fù)合大分子的形式存在于血漿中（圖3-1）。C1q與2個(gè)以上Fc段結(jié)合可發(fā)生構(gòu)型改變，使與C1q結(jié)合的C1r活化，活化的C1r激活C1s，后者具有絲氨酸蛋白酶活性，此即活化的C1復(fù)合物。

圖3-1　補(bǔ)體C1復(fù)合大分子

2．活化階段　在有Mg 2＋存在時(shí)，活化C1中的C1s將C4裂解成C4a和C4b兩個(gè)片段。C2與C4b形成復(fù)合物，被C1s裂解而產(chǎn)生C2a和C2b；C2b可與C4b結(jié)合成C4b2b復(fù)合物（即C3轉(zhuǎn)化酶），后者使C3裂解為C3a和C3b。新生的C3b可與C4b2b中C4b結(jié)合，形成C4b2b3b（即C5轉(zhuǎn)化酶），引起共同的末端效應(yīng)（圖3-2）。

圖3-2　補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑

3．膜攻擊階段（見補(bǔ)體活化的共同末端效應(yīng)）

（二）旁路激活途徑★★

旁路激活途徑又稱替代激活途徑，不依賴于抗體。微生物或外源異物直接激活C3，由B因子、D因子和備解素參與，形成C3與C5轉(zhuǎn)化酶的級聯(lián)酶促反應(yīng)過程。種系發(fā)生上，旁路途徑是最早出現(xiàn)的補(bǔ)體活化途徑，是抵御微生物感染的非特異性防線。

1．激活物　旁路途徑的激活物質(zhì)是為補(bǔ)體激活提供保護(hù)性環(huán)境和接觸表面的成分，如某些細(xì)菌、內(nèi)毒素、酵母多糖、葡聚糖、真菌以及異種哺乳動物細(xì)胞等。

2．參與的補(bǔ)體成分　關(guān)鍵分子是C3，其他的補(bǔ)體成分包括多種調(diào)節(jié)蛋白（如H因子、I因子、DAF、MCP、CR1等可降解、滅活C3b）、B因子（可與C3b結(jié)合）、D因子（可裂解B因子為Ba和Bb）。

3．具體過程　見圖3-3。

圖3-3　補(bǔ)體旁路激活途徑

（三）MBL激活途徑★★

MBL途徑又稱凝集素激活途徑，指由血漿中甘露聚糖結(jié)合的凝集素（mannose binding lectin，MBL）直接識別多種病原微生物表面的N氨基半乳糖或甘露糖，進(jìn)而依次活化MASP1、MASP2、C4、C2、C3，形成（與經(jīng)典途徑相同的）C3與 C5轉(zhuǎn)化酶的級聯(lián)酶促反應(yīng)過程。具體過程如下。

病原微生物感染→Mφ和中性粒細(xì)胞產(chǎn)生IL-1、IL-6、 TNF→誘發(fā)急性期反應(yīng)→肝產(chǎn)生MBL等急性期蛋白MBL與細(xì)菌甘露糖殘基結(jié)合→活化絲氨酸蛋白酶MASP（與C1r、C1s有同源性）→水解C4和C2（類似活化的C1的功能）→進(jìn)而形成C3轉(zhuǎn)化酶。此后過程同于經(jīng)典途徑。

（四）補(bǔ)體活化的共同末端效應(yīng)★★★

補(bǔ)體活化的經(jīng)典途徑、旁路途徑和MBL途徑共同的末端效應(yīng)即膜攻擊復(fù)合物（MAC）形成，導(dǎo)致細(xì)胞溶解。具體過程如下。

C5轉(zhuǎn)化酶→裂解C5形成C5a（游離于液相）和C5b（結(jié)合于細(xì)胞表面）→系列的連接反應(yīng)（C5b依次與C6、C7、C8結(jié)合，形成C5b678復(fù)合物，并插入細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層）→C5b678復(fù)合物可與12～15個(gè)C9分子結(jié)合成C5b6789大分子復(fù)合體，即膜攻擊復(fù)合物（MAC）→損傷靶細(xì)胞膜→細(xì)胞崩解。

（五）補(bǔ)體三條激活途徑的比較★★★

補(bǔ)體的三條激活途徑既有共同之處，又有各自特點(diǎn)。①激活劑：經(jīng)典途徑以抗原抗體復(fù)合物為主，旁路途徑和MBL途徑則以微生物為主。②作用特點(diǎn)：旁路途徑和MBL途徑在初次感染或感染的早期有重要意義，而經(jīng)典途徑在體內(nèi)已產(chǎn)生抗體的條件下發(fā)揮重要作用，例如再次感染或感染后期。具體比較見圖3-4。

圖3-4　補(bǔ)體三條激活途徑的比較

三、補(bǔ)體活化的調(diào)控★

1．自身衰變調(diào)節(jié)　補(bǔ)體激活過程產(chǎn)生的若干中間產(chǎn)物極不穩(wěn)定，易自行衰變，成為級聯(lián)反應(yīng)的重要自限因素。

2．體液調(diào)節(jié)因子　與不同補(bǔ)體成分相互作用，維持補(bǔ)體激活與抑制的動態(tài)平衡。

（1）C1抑制物（C1inhibitor，C1INH）：與活化的C1q、C1r結(jié)合成穩(wěn)定的復(fù)合物→滅活C1r、C1s。

（2）C4結(jié)合蛋白（C4binding protein，C4bp）：競爭性抑制C4b與C2結(jié)合→阻止C3轉(zhuǎn)化酶形成。

（3）I因子：具有絲氨酸蛋白酶活性→裂解C4b、C3b。

（4）H因子：與B或Bb競爭結(jié)合C3b→促使C3b被I因子酶解失活。

（5）SP40／40：一種血漿糖蛋白，調(diào)節(jié)MAC的組裝和溶細(xì)胞效應(yīng)。

（6）S蛋白（S protein，SP）：亦稱玻璃連結(jié)蛋白，是血漿蛋白，可阻礙C5b67復(fù)合物與靶細(xì)胞膜結(jié)合而抑制MAC形成。

3．膜結(jié)合型調(diào)節(jié)分子　膜結(jié)合型調(diào)節(jié)分子廣泛分布于血細(xì)胞和其他細(xì)胞，其主要作用是保護(hù)自身細(xì)胞，免受補(bǔ)體系統(tǒng)的攻擊。

（1）膜輔助蛋白（MCP）：如CR1（CD35）、CD46，促進(jìn)I因子裂解C4b、C3b→干擾C4b2b和C3bBb形成。

（2）衰變加速因子（DAF）：抑制C4b2b形成；干擾C3bBb形成（B與C3b結(jié)合↓；C3bBb解離↑）。

（3）同源限制因子（HRF）：即C8結(jié)合蛋白（C8-binding protein，C8bp）干擾C9與C8結(jié)合→抑制MAC形成。

（4）膜反應(yīng)性溶解抑制物（MIRL）：阻礙C7、C8與C5b～ C6復(fù)合物結(jié)合→抑制MAC形成。

四、補(bǔ)體的生物學(xué)作用★★

1．溶菌、溶解病毒的細(xì)胞毒作用　補(bǔ)體激活產(chǎn)生MAC，導(dǎo)致細(xì)胞崩解，參與宿主抗細(xì)菌和抗病毒防御機(jī)制。

2．調(diào)理作用　C3b、C4b等通過與吞噬細(xì)胞表面的CR結(jié)合而促進(jìn)其吞噬作用，即補(bǔ)體介導(dǎo)的調(diào)理作用。此效應(yīng)是機(jī)體抵御全身性細(xì)菌和真菌感染的主要機(jī)制之一。

3．清除循環(huán)免疫復(fù)合物　通過C3b與表達(dá)CR1的紅細(xì)胞、血小板黏附，將免疫復(fù)合物轉(zhuǎn)運(yùn)至肝、脾內(nèi)，被巨噬細(xì)胞清除，此為免疫黏附，是機(jī)體清除循環(huán)免疫復(fù)合物的重要機(jī)制。

4．炎癥介質(zhì)作用　C3a和C5a被稱為過敏毒素，可與肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞表面C3aR和C5aR結(jié)合，觸發(fā)靶細(xì)胞脫顆粒，釋放組胺和血管介質(zhì)，介導(dǎo)局部炎癥反應(yīng)。

5．趨化作用　C3a、C5a作為趨化因子促進(jìn)中性粒細(xì)胞向被微生物入侵的部位定向快速移動即為趨化。

6．機(jī)體抗感染防御的主要機(jī)制　在抗感染防御機(jī)制中，補(bǔ)體是天然免疫和獲得性免疫間的橋梁。

7．參與特異性免疫應(yīng)答　補(bǔ)體活化產(chǎn)物、補(bǔ)體受體及補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白可通過不同機(jī)制參與特異性免疫應(yīng)答。

8．補(bǔ)體系統(tǒng)與其他酶系統(tǒng)的相互作用　補(bǔ)體系統(tǒng)與體內(nèi)凝血系統(tǒng)、纖溶系統(tǒng)和激肽系統(tǒng)存在密切關(guān)系。

五、補(bǔ)體系統(tǒng)異常與疾病★

1．補(bǔ)體的遺傳性缺陷

（1）補(bǔ)體組分缺損或異常，影響機(jī)體防御功能。如C1、 C2、C4缺陷→易發(fā)SLE（系統(tǒng)性紅斑狼瘡）。

（2）補(bǔ)體調(diào)節(jié)分子缺陷，如C1抑制物缺陷→遺傳性血管神經(jīng)性水腫；I因子缺陷→嚴(yán)重的反復(fù)細(xì)菌性感染。

2．補(bǔ)體含量的改變　補(bǔ)體含量或活性的增高常見于急性炎癥和組織損傷，補(bǔ)體的含量降低常見于因合成不足而下降，因消耗增多而下降。

重點(diǎn)難點(diǎn)提示

1．補(bǔ)體的激活途徑及比較。

2．補(bǔ)體的生物學(xué)作用。

測試及考研

一、最佳選擇題

1．MBL途徑中與C1q生物活性相同的成分

A．MBL相關(guān)絲氨酸蛋白酶

　　B．C反應(yīng)蛋白

C．細(xì)菌甘露糖

D．絲氨酸蛋白酶

E．甘露聚糖結(jié)合凝集素

本題考點(diǎn)：補(bǔ)體的MBL激活途徑。

2．不參加旁路途徑的補(bǔ)體成分是（?。?/p>

A．C1　　B．C3　　　C．C5

D．D因子　　E．B因子

本題考點(diǎn)：補(bǔ)體的旁路激活途徑。

二、多項(xiàng)選擇題

具有趨化作用的補(bǔ)體成分有（　）

A．C3a　　　　B．C2a　　C．C3b　　　　D．C5a　　　　E．C4b

本題考點(diǎn)：補(bǔ)體裂解片段的作用。

三、簡答題

什么叫補(bǔ)體？其有哪些生物學(xué)作用？

答案：

一、1．A；2．A

二、AD

三、補(bǔ)體是人和動物血清中的一組與免疫功能有關(guān)，經(jīng)活化后具有酶活性的蛋白質(zhì)。因其對特異性抗體有輔助和補(bǔ)充作用，故稱為補(bǔ)體。

生物學(xué)作用：①溶菌、溶解病毒的細(xì)胞毒作用：補(bǔ)體激活產(chǎn)生MAC，導(dǎo)致細(xì)胞崩解，參與宿主抗細(xì)菌和抗病毒防御機(jī)制。②調(diào)理作用：C3b、C4b等通過與吞噬細(xì)胞表面的CR結(jié)合而促進(jìn)其吞噬作用，即補(bǔ)體介導(dǎo)的調(diào)理作用。此效應(yīng)是機(jī)體抵御全身性細(xì)菌和真菌感染的主要機(jī)制之一。③清除循環(huán)免疫復(fù)合物：通過C3b與表達(dá)CR1的紅細(xì)胞、血小板黏附，將免疫復(fù)合物轉(zhuǎn)運(yùn)至肝、脾內(nèi)，被巨噬細(xì)胞清除，此為免疫黏附，是機(jī)體清除循環(huán)免疫復(fù)合物的重要機(jī)制。④炎癥介質(zhì)作用：C3a和C5a被稱為過敏毒素，可與肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞表面C3aR和C5aR結(jié)合，觸發(fā)靶細(xì)胞脫顆粒，釋放組胺和血管介質(zhì)，介導(dǎo)局部炎癥反應(yīng)。⑤趨化作用：C3a、C5a作為趨化因子促進(jìn)中性粒細(xì)胞向被微生物入侵的部位定向快速移動即為趨化。

（蘇　昕）