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第十九章补体检测及应用


经典途径
2、补体激活的替代途径

替代途径的激活剂:某些细菌、革兰氏阴 性菌的内毒素、细菌的脂多糖、肽聚糖、 葡聚糖、酵母多糖、凝聚的IgG4和IgA聚 合物等。


激活过程:C3是启动替代途径并参与其 后级联反应的关键分子。 经典途径产生或自发产生的C3b与B因子 结合,血清D因子的作用,形成C3转化 酶( C3bBb ), 不稳定,与血 清 P 因 子 结 合 则 形 成 稳 定 的 C3 转 化 酶 ( C3bBbP ); C3转化酶水解C3,形 成C5转化酶( C3bnBb 或 C3bnBbP );
免疫调节作用 C3可参与捕捉并固定抗原,通过与抗原提呈细 胞上的CR1及CR2受体结合,使抗原易被APC处 理和提呈 作用于多种免疫细胞,调节细胞的增殖分化: C3b与B细胞表面CR1结合,促进B细胞增殖分 化 参与调节多种免疫细胞效应功能:NK结合C3b 增强ADCC作用

第二节 补体总活性测定

激活的特点: 可以识别自己与非己:C3b的中止与 激活 替代途径是补全权系统重要的放大机 制:替代途径C3转化酶对经典途径补 体的活化是一种放大机制。
3、MBL途径

激活物:病原微生物感染所诱导产生的急性期蛋白 ,如 MBL、CRP等。

激活过程:MBL与细菌的甘露糖残基结合;再与丝氨酸蛋 白 酶 结 合 , 形 成 MBL 相 关 的 丝 氨 酸 蛋 白 酶 ( MASP-1 、 MASP-2),MASP具有与活化的C1q同样的生物学活性,可 水解C4和C2,形成C3转化酶;其后过程与经典途径相同。

甘 露 聚 糖 结 合 凝 集 素 ( mannan binding tectin,MBL) 途 径 , 简 称 MBL途径:MBL结合至细菌而启动激 活的途径,此途径不依赖于抗原抗体 复合物的形成,在感染的早期就能发 挥免疫防御效应,为急性期蛋白途径。
1、补体激活的经典途径

主要激活物:IgG3、 IgG1 、IgG2和IgM 类抗体与相应抗原形成的免疫复合物。 此外还发现有许多因子可以激活此途径, 如细菌脂多糖、dsDNA、C-反应蛋白和 心肌线粒体等。
第十九章 补体检测及应用
第一节
一、补体的性质


1、补体的概念与来源

补体(complement,C)又称补体系统,是 一组存在于人和脊椎动物血清与组织液中具 有酶样活性、不耐热和功能上连续反应的糖 蛋白,包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白, 是抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件。
体内多种组织细胞均能合成补体成分,其中 肝细胞和巨噬细胞是补体的主要产生细胞。



补体 成分
分子量
电泳 区带
血清含量参考值 (μg/ml)
补体 成分
分子量
电泳 区带
血清含量参考值 (μg/ml)
C1q C1r C1s C2
390 95 85 117
γ2 β α β1
70 35 35 20~30
C9 B D P
C1INH
79 95 25 220
α β α γ2
240 210~240 2 25

2、补体系统的组成

补体并非单一成分,是由30余种活性成分 组成的补体系统,是体内最复杂的一个限 制性蛋白酶解系统(limited proteolysis system)。 按其生物学功能分为三类:

1、补体系统的固有成分:指存在于体液中参与 补体激活过程的补体成分。 经典激活途径: C1q、C1r、C1s、C4、C2; 甘露聚糖结合凝集素激活途径:MBL、丝 氨酸蛋酶; 旁路激活途径:B因子、P因子、D因子; 共同末端通路:C3、C5、C6、C7、C8、C9。
激活特点:MBL途径开始于急性期蛋白与病原体的结合, 而不是抗原抗体复合物形成。

6、三种激活途径的比较 4、共同末端效应

C5转化酶裂解C5是补体级 联反应中最后一个酶促步骤。 若补体激活发生在脂质双层 上,则形成MAC; 若补体激活发生在没有靶细 胞的血清中则有关补体成分 可同S蛋白形成亲水的无溶 细胞活性的SC5b~7、 SC5b~8及SC5b~9。
3、补体系统的命名原则

参与补体经典激活途径的固有成分,按其被发 现的先后分别命名为:C1(q、r、s)、C2、…C9; 补体系统的其他成分则以因子命名,用英文 大写字母表示:如B因子、D因子、P因子; 补体活化后的裂解片段以该成分的符号后加 小写英文字母表示,通常a为小片段,b为大 片段,但C2a为大片段,C2b为小片段;

正常血清中补体含量相对稳定,补体 蛋白约占总蛋白量的10%左右,补体 各组分含量相差较大,其中C3含量 最高,达1-2mg/ml,Df最低。 补体的性质不稳定,较其他蛋白质对 理化因素更为敏感,加热、紫外线照 射、机械振荡、酸碱和酒精等因素均 可破坏补体。


在0~10 ℃补体活性保持3-4天, -20 ℃以下冷冻 或真空干燥可使其活性保持较长时间,标本保 存应臵于-20 ℃以下。 补体灭活:加热56℃30min可使血清中绝大部分 补体失去活性,故补体活性检测应尽快进行。 补体代谢主要在血液和肝脏中进行,代谢率快, 每天约更新一半。 各种属动物间血中补体含量不同,豚鼠血清中 含量丰富,故实验室多采用豚鼠血清作为补体 来源。
C3
C4 C5 C6
190
180 190 128
β1
β2 β2 β2
1300
430~600 75 60
150
1100 93 159
α
180
250
C4bp I因子 H因子
β β
50 400~480
C7
C8
120
163
β2
γ1
55
200
S因子
88
α
500
二、补体的活化途径

生理情况下,血清中大多数补体蛋白以酶原形式存 在于体液中,一旦被活化物质激活,补体各组分便 产生连锁酶促反应即级联(cascade)反应,表现出 相应的生物活性。

三、补体的生物学功能

补体系统的生物学作用分为两大类: 补体在细胞膜表面激活并形成MAC,介导细胞溶解; 补体裂解片段介导的各种生物学效应。
补体系统的生物学功能: 补体介导的细胞溶解作用


调理吞噬和免疫粘附作用:是机体抗感染的主要 防御机制。 补体的调理吞噬:补体裂解片段C3b、C4b、 iC3b等可与细菌、病毒等颗粒性物质结合,促 进吞噬细胞对其吞噬; 免疫粘附作用:C3b与病毒或IC等结合后,可 介导后者与具有C3b受体的人RBC、PLT等结合, 从而有利于吞噬细胞捕获和清除。
2、补体调节蛋白:指参与调控补体活化的抑制 因子或灭活因子,多以其功能命名。 C1抑制物(C1 inhibitor,C1INH)、 C4结合蛋白(C4BP)、I因子、H因子、S蛋白 和膜协同因子蛋白(membrane cofactor protein,MCP)。 3、补体受体(complement receptor,CR):指 介导补体活性片段或调节蛋白生物学效应的各 种受体,以其结合对象来命名,如C1rR 、 C5aR/C3aR、C1qR,对C3片段的受体则用CR1CR5表示,调节蛋白的受体。

始动环节:C1q与IC中抗体分子的补体 结合位点相结合。IgG分子必须要两个 或以上,而IgM一个分子 即可激活C1q。

激活过程:补体C1-C9共11种成分全部参与的 活化途径。经典途径的活化过程可分为识别、 活化和膜攻击三个阶段。 识别阶段:C1q识别免疫复合物至C1酯酶 形成(小片段C1s)。 活化阶段:活化的C1s依次裂解C4和C2, 形成具有酶活性的C3转化酶( C 4b 2b ) 和C5转化酶(C 4b2b3b )的过程。


H因子: 竞争性抑制B因子与C3b的结合,阻止C3转 化酶的形成 促进I因子灭活C3b I因子:在C4bp和H因子的协同作用下可使C4b 和C3b裂解。 S蛋白:与C5b67结合,阻止其插入细胞脂膜而 抑制MAC形成。



同种限制因子(HRF):与C8蛋白结合而干扰 C9和C8相结合,使自身细胞膜上不能形成MAC。 衰变加速因子(DAF): 竞争性抑制B因子与C3b的结合,阻止C3转 化酶的形成; 促进 C 4b 2b 分解,从中臵换出C2b使C3转 化酶失活;
(一)CH50测定法的实验原理

补体最主要的活性是溶细胞作用。特异性抗 体与红细胞结合后可激活补体,导致红细胞 表面形成跨膜小孔,使胞外水分渗入,引起 红细胞肿胀而发生溶血。


具有酶活性的成分或复合物在其字符上画一 横线表示,如 C3bBb 等; 灭活的补体片段在其字符前加英文字母i表示, 如失活的C3b称为iC3b;
补体调节蛋白多以其功能命名:C1抑制物、 C4结合蛋白等。


4、补体的性质

补体大多为糖蛋白,其中C1q分子量最大, D因子最小;

血清蛋白电泳中,补体大多位于β球蛋白区, 少数位于γ 或α球蛋白区,如C1q、C8等为γ 球蛋白,C1s、C9为α球蛋白。
调节蛋白的调节:
补体激活启动阶段的调节; 对单一补体蛋白转化酶的调节; 对MAC形成的调节; 某些细胞表面存在的补体受体分子也参与补体 活化的调节。


C1抑制物(C1INH):以共价结合C1r、C1s,防止 C1的自发激活,亦可使C1酯酶失去裂解C4和C2的能 力。 C4结合蛋白(C4bp): 竞争性抑制C4b与C2的结合,阻止C3转化酶的形 成; 促进 C 4b 2b 分解,从中臵换出C2b使C3转化酶 失活; 辅助I因子裂解游离的C4b。

补体总活性测定是对激活后补体最终效 应的检测方法,可借此反映补体的整体 功能。 补体总活性测定方法是以红细胞的溶解 为指示,以50%溶血为判断终点,称为 CH50。
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