免疫系统2补体系统.ppt

<p>,补体,(complement,c),系统,补体的概念与组成,补体的激活与调控,补体的生物学作用,重要知识点,:,免疫系统,2-,补体系统,一、概述,参与补体激活反应的固有成分,经典激活途径成分：,C1q,、,r,、,s,、,C4,、,C2,、,C3,MBL,途径成分：,MBL,、,MASP-1,、,MASP-2,、,C2,、,C4,、,C3,等,旁路激活途径成分：,B,因子、,D,因子、,P,因子、,C3,概念：,组成：,共同末端反应成分：,C5,、,C6,、,C7,、,C8,、,C9,膜结合调节蛋白：衰变加速因子（,DAF,）、膜辅助蛋白（,MCP,CD46,）、同源限制因子（,HRF,）、膜反应性溶解抑制因子,(MIRL,CD59),等,CR1CR5,C5aR,、,C2aR,、,C4aR,血浆可溶性调节蛋白：,备解素（,Pf,）、,C1,抑制物、,I,因子、,C4,结合蛋白、,H,因子、,S,蛋白、,Sp40,补体调节蛋白：调控补体的活化,补体受体：存在于细胞膜,特点,：,理化性状不稳定（灭活温度为,56,30min,）,大多以酶原形式存在，需激活后,发挥免疫作用,各成分在血清中含量基本恒定,命名：,机体多种组织细胞能合成补体,命 名：,固有成分,:,根据发现的顺序命名为,:C1,C9,。,活化后具有酶活性的复合物,:,C3,转化酶,:,经典,/MBL,途径,:,C,4b2b,旁路途径,:,C,3bBb,/,C,3bBbP,C5,转化酶,:,经典,/MBL,途径,:,C,4b2b3b,旁路途径,:,C,3bBb3b,/,C,3bnBb,C1,酯酶,:,经典,/MBL,途径,:,膜攻击复合体（,MAC,）,:,调控蛋白,:,按功能命名,C,1/,C,1s,活性片段,:,大片段英文小写,b;,小片段用,a,表示。,*,游离抗体不能激活补体经典途径。,（一）经典激活途径,*,激活物质：免疫复合物（,Ag-Ab,复合物）。,*,C1q,仅与复合物中,IgM,的,CH3,区或,IgG13,的,CH2,区结合才能活化。,*,每一个,C1q,分子必须同时与两个以上,Ig,的补,体结合位点结合才能被激活。,激活物及激活条件：,二、补体系统的激活途径,激活的三个阶段：,*,膜攻击阶段：,由,C5b6789,形成膜攻击,复合体,(MAC),使靶细胞溶解的阶段。,*,活化阶段：,C,1,s,激活,C4,、,C2,，形成,C,4b2b,激活,C3,形成,C,4b2b3b,，激活,C5,的阶段。,*,识别阶段：,C1q,识别,Ag-Ab,复合物,Ig,的补体结合位点,形成,C,1,s,的阶段。,C1,（,q,、,r,、,s,）分子结构示意图,2,分子,C1r,2,分子,C1s,R,R,S,S,S,S,R,R,1,分子,C1q,Ca,2+,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,Ag.Ab,复合物中的,IgM,活化,C1q,示意图,R,R,S,S,S,S,R,R,Ag.Ab,复合物中的,IgG,活化,C1q,示意图,R,R,S,S,S,S,R,R,q,r,r,s,s,C1,C4,C2,C4b,C2b,C3,C3b,C5,C5b,C6,C7,C8,C8,9,C6,C7,9,9,9,9,9,9,C2a,C4a,C4b,C2b,C3a,C5a,Ma,2+,q,r,r,s,s,C1,Ca,2+,C3,转化酶,MAC,同种异型红细胞,C5,转化酶,表位,识别阶段,活化阶段,膜攻击阶段,C3,转化酶,依赖抗体，感染晚期发挥作用,膜攻击复合体,(MAC),穿孔素,MAC,结构示意图,C5b,C6C7,C8,大量水分进入细胞内，致死性钙离子内流细胞溶解,靶细胞,（二）旁路活化途径过程,是由病原体等激活物为,C3b,提供接触面，越过,C1,、,C4,、,C2,，直接从,C3,开始的激活过程。,LPS,、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的,IgG4/IgA,激 活 物,:,C3b,与,LPS,等物质结合后，不被血清中的,I,因子、,H,因子或膜结合蛋白,(DAF,、,MCP),破坏。,激活过程,:,*,体内少量,C3,被激活形成,C3a+C3b,。,*,C3b,与,LPS,等固相结合，,I,因子和,H,因子不灭活。,直接从,C3,开始的激活过程,*,Bf,与,C3b,结合，,Df,水解与,C3b,结合的,Bf,，形,C,3bBb,。激活更多,C3,，形成,C,3bnBb,。,C3b,I/H,C3b,LPS,C3b,LPS,Bf,C3b,LPS,Bb,Df,C3,C3b,3b,Bb,C5,Ba,C5a,C5b,MAC,C,3bBb,C,3bnBb,C7,C6,C8,C9n,正反馈放大机制,不依赖抗体，感染早期发挥作用,旁路激活途径示意图,（三）,MBL,激活途径,由,MBL,与病原体表面甘露糖残基结合后启动补体激活的过程。,感染的早期，肝细胞在,TNF-,、,IL-1,和,IL-6,等细胞因子的诱导下合成与分泌的急性期蛋白（,MBL,、,C,反应蛋白）。,MBL(,甘露糖结合凝集素,),：,MBL,启动补体系统激活的机制：,MBL,的立体构象与,C1q,相似，与病原体表面的甘露糖残基结合发生构象的改变。,活化血清中的,MASP-1,和,MASP-2,（,MBL,相关的丝氨酸蛋白酶）,MASP-1,、,2,有类似,C,1,s,的作用，可裂解,C4,和,C2,，形成,C4b2b,。,MBL,的结构示意图,N,区,糖结合区,C,区,信号肽区,病原体,C2,C4,C4b,C2b,C3,C4a,C4b,C2a,C3b,C2b,C3a,C,4,b2b,C,b2b3b,C5,C5b,C5a,C7,C6,C8,C9n,MAC,MASP-2,MASP-1,MBL,激活途径示意图,C3,C3a,C3b,旁路途径,不依赖抗体，感染早期发挥作用,补体三条激活途径全过程示意图,经典激活途径，,CP,抗原抗体复合物,MBL,途径，,LP,Clq,、,r,、,s,C1,C4+C2,MBL+,病原体甘露糖残基,MASP,1,MASP,2,旁路激活途径，,AP,LPS,酵母多糖、聚合,lgA,、,lgG4,（为,C3b,提供接触面）,C567,*,靶细胞溶解,C5b6789n,MAC,B D P,AP,的,C5,转化酶,正反馈机制,C2a,*,C4a,*,C3a,*,B a,丝氨酸蛋白酶,AP,的,C3,转化酶,C6 C7 C8 C9n,*,补体活化过程中产生的活性片段,C3b,C3,C5,C3a,*,C5a,C5b,C3,C3b,C3bnBbP,CP,、,MBL,C3,转化酶,C4b2b,CP,、,MBL,C5,转化酶,C4b2b3b,C3bBbP,补体三条激活途径比较,经典途径,MBL,途径,替代途径,激 活 剂,Ag-Ab,MBL-,病原体甘露糖,LPS,、酵母多糖、聚合,IgA/IgG4,等,参与成分,C1,C9,MASP 1,、,2,C2,C9,B,、,D,、,P,因子,C3,、,C5,C9,C3,转化酶,C4b2b,C4b2b,C3bBb/,C3bBbP,发挥效应,感染较晚期,感染早期,感染早期,C5,转化酶,C4b2b3b,C4b2b3b,C3bnBb/,C3bnBbP,起始分子,C1q,C3,C2,、,C4,所需离子,Ca,2+,、,Mg,2+,Ca,2+,Mg,2+,（一）,补体介导的细胞溶解,(CDC),三、补体的生物学功能,（二）,调理作用,CR1,吞噬细胞,促进捕捉、吞入,消化溶解病原菌,残渣排除胞外,病原菌,C3b,Ab,调理素：,IgG,、,C3b,、,C4b,、,iC3b,（三）,清除免疫复合物,C3b,免疫粘附作用,Ag-Ab,C3b,CR RBC,黏附,吞噬细胞,吞噬,吞入,吞入,消化,排出,参与免疫黏附：,C3b,、,C4b,、,iC3b,、红细胞、血小板、吞噬细胞等,（四）,参与炎症反应,1.,C3a,、,C4a,、,C5a,的过敏毒素作用,2.,C2a,的激肽样作用,释放组胺,C5a,肥大细胞,C5aR,脱颗粒,引起血管扩张,通透性增加,引起血管扩张,通透性增加,可以使肥大细胞、嗜碱性粒细胞脱颗粒的因素：,C3a,、,C4a,、,C5a,、,IgE,趋化因子可吸引吞噬细胞穿越血管内皮,基 膜,趋化因子,3.,C3a,、,C5a,的趋化作用,（五）,免疫调节,*,C3,、,C3b,促进,APC,摄取抗原,;,（,C3d/CD21,受体,/BCR,的辅助受体）,*,B,细胞活化增殖等有调节作用,补体的生物学活性,生物学活性,补体分子,作用机理,溶菌、杀菌与细胞毒作用,C1,C9,细胞（病毒感染细胞，肿瘤细胞和红细胞）或细菌溶解,调理作用,C3b,、,C4b,与细菌或细胞结合，使之易被吞噬,炎症介质作用,激肽活性,C2a,增强血管通透性,过敏毒素,C5a,、,C3a,、,C4a,与肥大细胞或嗜碱性粒细胞结合后，释放组胺等血管活性介质，使血管扩张,趋化作用,C3a,、,C5a,、,吸引中性粒细胞及单核细胞,免疫粘附及清除,IC,C3b,、,C4b,与,IC,结合后，粘附于红细胞、血小板等细胞上，易被吞噬与清除,免疫调节作用,C3b,、,C1q,与免疫细胞结合后，调节细胞的功能,中和溶解病毒,C1,、,C2,、,C3,、,C4,增加抗体对病毒的中和作用促进某些包膜病毒的溶解,四、补体系统活化的自身调控,（一）补体自身衰变的调节,C,4b2b,和,C,3bBb,极不稳定，易自行衰变，使,C3,不能裂解后续补体的激活过程。,C5b,的衰变影响,MAC,的形成。,C4b,、,C2b,的衰变影响,C4b2b,的形成。,（二）补体可溶性调节因子的作用,1.C1,抑制物（,C1inhibitor,，,C1INH,）,与,C1r,、,C1s,共价结合，使其失去酶活性，不能裂解,C4,和,C2,，阻断了经典途径,C3,转化酶的形成。,C1INH,还可抑制,MASP,，参与,MBL,途径的调控。,可灭活,C3b,与,C4b,，防止,C3,转化酶和,C5,转化酶的持续合成，从而调节补体的活化过程。故亦称,C3b/C4b,灭活因子,C4,结合蛋白（,C4 binding protein,，,C4bp,）可与,C4b,结合，阻止,C4b,与,C2b,的结合，阻断经典途,C,4b2b,的组装并加速其分解。,2.C4,结合蛋白,3.I,因子,蛋白又称膜攻击复合物抑制因子，能干扰,C5b67,复合物与细胞膜结合，抑制,MAC,的形成，阻碍补体对靶细胞的溶解作用,C3b,灭活促进因子，能促进,I,因子灭活,C3b,。还可竞争性抑制因子与,C3b,的结合,从而阻断旁路途径,C3,转化酶的形成。,4.H,因子,5.,蛋白,存在与血清中,作用与,C5b9,抑制,MAC,的形成，防止,MAC,溶细胞作用,.,6.Sp40/40:,膜结合型调节分子广泛分布于血细胞及多种组织细胞膜上，其主要作用是保护自身细胞免受补体系统的攻击。,（三）膜结合分子的调节作用,是一种单链跨膜蛋白，能与结合于细胞表面的,C3b,、,C4b,结合，辅助因子裂解,C3b,和,C4b,，阻止后续补体成分的活化。,1.,膜辅助蛋白（,MCP,）,2.,促衰变因子,（,DAF,）,3.,同源限制因子,（,HRF,）,又称,C8,结合蛋白，能与,C5b678,复合物中的,C8,结合，影响,C9,分子的聚合，阻止,MAC,的形成。由于,HRF,与,C8,之间的结合有严格的种属限制性，故称同源限制因子（,HRF,）。,能加速,3,及,C5,转化酶的衰变，其中对,C,4b2b,的促衰变作用大于对,C,3bBb,。,DAF,还可阻止,C3,转化酶和,5,转化酶的装配。,分布于血细胞上。加速,C3,转化酶的降解。辅助,I,因子，介导,C3b,、,C4b,降解。,分布于红细胞、淋巴细胞、单核细胞、血小板，阻止,C7,、,C8,与,C5b6,结合，使,MAC,不能形成。,4.CR1(C3b,受体,1/CD35),5.,膜反应性溶解抑制物（,MIRL/CD59,）,补体调节蛋白及生物学活性,调节分子,血清浓度,g/ml,分子量,(KDa),生物学活性,体液中可溶性调节因子,C1,抑制物,180,105,使,C1s,失去活性，不能裂解,C4,、,C2,C,4,结合蛋白（,C4bp,）,250,590,使,C4b,裂解，加速,C4B2B,衰变,I,因子,(C3b,灭活因子,),50,90,灭活,C3b,、,C4b,H,因子,(C3b,灭活促进因子,),400,150,置换,C3bBb,中的,Bb,，使其失去活性,S,蛋白,(MAC,抑制物,),500,80,阻止,MAC,插入到靶细胞,SP40/40,50,0.08,抑制,MAC,的形成，防止,MAC,溶细胞作用,膜结合蛋白,CR1(C3b,受体,1,，,CD35),200,分布于多数血细胞上，加速,C3,转化酶的降解,MCP(,膜辅助蛋白，,CD46),45,70,分布于血细胞（除红细胞）和上皮细胞，辅助,I,因子介导,C3b,、,C4b,降解,DAF,（促衰变因子）,75,分布于多数血细胞表面加速 的降解,HRF,（同源限制因子,/C8 bp,）,分布在血细胞膜表面抑制旁观细胞溶解,MIRL,膜反应性溶解抑制物,CD59,分子量,(KDa),分布于红细胞、淋巴细胞、单核细胞、血小板，防止,C7,、,C8,与 结合，防止,MAC,形成,五、补体异常与临床疾病,（一）补体与临床疾病诊断,检测补体总活性,(CH50),与各组分含量辅助诊断有关疾病,高补体血症：,一般微生物感染性疾病补体代偿升高,低补体血症：,肝病使补体合成减少；肾病使补体丢失减少；免疫性疾病使补体大量消耗减少,（二）补体遗传性缺陷,C1INH,缺乏：,致遗传性疾病血管性水肿。患者表现反复发作的局部皮肤和黏膜水肿。水肿累及肠壁时致严重腹痛；波及喉头可因窒息死亡。,DAF/CD59,缺乏：,因编码,N-,乙酰葡糖胺转移酶的,PIG-A,基因突变，影响磷脂酰肌醇,(GPI),的糖基化，,DAF/CD59,无法以磷脂酰肌醇,(GPI),形式锚定在细胞膜上。引发阵发性夜间血红蛋白尿,(paro-xysmal noctural hemoglobinuria,，,PNH),（三）,补体与临床疾病的发生,介导病原微生物感染机体细胞,CR1-EBV,，,MCP,-,麻疹,V,；,DAF,-,柯萨奇,V,与大肠杆菌,扩大感染后的炎症反应,1.,补体与感染性疾病,通过补体活化后活性片断及补体与凝血系统、纤溶系统等的相互作用,免疫系统,3-,细 胞 因 子,Cytokine,CK,概念,细胞因子的共性,细胞因子的种类,细胞因子的生物学功能,知识重点,概念：,是由活化的免疫细胞（单核巨噬细胞、,T,细胞、,B,细胞、,NK,细胞）或非免疫细胞（血管内皮细胞、表皮细胞、纤维母细胞）合成分泌的，具有多种生物学活性的低分子糖蛋白的统称。,理化及分泌特点,低分子量,880KD,产生多源性和多向性,分泌的短暂的自限性,生物学作用特点,多效性,重叠性,拮抗性,协同性,双向性,自分泌、旁分泌的形式发挥效应,通过细胞因子受体发挥效应,生物学作用的多样性和网络性,生物学作用的复杂性,非特异性,第一节 细胞因子的共性,高效性（极微量水平即可发挥作用）,无,MHC,限制性,CK,作用多效性示意图,T,、,B,细胞的共丝裂原,生长因子作用,诱导产生其它,CK,加强巨噬细胞,自身激活和分化,加强巨噬细胞,杀伤病原体,增强,NK,细胞活性,增强,APC,抗原提呈作用,TNF,多种细胞因子也可作用于同一种靶细胞，表现相同的生物学效应。如,IL-1,和,TNF,均可促进,T,细胞表面,IL-2,受体的表达和,IL-2,等细胞因子的产生。,TC,IL-1,IL-1R,TNF,TNFR,IL-2,IL-2R,2,淋巴因子（,lymphokine,）由活化淋巴细胞产生，如,IL-2,、,3,、,4,、,5,、,6,、,9,、,10,、,11,、,12,、,13,等。,(,一,),按细胞来源分类,1,单核因子（,monokine,，,MK,）由活化的单核吞噬细胞产生，如,IL-1,、,8,，,TNF-,，,IFN-,等。,二、,CK,的分类及生物学活性,(,二,),按功能分类,*,白细胞介素,(,interleukin,IL,）,最初是指由白细胞产生又在白细胞间发挥作用的细胞因子，故称为白细胞间介素。后来发现,IL,也可由其他细胞产生并介导其他细胞。目前报道的已有,30,余种，依次命名为,IL-1,，,IL-2,等。,TNF-,：也称淋巴毒素（,lymphotoxin,，,LT,），主要由活化的,T,细胞产生，有抗病毒、抗肿瘤、免疫调节等生物学作用。,*,肿瘤坏死因子（,tumor necrosis factor,TNF,）,能使肿瘤组织出血坏死的细胞因子，根据其来源与结构分为,TNF-,和,TNF-,两种：,TNF-,：由活化的单核巨噬细胞产生，低浓度时表现为抗感染、抗肿瘤及介导炎症反应，大剂量的,TNF-,可使机体食欲减退、脂蛋白合成受到抑制引起恶液质，也称恶液质素。,TNF,的生物学活性,1.,杀瘤、抑瘤作用,（,1,）直接杀伤或抑制肿瘤细胞,（,2,）激活,NK,细胞和巨噬细胞，间接发挥作用,（,3,）损伤血管内皮细胞，促进血栓的形成，阻断肿瘤,组织的血流供应，导致肿瘤出血坏死,2.,免疫调节作用,（,1,）刺激靶细胞合成分泌细胞因子，如,IL-1,、,IL-6,、,IL-8,等,（,2,）增强,T,、,B,细胞对抗原和有丝分裂原的增殖反应,（,3,）增强,Tc,细胞对靶细胞的杀伤活性,3.,促进炎症反应,（,1,）诱导血管内皮细胞表达细胞间粘附分子,1,（,ICAM-1),（,2,）分泌,IL-1,、,IL-8,等炎症分子和趋化因子,（,3,）增强中性粒细胞和单核吞噬细胞的吞噬,功能,4.,抗病毒作用,（,1,）类似于,IFN,的作用,（,2,）直接杀伤病毒感染细胞,5.,致热作用 内热性热源质,(1),直接作用于下丘脑体温调节中枢,（,2,）刺激巨噬细胞释放,IL-1,6.,引发恶液质,由,TNF,引起，能够促进蛋白脂肪消耗、分解，引起代谢紊乱,表现为厌食、恶心、消瘦、衰弱和贫血,是最先发现的细胞因子，因其具有干扰病毒复制的能力而得名。根据来源和理化性质，可分为,I/II,型干扰素,。,*,干扰素（,interferon,IFN,）,IFN-,（主要由白细胞产生）,IFN-,（成纤维细胞和病毒感染细胞产生）,IFN-,（活化的,T,细胞和,NK,细胞产生的）,生物学作用：抗病毒、抗肿瘤及免疫调节。,能够刺激多能造血干细胞和不同发育分化阶段的造血干细胞进行增殖分化，并在半固体培养基中形成相应细胞集落的,CKs,。,*,集落刺激因子,（,colony stimulating,CSF,）,粒细胞,-,巨噬细胞集落刺激因子（,GM-CSF,）,单核,-,巨噬细胞集落刺激因子（,M-CSF,）,粒细胞集落刺激因子（,G-CSF,）,刺激红细胞的红细胞生成素（,EPO,）,刺激造血干细胞的干细胞生长因子（,SCF,）,血小板生成素,是由十余种结构相似、多为,8,10KD,的蛋白质组成的,对吞噬细胞和淋巴细胞具有趋化或活化功能的细胞因子。,*,趋化性细胞因子（,chemokine,）,根据氨基端半胱氨酸的排列方式又分：,亚家族（代表成员为,IL-8,）,亚家族（代表为单核细胞趋化蛋白,-1/MCP-1,）,亚家族（代表成员为淋巴细胞趋化蛋白）,转化生长因子,-,（,TGF-,）,表皮细胞生长因子（,EGF,）,血管内皮细胞生长因子（,VEGF,）,成纤维细胞生长因子（,FGF,）,神经生长因子（,NGF,）,血小板衍生生长因子（,PDGF,）,*,生长因子（,growth factor,GF,）,是具有刺激细胞生长作用的细胞因子。,三、细胞因子的生物学作用,介导固有免疫,抗病毒：,性,IFN,、,IL-15,、,IL-12,抗菌炎症：,TNF,、,IL-1,、,IL-6,和趋化性,CK,抗肿瘤：,IL-15,刺激,NK,细胞增殖,刺激造血功能,IL-3,、,GM-CSF,、,G-CSF,、,M-CSF,、,EPO,细胞因子与神经,-,内分泌,-,免疫网络,参与神经系统发育,和损伤修复,诱导,APC,产生,MHC II,，参与抗原提呈,调节免疫细胞分化、增殖,参与和调节免疫细胞的效应,介导与调节适应性应答免疫,（一）细胞因子与疾病,参与炎症的发生,促进炎性细胞渗出与趋化,激活炎性细胞,引起发热，参与炎症病理损伤,CK,与肿瘤,抗肿瘤作用,TNF,、,IFN,、,IL-4,、,OSM,促进肿瘤生长,IL-6,、,M-CSF,、,EGF,CK,与移植排斥反应,CK,与免疫性疾病,免疫缺陷病,超敏反应疾病,自身免疫性疾病,四、细胞因子的临床意义,（二）,CK,与疾病诊断,辅助诊断疾病 类风湿、慢性肝炎、判断疾病预后,监测机体免疫功能、疗效和病情,（三）,CK,与疾病治疗,2,、,CK,的补充,/,添加疗法,给予外源性,CK,CK,基因疗法,诱导内源性,CK,产生,1,、,CK,阻断,/,拮抗疗法,CK,产生抑制剂,抗,CK,抗体,阻断,CK,与其受体结合,抑制,CKR,表达,CK,靶向疗法,给予具有抑制性的,CK,资料可以编辑修改使用,学习愉快！,课件仅供参考哦，,实际情况要实际分析哈！,感谢您的观看,</p>