在血液或体液内除Ig分子外,还发现另一族参予免疫效应的大分子,称为补体分子。早在19世纪未,发现在新鲜免疫血清内加入相应细菌,无论进行体内或体外实验,均证明可以将细菌溶解,将这种现象称之为免疫溶菌现象。如将免疫血清加热60°C30分钟则可丧失溶菌能力。进一步证明免疫血清中含有二种物质与溶菌现象有关,即对热稳定的组分称为杀菌素,即抗体(complement,C)。其后又证实了抗各种动物红细胞的抗体加入补体成分亦可引起红细胞的溶解现象。自此建立了早期的补体概念。即补体为正常血清中的单一组分,它可被抗原与抗体形成的复合物所活化产生溶菌和溶细胞现象。而单独的抗体或补体均不能引起细胞溶解现象。第一节补体系统的组成和理化性质一、补体分子的组分和命名进入60年代后,由于蛋白质化学和免疫化学技术的进步,自血液中分离、纯化补体成分成功,现已证明补体是单一成分的论点是不正确的,它是由三组球蛋白大分子组成。即第一组分是由9种补体成分组成,分别命名为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9。其中C1是由三个亚单位组成,命名为Clg、CIr、CIs,因此第一组分是由11种球蛋白大分子组成。在70年代又发现一些新的血清因子参予补体活化,但它们不是经过抗原抗体复合物的活化途径。而是通过旁路活化途径。这此些因子包括B因子、D因P因子,它们构成补体的第二组分。其后又发现多种参矛控制补体活化的抑制因子或灭活因子,如CI抑制物、1因子、H因子、C4结合蛋白、过敏毒素灭活因子等。这些因子可控制补体分子的活化,对维持补体在体内的平衡起调节作用,它们构成了补体的第三组分。由于补体活化另一途径的深入研究,对补体系统的生物学意义有了新的识别,从而打破了对补体的传统观点,建立了新的概念。即补体系统是由将近20多种血清蛋白组成的多分子系统,具有酶的活性和自我调节作用。它至少有二种不同的活化途径其生物学意义不仅是抗体分子的辅助或增强因子,也具有独立的生物学作用,对机体的防御功能、免疫系统功能的调节以及免疫病理过程都发挥重要作用。1968年世界卫生组织(WHO)的补体命名委员会对补体进行了统一命名。分别以C1....C9命名,1981年对新发现的一些成分和因子也进行了统一命名。每一补体的肽链结构用希腊字母表示,如C3a和β链等。每一分子的酶解断片可用小写英文字母表
在血液或体液内除Ig分子外,还发现另一族参予免疫效应的大分子,称为补体分 子。早在19世纪末,发现在新鲜免疫血清内加入相应细菌,无论进行体内或体外实 验,均证明可以将细菌溶解,将这种现象称之为免疫溶菌现象。如将免疫血清加热 60°C30分钟则可丧失溶菌能力。进一步证明免疫血清中含有二种物质与溶菌现象有 关,即对热稳定的组分称为杀菌素,即抗体(complement,C)。其后又证实了抗各 种动物红细胞的抗体加入补体成分亦可引起红细胞的溶解现象。自此建立了早期的补 体概念。即补体为正常血清中的单一组分,它可被抗原与抗体形成的复合物所活化, 产生溶菌和溶细胞现象。而单独的抗体或补体均不能引起细胞溶解现象。 第一节 补体系统的组成和理化性质 一、补体分子的组分和命名 进入60年代后,由于蛋白质化学和免疫化学技术的进步,自血液中分离、纯化补 体成分成功,现已证明补体是单一成分的论点是不正确的,它是由三组球蛋白大分子 组成。即第一组分是由9种补体成分组成,分别命名为C1、C2、C3、C4、C5、C6、 C7、C8、C9。其中C1是由三个亚单位组成,命名为Clq、Clr、Cls,因此第一组分是 由11种球蛋白大分子组成。在70年代又发现一些新的血清因子参予补体活化,但它们 不是经过抗原抗体复合物的活化途径。而是通过旁路活化途径。这此些因子包括B因 子、D因P因子,它们构成补体的第二组分。其后又发现多种参矛控制补体活化的抑制 因子或灭活因子,如CI抑制物、I因子、H因子、C4结合蛋白、过敏毒素灭活因子等。 这些因子可控制补体分子的活化,对维持补体在体内的平衡起调节作用,它们构成了 补体的第三组分。 由于补体活化另一途径的深入研究,对补体系统的生物学意义有了新的识别,从 而打破了对补体的传统观点,建立了新的概念。即补体系统是由将近20多种血清蛋白 组成的多分子系统,具有酶的活性和自我调节作用。它至少有二种不同的活化途径, 其生物学意义不仅是抗体分子的辅助或增强因子,也具有独立的生物学作用,对机体 的防御功能、免疫系统功能的调节以及免疫病理过程都发挥重要作用。 1968年世界卫生组织(WHO)的补体命名委员会对补体进行了统一命名。分别 以C1.C9命名,1981年对新发现的一些成分和因子也进行了统一命名。每一补体的 肽链结构用希腊字母表示,如C3a和β链等。每一分子的酶解断片可用小写英文字母表
示如C3a和C3b等酶解断片,具有酶活性分子可在其上画横线表示之,如C1为无酶活性分子,而C1为有酶活性分子。对具有酶活性的复合物则应用其断片表示,如C3转化酶可用C4b,2a表示。表3-1WHO对部分补体成分的命名(1981)统一名称曾用名称B因子C3激活剂前体,热稳定因子等D因子C3激活剂前体转化酶,GBGaSe等P因子备解素H因子C3bINA促进因子1因子C3b灭活因子,KAF等补体分子是分别由肝细胞、巨噬细胞以及肠粘膜上皮细胞等多种细胞产生的。其理化性质及其在血清中的含量差异甚大。全部补体分子的化学组成均为多糖蛋白,各补体成分的分子量变动范围很大,其中C4结合蛋白的分子量最大,为55万,D因子分子量最小仅为2.3万。大多数补体成分的电泳迁移率属β球蛋白,少数属a球蛋白及y球蛋白。血清中补体蛋白约占总球蛋白的10%,其中含量最高的为C3,约含1mg/ml而D因子仅含1μg/ml,二者相差约干倍。人类某些疾病其总补含量或单一成分含量可发生变化,因而对体液中补体水平的测定,或组织内补体定位观察,对一些疾病的诊断具有一定意义。二、补体的理化性质补体系统中各成分的理化性状概括列于表3-2。由表见,补体成分大多是β球蛋白,少数几种属a或y球蛋白,分子量在25~390KD之间。在血清中的含量以C3为最高,达1300μg/ml,其次为C4、S蛋白和H因子,各约为C3含量的1/3;其他成分的含量仅为C3的1/10或更低。补体成分的产生部位如表3-3所示,其中C7的产生部位尚不清楚表3-2补体系统各成分的理化性状补体成分分子量(KD)电泳区带肽链数目血清含量裂解片段Clq390y21870
示如C3a和C3b等酶解断片,具有酶活性分子可在其上画横线表示之,如C1为无酶活 性分子,而C1为有酶活性分子。对具有酶活性的复合物则应用其断片表示,如C3转化 酶可用C4b,2a表示。 表3-1 WHO对部分补体成分的命名(1981) 统一名称 曾用名称 B因子 C3激活剂前体,热稳定因子等 D因子 C3激活剂前体转化酶,GBGase等 P因子 备解素 H因子 C3bINA促进因子 I因子 C3b灭活因子,KAF等 补体分子是分别由肝细胞、巨噬细胞以及肠粘膜上皮细胞等多种细胞产生的。其 理化性质及其在血清中的含量差异甚大。全部补体分子的化学组成均为多糖蛋白,各 补体成分的分子量变动范围很大,其中C4结合蛋白的分子量最大,为55万,D因子分 子量最小仅为2.3万。大多数补体成分的电泳迁移率属β球蛋白,少数属a球蛋白及γ球 蛋白。血清中补体蛋白约占总球蛋白的10%,其中含量最高的为C3,约含1mg/ml, 而D因子仅含1μg/ml,二者相差约千倍。人类某些疾病其总补含量或单一成分含量可 发生变化,因而对体液中补体水平的测定,或组织内补体定位观察,对一些疾病的诊 断具有一定意义。 二、补体的理化性质 补体系统中各成分的理化性状概括列于表3-2。由表见,补体成分大多是β球蛋 白,少数几种属a或γ球蛋白,分子量在25~390KD之间。在血清中的含量以C3为最 高,达1300μg/ml,其次为C4、S蛋白和H因子,各约为C3含量的1/3;其他成分的 含量仅为C3的1/10或更低。 补体成分的产生部位如表3-3所示,其中C7的产生部位尚不清楚。 表3-2补体系统各成分的理化性状 补体成分 分子量(KD) 电泳区带 肽链数目 血清含量 裂解片段 Clq 390 γ2 18 70
Clr95β1351Cls8535α1C2117β130C2a,C2bC3a,C3b2190β11300C3(A因子)C3c.C3d3C4180β2430C4a,C4bC4c,C4dβ12C519075C5a,C5bC6β21601281C7β255120355C8163y1C9791200α95β1B因子(C3PA)240Ba,Bb2251D因子α(C3PA酶原)25220y24P因子(备解素)1C1INH105180α250C4bp11006~8293β50因子(C3bINA)β1H因子150400(β1H)180S蛋白α500表3-3补体系统各成分产生部位补体成分产生部位C1小肠上皮细胞、脾、巨噬细胞C2巨噬细胞C3巨噬细胞、肝C4巨噬细胞、肝C5巨噬细胞C6肝?C7肝C8C9肝B因子巨噬细胞、肝
Clr 95 β 1 35 Cls 85 α 1 35 C2 117 β1 1 30 C2a,C2b C3(A因子) 190 β1 2 1300 C3a,C3b C3c,C3d C4 180 β2 3 430 C4a,C4b C4c,C4d C5 190 β1 2 75 C5a,C5b C6 128 β2 1 60 C7 120 β2 1 55 C8 163 γ1 3 55 C9 79 α 1 200 B因子(C3PA) 95 β 1 240 Ba,Bb D因子(C3PA酶原) 25 α 1 2 P因子(备解素) 220 γ2 4 25 C1INH 105 α 1 180 C4bp 1100 6~8 250 I因子(C3bINA) 93 β 2 50 H因子(β1H) 150 β 1 400 S蛋白 80 α 1 500 表3-3补体系统各成分产生部位 补体成分 产生部位 C1 小肠上皮细胞、脾、巨噬细胞 C2 巨噬细胞 C3 巨噬细胞、肝 C4 巨噬细胞、肝 C5 巨噬细胞 C6 肝 C7 ? C8 肝 C9 肝 B因子 巨噬细胞、肝
D因子巨噬细胞、血小板P因子巨噬细胞I因子巨噬细胞H因子巨噬细胞、血小板第二节补体系统的激活补体系统各成分通常多以非活性状态存在于血浆之中,当其被激活物质活化之后,才表现出各种生物学活性。补体系统的激活可以从C1开始;也可以越过C1、C2、C4,从C3开始。前一种激活途径称为经典途径(classicalpathway)或替代途径。“经典”,“传统”只是意味着,人们早年从抗原体复合物激活补体的过程来研究补体激活的机制时,发现补体系统是从C1开始激活的连锁反应。从种系发生角度而言,旁路途径是更为古老的、原始的激活途径。从同一个体而言,在尚未形成获得性免疫,即未产生抗体之前,经旁路途径激活补体,即可直接作用于入侵的微生物等异物,作为非特异性免疫而发挥效应。由于对旁路途径的认识,远远晚在经典之后,加上人们先入为主观念,造成了命名的不合理。一、经典激活途径参与补体经典激活途径的成分包括C1~C9。按其在激活过程中的作用,人为地分成三组,即识别单位(Clg、Clr、CIs)、活化单位(C4、C2、C3)和膜攻击单位(C5~C9),分别在激活的不同阶段即识别阶段、活化阶段和膜功击阶段中发挥作用。(一)识别阶段
D因子 巨噬细胞、血小板 P因子 巨噬细胞 I因子 巨噬细胞 H因子 巨噬细胞、血小板 第二节 补体系统的激活 补体系统各成分通常多以非活性状态存在于血浆之中,当其被激活物质活化之 后,才表现出各种生物学活性。补体系统的激活可以从C1开始;也可以越过C1、 C2、C4,从C3开始。前一种激活途径称为经典途径(classical pathway)或替代途 径。“经典”,“传统”只是意味着,人们早年从抗原体复合物激活补体的过程来研 究补体激活的机制时,发现补体系统是从C1开始激活的连锁反应。从种系发生角度而 言,旁路途径是更为古老的、原始的激活途径。从同一个体而言,在尚未形成获得性 免疫,即未产生抗体之前,经旁路途径激活补体,即可直接作用于入侵的微生物等异 物,作为非特异性免疫而发挥效应。由于对旁路途径的认识,远远晚在经典之后,加 上人们先入为主观念,造成了命名的不合理。 一、经典激活途径 参与补体经典激活途径的成分包括C1~C9。按其在激活过程中的作用,人为地分 成三组,即识别单位(Clq、Clr、Cls)、活化单位(C4、C2、C3)和膜攻击单位 (C5~C9),分别在激活的不同阶段即识别阶段、活化阶段和膜功击阶段中发挥作 用。 (一)识别阶段
ClIgC抗体组胞膜图3-1Clq示意图C1与抗原抗体复合物中免疫球蛋的补体结合点相结合至C1酯酶形成的阶段C1是由三个单位Clq、Clr和Cls依赖Ca+结合成的牢固的非活性大分子。Clq:Clq分子有6个能与免疫球蛋白分子上的补体结合点相结合的部位。当两个以上的结合部位与免疫球蛋白分子结合时,即Clq桥联免疫球蛋白之后,才能激活后续的补体各成分(图3-1)IgG为单体,只有当其与抗原结合时,才能使两个以上的IgG分子相互靠拢,提供两个以上相邻的补体结合点不能与Cl接触,只有当lgM与抗原结合,发生构型改变,暴露出补体结合部位之后,才能与Clq结合。一个分子的IgM激活补体的能力大于IgG。Clq与补体结合点桥联后,其构型发生改变,导致Clr和Cls的相继活化。Clr:Clr在C1大分子中起着连接Clq和Cls的作用。Clq启动后可引起Clr构型的改变,在活性的Clr后者可使Cls活化。Cls:Clr使Cls的肽链裂解,其中一个片段Cls具有酯酶活化,即CI的活性。此酶活性可被C1INH灭活在经典途径中,一旦形成CIs,即完成识别阶段,并进入活化阶段(二)活化阶段
图3-1CIq示意图 C1与抗原抗体复合物中免疫球蛋的补体结合点相结合至C1酯酶形成的阶段。 C1是由三个单位Clq、Clr和Cls依赖Ca+结合成的牢固的非活性大分子。 Clq:Clq分子有6个能与免疫球蛋白分子上的补体结合点相结合的部位。当两个 以上的结合部位与免疫球蛋白分子结合时,即Clq桥联免疫球蛋白之后,才能激活后续 的补体各成分(图3-1)IgG为单体,只有当其与抗原结合时,才能使两个以上的IgG 分子相互靠拢,提供两个以上相邻的补体结合点不能与Clq接触,只有当IgM与抗原结 合,发生构型改变,暴露出补体结合部位之后,才能与Clq结合。一个分子的IgM激活 补体的能力大于IgG。Clq与补体结合点桥联后,其构型发生改变,导致Clr和Cls的相 继活化。 Clr:Clr在C1大分子中起着连接Clq和Cls的作用。Clq启动后可引起Clr构型的改 变,在活性的Clr,后者可使Cls活化。 Cls:Clr使Cls的肽链裂解,其中一个片段Cls具有酯酶活化,即CI的活性。此酶活 性可被C1INH灭活。 在经典途径中,一旦形成Cls,即完成识别阶段,并进入活化阶段。 (二)活化阶段