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医学免疫学——第四章 补体系统

作者:admin发布时间:2010-04-01 10:17浏览:

第一节 概述
一、概念
补体系统是由补体级联反应固有成分、补体调节蛋白、补体受体等30余种糖蛋白组成的,具有精密调控机制和自限性的酶解系统。它是与免疫有关、具有酶活性、血清含量相对稳定的一组非特异性的免疫物质。补体可被抗原—抗体复合物或其他途径激活,产生溶细胞、炎症反应以及促进巨噬细胞的吞噬等多种功能,是机体防御机能的重要组成成分。
二、补体系统的组成
构成补体系统的各种成分按其生物学功能可以分为三类:
1.补体的固有成分指存在于体液中、参与补体激活级联反应的补体成分,包括(1)经典激活途径的C1qC1rC1sC4C2;(2)甘露聚糖结合凝集素激活途径的MBL、丝氨酸蛋白酶;(3)旁路激活途径的B因子、D因子;(4)上述三条途径的共同末端通路的C3C5C6C7C8C9
2.以可溶性或膜结合形式存在的补体调节蛋白包括备解素、C1抑制物、I因子、C4结合蛋白、H因子、S蛋白、Sp40/40、促衰变因子、膜辅助因子蛋白、同种限制因子、膜反应溶解抑制因子等。
3.介导补体活性片段或调节蛋白生物效应的受体补体受体(CR)包括CR1CR5C3aRC2aRC4aR等。体内多种组织细胞均能合成补体蛋白,其中肝细胞和巨噬细胞是补体的主要产生细胞。
三、命名
由于补体系统组成和功能的复杂性,其命名较为复杂,一般有以下规律可循: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(qrs)C2、……C9;补体系统的其他成分以英文大写字母表示,如B因子、D因子、P因子、H因子;补体调节蛋白多以其功能命名,如C1抑制物、C4结合蛋白、促衰变因子等;补体活化后的裂解片段,以该成分的符号后面附加小写英文字母表示,C3aC3b等;具有酶活性的成分或复合物,在其符号上划一横线表示,如、;灭活的补体片段,在其符号前加英文字母i表示,如iC3b
四、补体系统的特性
1.补体蛋白多为糖蛋白,占血清蛋白总量的10%左右。
2.补体含量相对稳定,不因免疫而增加,仅在某些疾病时有所变动。
3.补体一般以无活性形式存在于血清中。
4.在补体系统中,C3含量最高,D因子含量最低。
5.补体主要在血液和肝脏中代谢,半衰期约1天。
6.补体性质不稳定,5630min即失去活性。
第二节 补体的激活
正常情况下,补体系统以酶原或无活性形式存在于体液中,一旦被某种因素激活,补体各组分便被转化为具有酶活性状态,产生一系列连锁的酶促反应,又称级联反应。这种活化过程称为补体系统的激活。补体的激活主要有:
一、经典途径F
经典途径因激活过程首先是从C1开始被活化,所以又称C1途径。能激活补体经典途径的激活剂,主要是抗原与IgGIgM类抗体形成的免疫复合物,其次,具有Clq受体的某些RNA病毒、核酸、粘多糖、肝素和鱼精蛋白等,均可与Clq结合,产生激活补体效应。纤溶酶或组织蛋白酶可激活相当数量的ClrCls,然后沿经典途径激活补体其他成分。经典途径的激活过程可分为识别阶段、活化阶段和膜攻击阶段。
1.识别阶段即经典途径的启动,是C1识别免疫复合物并活化形成C1酯酶阶段。
C1是由C1qC1rC1s分子组成的多聚体复合物。C1q为六聚体,呈球形,其每一亚单位的头部乃C1qIg结合的部位。C1rC1sC1q相连。当两个以上的C1q头部被ICIgMIgGFc段结合固定后,C1q6个亚单位的构象即发生改变,导致C1r被裂解,所形成的小片段即为激活的C1r,它可裂解C1s成为两个片段,其中小分子片段(C1s)也具有蛋白酶活性,它依次裂解C4C2
2.活化阶段即C3转化酶和C5转化酶形成阶段。
C1s作用于C4,所产生的小片段C4a释放入液相;大片段的C4b可与胞膜或抗原-抗体复合物结合。在Mg2+存在的情况下,C2可与附着有C4b的细胞表面结合,继而被C1s裂解,所产生的小片段C2a被释放入液相,而大片段C2b可与C4b形成复合物,后者即经典途径C3转化酶。
中的C4b可与C3结合,C2b可水解C3,所产生的小片段C3a释放入液相,大片段为C3b。大部分C3b与水分子作用,不再参与补体级联反应;10%左右的C3b分子可与细胞表面的结合,形成复合物,后者即是经典途径的C5转化酶。
3.膜攻击阶段即形成攻膜复合物使抗原性细胞溶解阶段。
二、MBL途径(凝集素途径)
MBL途径是指细菌和病毒表面的甘露糖蛋白与血清中的MBL结合,进而激活C4C2C3的活化途径。
MBL是一种钙依赖性糖结合蛋白,属于凝集素家族,可与甘露糖残基结合。正常血清中MBL水平极低,在急性期反应时,其水平明显升高。MBL首先与细菌的甘露糖残基结合,然后与丝氨酸蛋白酶结合,形成MBL相关的丝氨酸蛋白酶。MASP具有与活化的C1q同样的生物学活性,可水解C4C2分子,继而形成C3转化酶,其后的反应过程与经典途径相同。这种补体激活途径被称为MBL途径。此外,C反应蛋白也可与C1q结合并使之激活,然后依次激活补体其他成分。
三、替代途径
该途径越过C1C4C2直接激活C3,故又称C3途径或旁路途径。
1.激活剂革兰氏阴性菌的内毒素,革兰氏阳性菌的肽聚糖,细菌,真菌和酵母菌多糖葡萄糖,磷壁截,病毒及病毒感染的细胞,某些蛋白水解酶,IgAIgEIgG的聚合物等。
2.参与替代途径的激活与调节因子B因子、D因子、P因子为激活因子;H因子、I因子为抑制与调节因子。
3.激活途径C3是启动旁路途径并参与其后级联反应的关键分子。在经典途径中产生或自发产生的C3b可与B因子结合;血清中D因子继而将结合状态的B因子裂解成小片段Ba和大片段BbBa释放入液相,Bb仍附着于C3b,所形成的复合物即是旁路途径的C3转化酶,其中的Bb片段具有蛋白酶活性,可裂解C3。极不稳定,可被迅速降解。血清中的备解素(properdin,P因子)可与结合,并使之稳定。
旁路途径C3转化酶水解C3生成C3aC3b,后者沉积在颗粒表面并与结合形成(或称),该复合物即旁路途径的C5转化酶,其功能与经典途径的C5转化酶类似,能够裂解C5,引起相同的末端效应。
四、补体活化的共同末端效应
1.溶膜复合物的形成
2.溶膜复合物的效应(溶胞机制):MAC在胞膜上形成的小孔使得小的可溶性分子、离子以及水分子可以自由透过胞膜,但蛋白质之类的大分子却难以从胞浆中逸出,最终导致胞内渗透压降低,细胞溶解。此外,末端补体成分插入胞膜,可能使致死量钙离子被动地向胞内弥散,并最终导致细胞死亡。
第三节 补体激活的调节
一、经典途径的调节
1C1()酯酶抑制因子(C1()inhibator,C1()INH)是相对分子量104kD的高度糖基化的血清糖蛋白,C1()INH可和C1rClS结合,使ClrCls不能激活成Cl()r()Cl()s(),使其不能裂解C4C2形成C3转化酶。当ClrCls和抗原抗体复合物结合后,C1()INH就释放出来。C1()INH在血清中的浓度比C1高数倍,是目前所知唯一的ClrCls抑制剂。遗传性C1()INH缺乏或功能低下时,导致C4C2无控制活化,产生的C4a使血管道透性增加,患者在外伤、手术或严重应激状态下,发生以急性暂时性水肿为特征的遗传性血管神经性水肿。
2C4结合蛋白和I型补体受体C4b结合蛋白(C4bP)I型补体受体(CR1)都能竞争性结合C4b,从而抑制C2bC4b的结合,阻止C4()b()2()b()形成,并且能使已形成的C4()b()2()b()迅速降解。此外,它还是I因子的配基,促进I因子对C4b的水解。
3I因子I因子又称C3b灭活因子,能裂解C3b,使其成为无活性的C3bi。因而使C4()b()2()b()C3()b()B()b()不能与与C3b结合形成C5转化酶。I因子还能裂解C4b,产生C4cC4dC4c释放到液相中,C4d仍结合于膜上,但C4d2bC3转化酶活性。
4.膜辅助蛋白此蛋白存在于白细胞、上皮细胞和成纤维细胞膜上,它是I因子的配基,辅助裂解C3bC4b,但它不能使c4()b()2()b()解离。
5.衰变加速因子该因子是一跨膜糖蛋白,存在于血细胞、内皮细胞和各种粘膜上皮细胞上。它能与C2竞争结合C4b,阻止C4()b()2()b()的形成,并能加速C4()b()2()b()的降解;它不同于C4结合蛋白,不是以I因子配基形式发挥作用的。它能与旁路途径中的B因子竞争结合C3b,并可使BbC3()b()B()b()中解离出来,导致C3()b()B()b()失活。
二、替代途径的调节
该途径的调节主要表现在抑制C3转化酶和C5转化酶的生成。
H因于是C3b灭恬因子的促进因子,相对分子量150kD,是单链的可溶性蛋白。H因子不仅可以促进I因子灭活C3b的速度,也可与B因子竞争结合C3b,还能使C3bC3()b()B()b()中置换出采,从而加速C3()b()B()b()的灭活,阻断C3转化酶生成。另外CRlDAF也可竞争结合C3b,或者促进H因子与C3b结合。
I因子裂解C3b产生C3bi,不仅阻断了经典途径,也阻断了旁路途径的C5转化酶的形成。
补体的激活还有正向调节,如在经典途径激活中产生的C3b,可激活替代途径,生成C3()b()B()b()C3()b( 标签: