補體系統(tǒng)和細(xì)胞因子

1、補體系統(tǒng)和細(xì)胞因子,第四章 補體系統(tǒng),補體系統(tǒng)是由存在于人或脊椎動物血清與組織液中的一組可溶性蛋白及存在于血細(xì)胞與其它細(xì)胞表面的一組膜結(jié)合蛋白和補體受體所組成。補體的分類： 補體固有成份 補體調(diào)節(jié)蛋白 補體受體,C1~C9,B、D、P因子,C1INH、C4BP、H、I、S蛋白和血清羧肽酶等,C1qR、C3b/C4bR (CRI)、3dR(CRII)、H因子受體、C3a和C5a受體等,第一節(jié)

2、補體固有成份,一、補體固有成份的組成、命名、生成部位和理化特征補體（complement）常用C表示，參與經(jīng)典途徑活化的補體固有成份按其發(fā)現(xiàn)的先后分別命名為C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8和C9，其中C1由C1q、C1r和C1s三個亞基組成。參與旁路途徑活化的補體固有成份由B、D、P因子和C3、C5~C9組成。補體固有成份是由肝細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、腸粘膜上皮細(xì)胞和脾細(xì)胞等合成的糖蛋白，含量約占血清球蛋白總量的10%，其中

3、C3含量最高、D因子含量最低。固有成份間的分子量差異較大，其中C1q最大、D因子最小。對熱不穩(wěn)定，56°C、30min即被滅活，0~10 °C條件下活性只能保持3~4d。多種理化因素如射線、機械振蕩、酒精、膽汁和某些添加劑等均可破壞補體。,補體活化的經(jīng)典和旁路途徑,,,C1q分子的C端球形結(jié)構(gòu)是與Ig上的補體結(jié)合位點相結(jié)合的部位，它的啟動可使C1r構(gòu)型改變，成為具有活性的C1r并誘導(dǎo)C1s的活化，成為具有酯酶活

4、性的C1s,在 Mg++存在下可啟動補體活化的經(jīng)典途徑。,,,二、幾種重要的補體固有成份的結(jié)構(gòu)和功能,1、C1分子的結(jié)構(gòu)和功能,,,電鏡觀察,活化C1的電鏡圖,2、C4分子的結(jié)構(gòu)、裂解片段及其功能 是C1作用的底物之一，裂解形成的小片段C4a有較弱的過敏毒素樣作用，大片段C4b可迅速于周圍臨近的細(xì)胞或抗原－抗體復(fù)合物非特異性結(jié)合而獲得相應(yīng)的穩(wěn)定性，未被結(jié)合的C4b被C4bp\I因子迅速滅活。,3、C3分子的結(jié)構(gòu)、裂解片

5、段及其功能 為雙鏈分子，在C3轉(zhuǎn)化酶作用下裂解出的小片段C3a釋放至液相成為過敏毒素，大片段C3b與細(xì)胞膜表面的C3轉(zhuǎn)化酶穩(wěn)定結(jié)合成C5轉(zhuǎn)化酶，C3b也可以N端直接結(jié)合免疫復(fù)合物，C端同CRI結(jié)合，介導(dǎo)調(diào)理和免疫黏附作用。 4、B因子及其功能 參與旁路途徑中的重要分子，對激活物表面的C3b有較高的親和力，在Mg++存在下可形成C3bB復(fù)合物，可被活化D因子酶解成另一種C3轉(zhuǎn)化酶。,第二節(jié) 補體

6、系統(tǒng)的經(jīng)典激活途徑,定義：以抗原－抗體復(fù)合物為主要刺激物，使補體固有成份C1~C9發(fā)生酶促級聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)生一系列生物學(xué)效應(yīng)和最終發(fā)生細(xì)胞溶解作用的補體活化途徑，稱為～。整個過程人為分為以下三個階段： 1、識別、啟動階段： 2、活化階段： 3、膜攻擊階段：,未與抗原結(jié)合的IgM示意圖,與抗原結(jié)合后的IgM示意圖,未與抗原結(jié)合的IgM電鏡結(jié)果,與抗原結(jié)合的IgM電鏡結(jié)果,,,,,,,,,,,,,,MAC的電鏡結(jié)果,補

7、體誘導(dǎo)的RBC膜的破裂,第三節(jié) 補體活化的旁路激活途徑,定義：不經(jīng)C1、C4、C2活化，而是在B、D、P因子參與下，直接由C3b與激活物結(jié)合啟動補體酶促級聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)生一系列生物學(xué)效應(yīng)和最終產(chǎn)生細(xì)胞溶解作用的補體活化途徑，稱為～。旁路激活途徑同經(jīng)典途徑活化的差異主要在起始階段和C3、C5轉(zhuǎn)化酶形成的不同，一旦C5轉(zhuǎn)化酶形成以后，其后繼結(jié)果則完全相同。主要過程如左圖：,經(jīng)典和旁路途徑的主要區(qū)別,,比較項目,經(jīng)典途徑,旁路途徑,,

8、激活物,補體固有成份,所需離子,C3轉(zhuǎn)化酶,C5轉(zhuǎn)化酶,生物學(xué)作用,IgM/IgG1~3與抗原形成的免疫復(fù)合物,細(xì)菌脂多糖、肽聚糖、酵母多糖和凝聚的IgG4/IgA等,C1~C9,C3、B、D、P因子和C5~C9,Ca++、Mg++,Mg++,C4b2b,C3bBb(P),C4b2b3b,C3bnBb(P),在特異性體液免疫的效應(yīng)階段起作用,參與非特異性免疫，在感染早期起作用,,,,,,第四節(jié) 補體活化途徑的調(diào)節(jié),補體系統(tǒng)的激活必

9、需在適度調(diào)節(jié)的情況下進行，才能發(fā)揮正常的生理學(xué)作用。補體激活失控，則大量補體無益消耗，導(dǎo)致機體感染能力下降，而且會使機體發(fā)生劇烈炎癥反應(yīng)或造成自身組織細(xì)胞的損傷。其調(diào)節(jié)主要包括補體自身衰變的調(diào)節(jié)、體液中可溶性調(diào)節(jié)分子的作用、末結(jié)合性調(diào)節(jié)分子的作用等,C1INH的作用,C4BP的作用,H因子的作用,DAF因子的作用,S蛋白的作用,同源限制因子的作用,,,第五節(jié) 補體的生物學(xué)功能,1、溶菌和細(xì)胞溶解作用 細(xì)菌與相應(yīng)抗體（

10、IgG1~3或IgM）結(jié)合后，經(jīng)經(jīng)典途徑活化形成的MAC可產(chǎn)生溶細(xì)菌作用； 雖然沒有抗體存在，但通過和G-細(xì)菌的LPS直接相互作用可激活補體的旁路途徑，最終形成MAC而溶解細(xì)菌； 針對自身抗原抗體，同相應(yīng)細(xì)胞結(jié)合后也能產(chǎn)生溶細(xì)胞作用。,2、促進中和及溶解病毒作用 在病毒與相應(yīng)抗體形成的復(fù)合物中加入補體，可明顯增強抗體對病毒的中和作用； 在沒有抗體存在時，補體也可對病毒產(chǎn)生溶解滅火作用。,正

11、常EB病毒的電鏡圖,抗體包被的EB病毒的電鏡圖,抗體和補體包被的EB病毒的電鏡圖,3、調(diào)理和免疫黏附作用 以補體裂解產(chǎn)物C3B/C4b為中間橋梁，通過其N端非穩(wěn)定結(jié)合部位與細(xì)菌及其它顆粒性抗原或免疫復(fù)合物結(jié)合后，再通過其C端穩(wěn)定結(jié)合部位與表面具有相應(yīng)補體受體（CRI）的吞噬細(xì)胞結(jié)合，由此而產(chǎn)生的促進吞噬細(xì)胞吞噬的作用稱為補體的調(diào)理作用； 細(xì)菌或免疫復(fù)合物激活補體、結(jié)合C3b/C4b后，若與表面具有相應(yīng)補體受體（C

12、RI）的RBC和血小板結(jié)合，則可形成較大的聚合物，這種效應(yīng)稱為免疫黏附作用。,4、炎癥介質(zhì)作用 1)激肽樣作用：使小血管擴張、通透性增強、引起炎癥性充血和水腫作用，叫～。補體C2裂解形成的小片段C2a有此作用。 2)過敏毒素樣作用：可使表面具有相應(yīng)受體的肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞等脫顆粒，釋放組胺等血管活性物質(zhì)，引起血管擴張、通透性增強、平滑肌收縮和支器官痙攣等的作用，稱～。補體裂解片段C3a、C4a、C5a有此作用。 3

13、)趨化作用：C3a和C5a等能吸引具有相應(yīng)受體的中性粒細(xì)胞和單核吞噬細(xì)胞向補體激活的炎癥區(qū)域游走和聚集，增強炎癥反應(yīng)。,,補體受體,,,細(xì)菌對抗補體殺傷作用的機制,第五章 細(xì)胞因子（Cytokine,CK）,定義：是指由活化的免疫細(xì)胞或非免疫細(xì)胞（如骨髓或胸腺中的基質(zhì)細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等）合成分泌的、能調(diào)節(jié)細(xì)胞生理功能、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)、參與免疫應(yīng)答和組織修復(fù)等多種生物學(xué)效應(yīng)的小分子多肽，是除免疫球蛋白和補體之外的又一

14、類分泌型免疫分子。,第一節(jié) 細(xì)胞因子的共同特征,絕大多數(shù)CK為低分子量糖蛋白，多數(shù)以單體、少數(shù)以雙體、個別以三體形式存在；常以旁分泌或自分泌形式作用于鄰近細(xì)胞或CK產(chǎn)生細(xì)胞；生理狀態(tài)下，絕大多數(shù)CK只在局部起作用，少數(shù)CK可通過內(nèi)分泌的形式作用于遠(yuǎn)處細(xì)胞；多種細(xì)胞都有產(chǎn)生CK的能力，如活化的免疫細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞和某些腫瘤細(xì)胞等；CK作用的多向性，即一種細(xì)胞可產(chǎn)生多種CK，而一種CK又可由多種細(xì)胞產(chǎn)生；CK的功能沒有特異性，

15、也不受MHC的限制；功能的高效性，即在pmol/L的水平就能發(fā)揮作用；多效性，即一種CK可作用于多種細(xì)胞，并產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)；重疊性，即多種CK可對同一細(xì)胞產(chǎn)生相同或相似的效應(yīng),,,A：CK的產(chǎn)生和功能概況,B：CK發(fā)揮功能的模式,CK功能的多向性、重疊性、協(xié)同性和拮抗性作用示意圖,抗原于單核細(xì)胞作用后導(dǎo)致TH細(xì)胞活化并產(chǎn)生細(xì)胞因子，從而在整個免疫應(yīng)答的不同過程中發(fā)揮相應(yīng)的調(diào)節(jié)作用,第二節(jié) CK的生物學(xué)作用,抗感染和抗腫瘤

16、作用 IFN有抑制病毒復(fù)制作用，TNF除有IFN的作用外，還有直接抑瘤和殺瘤作用，IL-2/12等可增強巨噬細(xì)胞等的殺瘤效應(yīng)等。免疫調(diào)節(jié)作用 IL-1/2/4/5/6/7/12等具有上調(diào)免疫功能的作用，IL-4/10/13、TGF-?等有下調(diào)免疫功能的作用；刺激造血細(xì)胞的增殖分化 SCF/IL-3作用于早期造血干細(xì)胞，GM、G、M-CSF等作用于晚期干細(xì)胞，EPO作用于紅系干細(xì)胞等；參與和調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)

17、 IL-1/8和TNF等具有趨化作用，間接參與炎癥反應(yīng)，IL-1參與發(fā)熱反應(yīng)等,第三節(jié) 細(xì)胞因子受體,CK必需同相應(yīng)受體結(jié)合后才能發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。CKR的基本結(jié)構(gòu)： 主要分為：免疫球蛋白超家族成員、造血因子（I類）受體家族、IFN(II類）受體家族、TNF受體家族和趨化因子受體家族五類。,第四節(jié) 細(xì)胞因子各論,,,,,,,,第五節(jié) CK及其受體在治療中的應(yīng)用,缺失跨膜區(qū)和胞漿區(qū)的IL-1R，可以阻止針對同

18、種異體抗原的TH細(xì)胞的活化，動物實驗顯示可延長心臟移植后的存活期；重組IL-1Ra也能抑制TH細(xì)胞的活化；針對高親和力IL-2受體?亞基的抗體可阻斷TH細(xì)胞的活化和增殖，以及Tc的活化；能延長心臟移植大鼠的存活期；通過基因突變技術(shù)得到的IL-2類似物具有上述類似的功能；,CK同各種毒素偶聯(lián)后用于心臟和腎臟移植后的抗排斥反應(yīng)；IL-2、IFN-?和TNF-?可以增強T細(xì)胞的活化，在臨床上已有應(yīng)用；用IL-2培養(yǎng)的NK或Tc細(xì)胞，