醫(yī)學(xué)免疫學(xué)-授課教案本科理論教案:

課程名稱

醫(yī)學(xué)免疫學(xué)

年級(jí)

06級(jí)

專業(yè)、層次

臨床醫(yī)學(xué)等

授課教師

李成文

職稱

副教授

課型（大、小)

理論大課

學(xué)時(shí)

3

授課題目（章、節(jié))

   第五章  補(bǔ)體系統(tǒng)

基本教材及主要參考書

《醫(yī)學(xué)免疫學(xué)》陳慰峰主編，第四版，人民衛(wèi)生出版社

《Medical Immunology》 第十版  科學(xué)出版社 2002

《醫(yī)學(xué)免疫學(xué)》何維主編 人民衛(wèi)生出版社 2005.08

目的與要求：

1、掌握補(bǔ)體的定義，補(bǔ)體滅活條件，補(bǔ)體三條激活途徑的比較，補(bǔ)體的生物學(xué)作用。

2、熟悉補(bǔ)體系統(tǒng)的組成和理化性質(zhì)。

3、了解補(bǔ)體活化的調(diào)控。

教學(xué)內(nèi)容與時(shí)間安排、教學(xué)方法：

復(fù)習(xí)上次課主要內(nèi)容    （ 10分鐘)

1．第一節(jié)  概  述  （ 20分鐘)

2．  第二節(jié)  補(bǔ)體系統(tǒng)的激活   （ 45分鐘)

3．  第三節(jié)  補(bǔ)體活化的調(diào)控   （ 15分鐘)

4．  第四節(jié) 補(bǔ)體的生物學(xué)作用     （ 20分鐘)

課后小結(jié)  （ 5分鐘)

教學(xué)方法：CAI, 大量圖片簡圖加深感性認(rèn)識(shí)，布置一些內(nèi)容自學(xué)，講授法。

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：

以補(bǔ)體的定義，補(bǔ)體滅活條件，補(bǔ)體三條激活途徑的比較，補(bǔ)體的生物學(xué)作用為教學(xué)重點(diǎn)；以補(bǔ)體三條激活途徑、補(bǔ)體活化的調(diào)控為教學(xué)難點(diǎn)。

教研室審閱意見：

  教研室主任簽名：

   年   月 日

基本內(nèi)容

教學(xué)手段

課堂設(shè)計(jì)和時(shí)間安排

復(fù)習(xí)上次課主要內(nèi)容

補(bǔ)體系統(tǒng)

第一節(jié)   概   述

在新鮮血清中發(fā)現(xiàn)的一種成分，能輔助抗體介導(dǎo)的溶菌作用，是抗體溶細(xì)胞作用的必要補(bǔ)充成分，因而叫補(bǔ)體（complement,C)

1．補(bǔ)體系統(tǒng)概念：存在于人和脊椎動(dòng)物血清與組織液中一組經(jīng)活化后具有酶活性的蛋白質(zhì)，包括30余種可溶性蛋白和膜結(jié)合蛋白。

在正常情況下，補(bǔ)體蛋白以非活化的蛋白前體形式存在于血清中。

2．補(bǔ)體系統(tǒng)的組成：按功能可分為三類

（1)補(bǔ)體的固有成分：指存在于體液中參與補(bǔ)體激活級(jí)聯(lián)反應(yīng)的補(bǔ)體成分。共有的成分是C3、C5~C9。

經(jīng)典激活途徑—  C1q 、C1r 、C1s、C4、C2；

旁路激活途徑—  B因子、D因子；

甘露糖結(jié)合凝集素途徑—  甘露糖結(jié)合凝集素、絲氨酸蛋白酶；

（2)補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白：備解素P因子、C1抑制物、I因子、C4結(jié)合蛋白、H因子、S蛋白等。作用是控制補(bǔ)體分子的活化。

（3)介導(dǎo)補(bǔ)體生物學(xué)效應(yīng)的受體：補(bǔ)體受體（complement  recepter,CR)有CR1~CR5、C3aR、C2aR、C4aR等。

3．來源：

主要是肝細(xì)胞和單核-巨噬細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中，豚鼠血清中補(bǔ)體含量較高。

4．命名原則：

補(bǔ)體系統(tǒng)組成和功能復(fù)雜，按WHO專門的命名委員會(huì)命名規(guī)則是

*固有成分的命名按發(fā)現(xiàn)的先后順序；如C1、C2~C9。

*其它成分按功能命名；如C1抑制物，C4結(jié)合蛋白等。

*酶解片段：該補(bǔ)體成分符號(hào)后加小寫英文字母，小片段用a，大片段用b，如C3a，C3b；活性片段在符號(hào)上加一橫線，如C3bBb；滅活片段在符號(hào)前加英文字母i，如iC3b。

5．補(bǔ)體的理化性質(zhì)：

a)   化學(xué)組成是多糖蛋白，大多是β球蛋白，少數(shù)是α和γ球蛋白；

b)  D因子分子量最小，C4結(jié)合蛋白的分子量最大；

c)  血清中C3含量最高，一般不因免疫而增加 ，在患某些疾病時(shí)補(bǔ)體總含量或單一成分含量可發(fā)生變化；

d)  不耐熱，56℃30分鐘滅活。

第二節(jié) 補(bǔ)體的激活

含義：在生理情況下，血清中大多數(shù)補(bǔ)體成分均以無活性的酶前體形式存在。只有在某些活化物的的作用下，或在特定的固相表面上，補(bǔ)體成分依次被激活，形成一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致溶細(xì)胞效應(yīng)；同時(shí)活化過程中產(chǎn)生的多種水解片段，產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)。

分類：在進(jìn)化和感染過程中，依次出現(xiàn)的激活途徑是旁路激活途徑—MBL途徑—經(jīng)典途徑。一般說來，經(jīng)典途徑的活化總是在機(jī)體已產(chǎn)生了特異性免疫應(yīng)答后開始的，而替代途徑的活化則可早于經(jīng)典途徑，對(duì)微生物的早期感染具有防御作用。這種命名的不合理源于對(duì)旁路途徑的認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于經(jīng)典途徑。

（一)、經(jīng)典途徑 （第一途徑，傳統(tǒng)途徑)

1．  激活物：

免疫復(fù)合物（immune  complex,IC)，即抗原抗體復(fù)合物。游離的或可溶性抗體不能激活補(bǔ)體，只有抗體與抗原結(jié)合或與細(xì)胞表面的抗原結(jié)合后，F(xiàn)c段變構(gòu)，補(bǔ)體才能與抗體的補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合。

2．  激活順序：共有11中蛋白成分參與。

（1)識(shí)別階段：C1與抗原抗體復(fù)合物中抗體的補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合——活化的C1形成。

C1結(jié)構(gòu)：  P52圖5-1。C1是由C1q、C1r、C1s 依賴鈣離子組成的5個(gè)亞單位的多聚體復(fù)合物其中C1q起識(shí)別作用，C1r和C1s則具備催化功能。

C1q為六聚體，由18條3類肽鏈組成，每3條不同肽鏈構(gòu)成一股螺旋，最終形成由6個(gè)球性頭部f1411.cn組成的花蕾樣結(jié)構(gòu)，每一亞單位的頭部是與抗體的補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合的部位（補(bǔ)充圖示)。

C1r、C1s與C1q相連。當(dāng)兩個(gè)以上的C1q頭部被IC中抗體的Fc段固定時(shí)，C1q的構(gòu)象才發(fā)生改變，才能激活后續(xù)的補(bǔ)體成分。即每一個(gè)C1分子必須同時(shí)與兩個(gè)以上的免疫球蛋白分子結(jié)合才能啟動(dòng)經(jīng)典途徑。由于IgM通常是五聚體，含5個(gè)Fc 段，因此單個(gè)IgM分子即可結(jié)合2個(gè)以上C1q，啟動(dòng)補(bǔ)體的激活。但I(xiàn)gM在游離情況下其補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)不能接觸C1q，而與抗原結(jié)合后發(fā)生構(gòu)型改變，暴露出補(bǔ)體結(jié)合部位，所以游離的抗體不能激活補(bǔ)體；IgG是單體，需兩個(gè)以上的IgG分子凝聚后才能結(jié)合2個(gè)以上的C1q，而只有當(dāng)IgG與抗原結(jié)合后才能使兩個(gè)以上的IgG分子靠攏，提供兩個(gè)以上的補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)，因而IgG激活補(bǔ)體的能力不如IgM。

過程：抗原與抗體結(jié)合—抗體變構(gòu)，暴露Fc段的補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn)（IgG1~IgG3的CH2區(qū)及IgM的CH3區(qū))—與補(bǔ)體C1的C1q結(jié)合—C1q構(gòu)象改變—C1r被裂解，活化，具有酯酶活性—裂解C1s，形成蛋白酶活性片段C1s—最終形成具有絲氨酸酯酶活性的C1復(fù)合物—依次裂解補(bǔ)體后續(xù)成分。

（2)活化階段：C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶的形成。

活化的C1s裂解C4—大片段C4b與細(xì)胞膜或抗原抗體復(fù)合物結(jié)合；小片段C4a釋放入液相—有Mg2+時(shí)，C2與附著有C4b的細(xì)胞表面結(jié)合—C2被C1s裂解—小片段C2a釋放入液相；大片段C2b與C4b形成C4b2b復(fù)合物，即C3轉(zhuǎn)化酶；

C4b2b中的C4b與C3結(jié)合—由C2 b水解C3—大片段C3b一般與水分子作用，不再參與后續(xù)反應(yīng)，約10%的C3b與細(xì)胞表面的C4b2b結(jié)合，形成C4b2b3b復(fù)合物，即C5轉(zhuǎn)化酶。

C3被裂解為C3a和C3b，后者有兩個(gè)結(jié)合部位：通過不穩(wěn)定結(jié)合部位結(jié)合至抗原抗體復(fù)合物或靶細(xì)胞膜；通過穩(wěn)定結(jié)合部位結(jié)合至具有C3b 受體的細(xì)胞膜上。對(duì)于介導(dǎo)補(bǔ)體的調(diào)理作用具有重要意義。

（3)末端效應(yīng)：膜攻擊復(fù)合物或無溶細(xì)胞活性成分的形成。

*膜攻擊復(fù)合物：當(dāng)補(bǔ)體的激活發(fā)生在胞膜脂質(zhì)雙層時(shí)，則形成membrane  attack  complex,MAC。圖

C5與C5轉(zhuǎn)化酶中的C3b 結(jié)合—C5被裂解—C5a釋放入液相，C5b在細(xì)胞膜表面與C6、C7結(jié)合為C5b67復(fù)合物—插入漿膜脂質(zhì)雙層—與C8高親和力結(jié)合為C5b678，牢固吸附于胞膜，細(xì)胞出現(xiàn)輕微損傷—C8與12~15個(gè)分子的C9聯(lián)結(jié)為C5b~9，即MAC—為中空的多聚C9（poly-C9)，插入胞膜脂質(zhì)雙層，形成內(nèi)徑11nm的小孔—可溶性分子、離子、水分子自由透過胞膜，蛋白質(zhì)不能滲出胞漿—胞內(nèi)滲透壓降低，細(xì)胞溶解。

*無溶細(xì)胞活性成分：當(dāng)補(bǔ)體的激活發(fā)生在沒有靶細(xì)胞的血清中，則有關(guān)補(bǔ)體成分可與S蛋白結(jié)合形成親水性的、無溶細(xì)胞活性的SC5b~7、8、9。

（二)、旁路途徑（第二途徑，替代途徑)

1． 激活物：某些細(xì)菌、內(nèi)毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的IgA和IgG4、哺乳動(dòng)物細(xì)胞。

  這些激活物主要是為補(bǔ)體激活的級(jí)聯(lián)反應(yīng)提供可以進(jìn)行的接觸表面。不依賴特異性抗體的形成，在感染早期為機(jī)體提供有效的防御機(jī)制。

2．  激活過程：P54圖5-4 。越過C1、C4、C2，直接激活C3，繼而是C5至C9的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。

C3b與B因子結(jié)合—結(jié)合后的B因子被血清中的D因子裂解—Ba釋放入液相，Bb附著C3b形成C3bBb復(fù)合物，即C3轉(zhuǎn)化酶（C3轉(zhuǎn)化酶易被降解，備解素P與之結(jié)合為C3bBbP，使之穩(wěn)定，)—C3被裂解—C3b沉積在顆粒表面與C3bBb結(jié)合為C3bBb3b(C3bnBb)，即C5轉(zhuǎn)化酶—引起末端效應(yīng)。

3．  說明：

*C3b的來源：由經(jīng)典途徑或自發(fā)產(chǎn)生；血漿中的C3可自然緩慢地裂解，持續(xù)產(chǎn)生少量C3b。

*C3b水平的調(diào)節(jié)：生理情況下產(chǎn)生的少量C3b與B、D因子相互作用產(chǎn)生C3bBb,此酶效率不高且不穩(wěn)定，H因子可置換其中的Bb，使C3b與Bb解離，解離或游離的C3b可立即被I因子滅活。因此在無激活物質(zhì)時(shí)，C3轉(zhuǎn)化酶保持在極低水平，不能激活后續(xù)反應(yīng)，但這種C3低速度裂解和低濃度C3轉(zhuǎn)化酶的形成可被喻為“箭在弦上，一觸即發(fā)”。（補(bǔ)充圖示)

在激活物存在條件下，C3b不易I因子滅活，C3bBb中的Bb不易H因子置換，是激活過程得以進(jìn)行。補(bǔ)充圖示。

*C3b正反饋途徑：當(dāng)C3被激后時(shí)，裂解片段C3b通過替代途徑被合成C3轉(zhuǎn)化酶，后者進(jìn)一步使C3裂解，這一過程一旦被觸發(fā)，就可能在激活部位產(chǎn)生顯著的擴(kuò)大效應(yīng)。圖示。

（三)、MBL途徑：

P53圖5-3與經(jīng)典途徑基本相同。

1．起始不同：炎癥期產(chǎn)生的急性期蛋白（甘露糖結(jié)合凝集素和C反應(yīng)蛋白)與病原體結(jié)合。

2．在感染早期發(fā)揮作用。

3．MBL相關(guān)的絲氨酸蛋白酶（MASP)的形成：

炎癥急性期MBL增高—與細(xì)菌的甘露糖殘基結(jié)合—與絲氨酸蛋白酶結(jié)合，形成MASP—具有活化的C1q同樣的生物學(xué)活性。

（四)、三種途徑特點(diǎn)的比較

第三節(jié) 補(bǔ)體活化的調(diào)控

正常情況下，補(bǔ)體的激活處于嚴(yán)密的控制下，有效地維持機(jī)體的自穩(wěn)功能，不會(huì)造成自身組織細(xì)胞的損傷。調(diào)控機(jī)制包括：

1．  自身調(diào)控：

*C3轉(zhuǎn)化酶、C3b、C4b、C5b易衰變，可阻斷補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)。

*C3b、C4b、C5b結(jié)合于固相才能激發(fā)經(jīng)典途徑。

*旁路途徑的C3轉(zhuǎn)化酶在特定的細(xì)胞或顆粒表面才具有穩(wěn)定性。

2．  調(diào)節(jié)因子：已發(fā)現(xiàn)可溶性或膜結(jié)合性補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白10余種，主要有：

C1抑制分子（C1 inhibitor,C1INH)—與活化的C1r、C1s共價(jià)結(jié)合而滅活C1。

C4結(jié)合蛋白（C4 binding protein,C4bp)—與C4b結(jié)合，抑制C4b與C2結(jié)合，防止C4b2b的組裝及加速其衰變；促進(jìn)I因子的作用。

I因子—C3f1411.cn/Article/b滅活因子，也可裂解C4b。使C4b2b、C3bBb不能與C3b結(jié)合形成C5轉(zhuǎn)化酶。

H因子—置換C3bBb中的C3b，促進(jìn)C3b被I因子酶解，加速C3轉(zhuǎn)化酶的滅活，。

P因子—備解素（properdin,P)。與C3bBb結(jié)合使替代途徑的C3轉(zhuǎn)化酶穩(wěn)定。

S蛋白—干擾C5b67與胞膜的結(jié)合，不能使細(xì)胞裂解。

C8結(jié)合蛋白—C8bp，同源性限制因子。阻止C5678中的C8與C9的結(jié)合，從而避免危及自身細(xì)胞膜的損傷（C567結(jié)合的細(xì)胞膜不限于引起補(bǔ)體激活的異物細(xì)胞膜，也可能結(jié)合在鄰近的自身細(xì)胞膜上。)由于C5678中的C8只與同種C8bp結(jié)合，所以又稱同源限制因子。

第四節(jié) 補(bǔ)體的生物學(xué)作用

1．  細(xì)胞溶解作用：細(xì)胞毒及溶菌、殺菌作用

溶解病原體：如細(xì)菌、寄生蟲等，抵抗病原微生物感染。某些微生物在無抗體形成時(shí)可激活旁路途徑而被溶解，是病原體感染早期機(jī)體的防御機(jī)制。值得注意的是，補(bǔ)體主要對(duì)一些細(xì)菌性感染有作用，而對(duì)病毒則無明顯效果。

溶解自身組織細(xì)胞：針對(duì)細(xì)胞表面自身抗原的抗體可固定補(bǔ)體，形成MAC，引起組織損傷與疾病�？扇芙饧t細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等。

2．  調(diào)理作用：

調(diào)理作用的概念見免疫球蛋白章節(jié)。

補(bǔ)體的調(diào)理作用：補(bǔ)體活化過程中產(chǎn)生的C3b一端與中性粒細(xì)胞或巨噬細(xì)胞表面的相應(yīng)受體C3b受體結(jié)合（通過穩(wěn)定結(jié)合部位)，另一端與靶細(xì)胞或免疫復(fù)合物結(jié)合（通過不穩(wěn)定結(jié)合部位)，促進(jìn)微生物與吞噬細(xì)胞的粘附，并被吞噬殺傷。IgM本身沒有調(diào)理作用，但在補(bǔ)體參與下可間接起調(diào)理作用，補(bǔ)充圖示。

免疫粘附作用：補(bǔ)體激活后通過C3b與菌細(xì)胞結(jié)合，另一端與具有C3b受體的紅細(xì)胞或血小板結(jié)合，則可形成較大復(fù)合物。大分子復(fù)合物易被體內(nèi)吞噬細(xì)胞吞噬清除。與調(diào)理作用的區(qū)別在于結(jié)合的不是吞噬細(xì)胞。

3．  引起炎癥反應(yīng)：

C3a、C4a、C5a具有炎癥介質(zhì)作用，又稱為過敏毒素。可與肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合，使之脫顆粒，釋放血管活性胺類物質(zhì)，引起過敏反應(yīng)。C5a的過敏毒素作用最強(qiáng)，也是一種中性粒細(xì)胞趨化因子。

4．清除IC：避免IC沉積在血管壁，激活補(bǔ)體造成周圍組織損傷。

5.  免疫調(diào)節(jié)：多環(huán)節(jié)。

設(shè)問

啟發(fā)式

三條途徑對(duì)比介紹

圖片

圖片

圖

圖

圖

圖

圖

圖

提問

10分鐘

20分鐘

通過介紹補(bǔ)體發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)引出補(bǔ)體概念

45分鐘

第一節(jié)課結(jié)束

休息10分鐘

第二節(jié)課結(jié)束

課后小結(jié)

第三節(jié)課結(jié)束

小

結(jié)

補(bǔ)體的定義；

補(bǔ)體系統(tǒng)的組成和理化性質(zhì)；

補(bǔ)體滅活條件；

補(bǔ)體三條激活途徑的比較；

補(bǔ)體的生物學(xué)作用。

復(fù)

習(xí)

思

考

題

、

作

業(yè)

題

1．補(bǔ)體的定義；

2．補(bǔ)體滅活條件是什么；

3．試列表比較補(bǔ)體三條激活途徑。

4．試述補(bǔ)體的生物學(xué)作用。

下

次

課

預(yù)

習(xí)

要

點(diǎn)

1．細(xì)胞因子的概念和類別；

2．細(xì)胞因子的作用方式及特點(diǎn)；

3．MHC的定義；

4．HLA-I、II、III類基因位點(diǎn)分別包括哪些及其分布；

5．HLA的功能。

實(shí)

施

情

況

及

分

析