内毒素的结构介绍

早在20世纪初，Richard Pfeiffer研究霍乱弧菌时，发现革兰阴性菌（Gram-negativebacillus，GNB）中有一种相对不溶性的成分，能够引起发热、休克，器官损害等病理反应，因其毒性效应和性质与外毒素（exotoxin）存在显著差异，就用内毒素（endotoxin）这一术语来描述该物质。随后多年对革兰阴性菌外膜的超微结构技术和生物分析技术的研究证明内毒素是磷脂双分子层结构，细胞膜的外部主要有结构易变的两性分子所组成，即脂多糖（lipopoly-saccharide，LPS）。LPS是内毒素的主要成分。

LPS的毒性中心为脂质A（lipid A），而多糖部分仅有少许或者根本没有生物效应。内毒素和外毒素的区别主要表现在：内毒素具有对热稳定的特点，而外毒素对热不稳定，而且外毒素能够在生长培养基或在急性感染中的活菌中所释放出来，相反，内毒素一般是在细菌崩解后释放出来。具体的区别如表1-1所示。

目前，LPS和内毒素这两个术语几乎混用，实际上两者有一定区别。LPS的毒性中心为脂质A，目前商品化的LPS中发现有“内毒素蛋白"的物质，后者进行信号转导的效应受体不同于纯化和合成的LPS作用的受体。纯化LPS或合成LPS只能够通过Toll样受休4（Toll-like receptor 4，TLR4）发挥信号转导，而“内毒素蛋白"是通过TLR2进行信号转导而发挥效应。因此内毒素若从其生物学的效应来说，应该包括“内毒素蛋白"，所以比LPS概念更广。

1933年，Boivin等用三氯乙酸粗提的方法首先在鼠伤寒杆菌中分离出一种耐热的致病因子，当时因其一般蛋白质反应呈阴性，故称为脂多糖抗原，后人称之为Boivin抗原。随后其他学者采取其他不同方法（如热水酚，酚汽油、氯仿、石油醚等），从GNB中抽提出同Boivin抗原相似的物质，该物质无蛋白质和核酸污染，却具有多种生物学毒性效应，如发热、低血压、局部Shwartzman反应、休克、多器官功能衰竭，弥散性血管内凝血（DIC）等。细菌内毒素主要见于革兰阴性细菌（见图1-1），也可存在于革兰阳性细菌、真菌、支原体及某些动植物组织中。革兰阴性细菌死亡后，细胞璧崩解释放出胞壁上的脂多糖分子，起初曾认为在细菌生活时内毒素不会扩散到环境中，后来发现活菌在繁殖生长时也可以以发疱形式释放胞壁上的脂多糖，只不过释放的内毒素浓度与细菌死亡时所释放的内毒素浓度相比低得多。习惯上将GNB细胞外膜中LPS作为一个整体称为内毒素，现已经将内毒素和脂多糖作为同义语来使用。