内毒素PPT.ppt

细菌内毒素张志飞 预防兽医学 2014.05.17目录v简史v结构与功能v检测方法简史1.1874年 Dane Peter L.Panum Dane Peter L.Panum是第一位系统地、科学 地研究此毒素的科学家在1874年，他发表 论文明确指出： ①腐烂毒素是不挥发的，也不是活的微生物 ，但可能来源于微生物； ②毒素耐热，不是一种酶； ③注射12mg浓缩物就足够引起高热，致犬死 亡 根据我们现在对内毒素的认识，Panum的研 究结果已经涉及到内毒素简史v1884年，Rober Koch 证明霍乱弧菌为霍乱的致病菌，并在他的实验室开 展其致病性研究经该实验 室研究，从霍乱弧菌观 察到一种毒素，可牢固结结合在细菌细胞上，具有很 强的毒性作用，在细菌溶解时才释放出来由于这 种毒素与已经发现 的其他毒素明显不同，因此将其 称为内毒素（endotoxin）与此同时，意大利人 Eugenio Centanni从大肠杆菌等自溶物种分离出一 种无菌白色粉末的高致热热原性物质该物质对热 十分稳定，不属于蛋白质，且与细菌的生存和感染 引起的病理变化密切相关，被他称为Pyrotoxina， 他是第一个认识细 菌致热原与内毒素密切关系的人 。

简史v20世纪40年代后期，Otto Westphal 和Otto Luderitz 系统地分析了从沙门菌、大肠杆菌和其他肠道杆菌的分离 物，进一步发现分离物的致热活性主要集中在O-抗原复合 物中，且未降解多糖呈高致热原性，结结合蛋白的多糖活性较 低，降解多糖和单纯蛋白质则完全无活性1952年， Westphal 建立了一种更有效的分离方法——热-酚-水抽提法 ，其分离物几乎不含蛋白质，仅含糖、磷和脂肪酸成分，具 有非常强的生物活性，静脉内注射1ng/kg，就可致人发热， 被称为脂多糖该提取方法的建立，被认为是内毒素研究 历史上的里程碑，成为经典的分离法而被广泛应用简史v20世纪50年代后 人们逐步认识到这些从革兰阴性细菌分离得到的物质实 际上是同一成分，并且是所有革兰阴性菌细胞壁外膜上的 主要结构成分，对细菌的生长和活力至关重要，是革兰氏 阴性细菌的主要致病因子，并将这些物质统称为内毒素或 脂多糖（LPS）从此，内毒素的研究，日益受到微生物 学家、临床医师、生物学家和免疫学家的普遍重视什么是内毒素？v广义的内毒素指的是所有与细胞壁结合的细菌毒素 v在细菌学中，内毒素通常指的是革兰阴性菌外膜上 的脂多糖。

v（唯一的革兰阳性菌产生毒素是李斯特菌属中的 Listeria monocytogenes）试验器具 磷脂肽聚糖周质外膜孔蛋白脂蛋白细胞膜检查方法概述表1 细菌内毒素和外毒素的特点属性内毒素外毒素化学属性脂多糖 (分子量= 10kDa)蛋白质 (mw = 50-1000kDa)分布外膜的组成部分细胞外，可扩散煮沸是否变性不通常变性抗原性有有能否变成类毒素不能能毒力效价相对较低（>100ug)相对较高 特异性低高酶活性无总有是否致热是偶尔LPS在外膜中的功能v建立了一个过滤性的篱笆，只允许小分子物质和 亲水小颗粒通过在大肠杆菌中，ompF和ompC 孔蛋白阻止所以疏水分子和分子量大于700道尔顿 的亲水分子通过这个功能可以阻止来自胃肠道 的胆酸盐和毒性物质的侵入，同时对溶酶体和抗 菌剂来说也是个壁垒 vLPS可能会阻止血清成分和吞噬细胞对菌体的破 坏 vLPS能够在细菌定殖时候发挥粘附素的作用 vLPS结构的变化能够使菌体逃过先前形成的免疫 反应，对自身起到保护作用内毒素的化学性质vLipid Av可视作LPS的“生物活性中心”，是抗原活性部位， 保存着LPS的各种生物学活性v在Lipid A成分中，脂肪酸约占70%～80%，各种 细菌Lipid A的脂肪酸性质和排列不同。

vLipid A的生物学活性主要在于其以酯键相连的脂 肪酸，若其被水解， Lipid A或LPS即失去活性v类脂A具有免疫原性，注入动物全内可以产生相应 抗体内毒素的化学性质v核心多糖/R多糖分为连接O-特异性侧链的外核部分和连接 类脂A的内核部分相对稳定，同一菌属结构相同内核部分含有庚糖和2-酮基-3-脱氧辛酸 (KDO)两种特殊的糖类分子它们在LPS结 构中起着连结O多糖与类脂的作用内毒素的化学性质vO多糖3~5个糖构成的寡糖亚基重复序列组成 维持着LPS的亲水性 接近核心多糖部分缺失越多，变异株对疏水 物质越敏感LPS与G-的毒力类脂A（LPS有毒部分）毒力区域多糖链（LPS无毒、有抗原性部分）LPS与G-的毒力vO多糖与毒力毒力和光滑属性都与完整的O多糖相关之所以说O多糖 与毒力相关，是因为有试验证实，稍微改变一点LPS侧链 糖基序列，整个细菌的毒力就有很大的改变LPS与G-的毒力侧链多糖如何影响细菌毒力，有如下几种猜想：v 特异的O抗原能够让微生物吸附于特定的组织，特别是上皮组织v 光滑抗原具有更强的抗吞噬作用，因为粗糙变异株更容易 被吞噬细胞吞噬和破坏 v O多糖可作为毒力因子类脂A的水溶性载体。

多糖的结构很大限度的影响细胞表面的水合能力v O多糖可以保护细胞免受抗体和补体的损害v O多糖/O抗原是多种重要革兰阴性病原菌抗原变异的基础抗原多样性使得细菌具有多种血清型，这样细菌就可以 通过改变血清型避开宿主免疫反应，增加入侵宿主的几率 LPS与G-的毒力v类脂A和毒力v很强的生物反应调节剂，能够有效的刺激哺乳动 物免疫系统v发热，白细胞量改变，弥散性血管内凝血，低血 压，休克和死亡v内毒素性休克内毒素致热过程LPS与G-的毒力在单核细胞、巨噬细胞与LPS作用过程中，触发了三种反应：v1、产生细胞因子包括IL-1, IL-6, IL-8，TNF和血小板活化因子v这些因子刺激机体依次产生前列腺素和白细胞三烯这两 种物质能有效调节内毒素引起的炎症和败血性休克vLPS刺激巨噬细胞增强其吞噬作用和细胞毒性作用激活 的巨噬细胞产生溶酶体、IL-1(内源性致热源)和肿瘤坏死因子 （TNFα）LPS与G-的毒力v2、激活补体系统C3a and C5a可使机体释放组胺（可致使血管舒 张），引导中性粒细胞的趋化和聚集，进而产生炎 症LPS与G-的毒力v 3、激活血凝机制活化哈格曼因子（即凝血因子XII）会激活一些体液系统，引起：①血凝。

血凝机制的引发会导致血液凝固、血栓形成、急 性弥漫性血管内凝血，进而引起血小板和凝血因子的减少 ，导致内脏缺血②激活补体系统如上所述，导致炎症③纤溶酶的活化使纤维蛋白的溶解，导致出血④激肽激活期释放血管舒缓激肽和其他血管活性肽，引起 血压降低细菌内毒素检测方法v 鲎（hòu）试验法凝胶法、比浊法、比色法v 免疫学方法v 化学发光法v 流式细胞术结束，谢谢！。