現(xiàn)今已經(jīng)清楚內(nèi)毒素(endotoxins)系存在于革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁外膜中的脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)成分。在結(jié)構(gòu)及功能上具有三個(gè)“兩性"特征,即屬于兩性(親水性、疏水性)分子,攜帶兩極(正、負(fù))電荷,及發(fā)揮兩相(有益、毒害)作用。內(nèi)毒素是一類具有高度活性的分子,對(duì)機(jī)體具有廣泛的生物學(xué)作用,故而在革蘭氏陰性菌感染的發(fā)病機(jī)制中起著十分重要的作用。
革蘭氏陰性菌感染時(shí)釋放的內(nèi)毒素或靜脈注射提取的內(nèi)毒素,可發(fā)生嚴(yán)重的致死性內(nèi)毒素休克(endotoxin shock),其特征是從休克可逆期到不可逆期的轉(zhuǎn)變期相極短,往往只有數(shù)分鐘至2h。故而臨床醫(yī)生常常來不及采取有效的治療措施。除此之外,如果體內(nèi)少量應(yīng)用內(nèi)毒素,可觀察到有顯著抗腫瘤,增強(qiáng)機(jī)體非特異性抵抗力、抗放射及移植物對(duì)宿主的排斥反應(yīng)等有益作用。
內(nèi)毒素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有兩部分具有不同理化性質(zhì)的成分組成,即多糖成分及脂類——類脂A(lipid A),前者又可以分為O-特異性多糖鏈及核心寡聚糖。O-特異性多糖即先前所稱的O-抗原或O-因子,由多個(gè)寡聚糖重復(fù)單位(每個(gè)重復(fù)單位含3~6個(gè)糖殘基)組成。對(duì)于不同細(xì)菌產(chǎn)生的內(nèi)毒素來講其重復(fù)單位的數(shù)目(決定鏈的長(zhǎng)短)可由0粗糙型內(nèi)毒素,R-LPS)到70個(gè)以上不等。O-多糖側(cè)鏈?zhǔn)歉锾m氏陰性菌及其內(nèi)毒素分子中最易變異的表面抗原成分,各種不同種屬的細(xì)菌其О-抗原的結(jié)構(gòu)不同,故而它們之間無血清學(xué)交叉反應(yīng)性。正是根據(jù)這一點(diǎn),革蘭氏陰性菌(特別是腸道菌>可進(jìn)行O-抗原分類。應(yīng)用O-抗原相對(duì)應(yīng)的抗體,臨床上可以快速進(jìn)行細(xì)菌鑒定。
核心多糖是內(nèi)毒素組成成分中結(jié)構(gòu)較為恒定的部分,一般由7~11個(gè)糖殘基組成,其中含有內(nèi)毒素的特征性成分——2-酮-3脫氧-D-甘露型辛酮糖酸(2-keto-3-deoxy-D-mannooctonate,KDO)及L-甘油型庚糖。
一般講,同一種細(xì)菌,其核心寡聚糖的變異較小,如沙門氏菌屬只含一種類型的核心,而大腸桿菌屬亦只存在六種核心類型。內(nèi)毒素中核心寡聚糖的免疫決定基,取決于核心成分末端的糖殘基結(jié)構(gòu),不同種屬的細(xì)菌,甚至不同類型的微生物,只要其產(chǎn)生的內(nèi)毒素核心結(jié)構(gòu)一致,即具有血清學(xué)交叉反應(yīng)性。如沙眼衣原體產(chǎn)生的Re-型內(nèi)毒素與明尼蘇達(dá)沙門氏菌R595的Re內(nèi)毒素結(jié)構(gòu)一致,故而它們具有交叉反應(yīng)性。